1. Όταν γνωρίζουμε τα αρχικά moles όλων των αντιδρώντων:

Transcript

1 Ιοντική Ισορροπία: Ανάμιξη διαλυμάτων Παρατηρήσεις για τη λύση πιο σύνθετων ασκήσεων Α) Ασκήσεις με προσθήκη οξέος ή βάσης σε διάλυμα που περιέχει δύο ηλεκτρολύτες οι οποίοι αντιδρούν και οι δύο με το οξύ ή τη βάση 1. Όταν γνωρίζουμε τα αρχικά moles όλων των αντιδρώντων: Εδώ, οι συνηθέστερες περιπτώσεις είναι οι ακόλουθες: (α) Το διάλυμα περιέχει ένα ισχυρό και ένα ασθενές οξύ ή μια ισχυρή και μία ασθενή βάση ή ένα ισχυρό οξύ και άλας ασθενούς βάσης ή μία ισχυρή βάση και άλας ασθενούς οξέος π.χ. Διάλυμα HCl και CH 3 COOH που προστίθεται NaOH ή διάλυμα NaOH και NH 3 που προστίθεται HCl ή διάλυμα HCl και NH 4 Cl που προστίθεται NaOH ή διάλυμα NaOH και NaF που προστίθεται HCl. (β) Το διάλυμα περιέχει δύο ισχυρά οξέα ή δύο ισχυρές βάσεις ή δύο άλατα που έχουν ένα ίδιο ιόν το οποίο προέρχεται από ασθενές οξύ ή βάση π.χ. Διάλυμα HCl και ΗΝΟ 3 που προστίθεται NaOH ή διάλυμα NaOH και ΚΟΗ που προστίθεται HCl ή διάλυμα ΝaOH και ΚΟΗ που προστίθεται HCOOH ή διάλυμα HCl και ΗΝΟ 3 που προστίθεται ΝΗ 3 ή διάλυμα CH 3 COOΝa και CH 3 COOΚ που προστίθεται HCl ή διάλυμα NH 4 Cl και NH 4 Br που προστίθεται NaOH. (γ) Το διάλυμα περιέχει δύο ασθενή οξέα ή δύο ασθενείς βάσεις με μεγάλη διαφορά στις τιμές των K a ή των K b (πάνω από 2 τάξεις μεγέθους) ή δύο άλατα των οποίων τα ανιόντα ή τα κατιόντα προέρχονται από ασθενές οξύ ή βάση και έχουν (τα ιόντα) μεγάλη διαφορά στις τιμές των K a ή των K b π.χ. Διάλυμα HΑ (K a =10-4 ) και ΗΓ (K a =10-7 ) που προστίθεται NaOH ή διάλυμα Β 1 (K b = 10-4 ) και Β 2 (K b =10-8 ) που προστίθεται HCl ή διάλυμα ΝaA (K b =10-10 ) και NaΓ (K b =10-7 ) που προστίθεται HCl ή διάλυμα Β 1 ΗCl (K a =10-10 ) και B 2 HCl (K a =10-6 ) που προστίθεται NaOH. (δ) Το διάλυμα περιέχει δύο ασθενή οξέα ή δύο ασθενείς βάσεις με παραπλήσιες τιμές των K a ή των K b ή δύο άλατα των οποίων τα ανιόντα ή τα κατιόντα προέρχονται από ασθενές οξύ ή βάση και έχουν (τα ιόντα) παραπλήσιες τιμές των K a ή των K b π.χ. Διάλυμα ΗCOOH (K a =10-4 ) και CH 3 COOH (K a =10-5 ) που προστίθεται NaOH ή διάλυμα CH 3 NH 2 (K b =10-4 ) και NH 3 (K b =10-5 ) που προστίθεται HCl ή διάλυμα ΗCOOΝa (K b (HCOO - )=10-10 ) και CH 3 COONa (K b (CH 3 COO - )=10-9 ) που προστίθεται

2 HCl ή διάλυμα CH 3 NH 3 Cl (K a (CH 3 NH 3 + )=10-10 ) και NH 4 Cl (K a (NH 4 + )=10-9 ) που προστίθεται NaOH. Στις περιπτώσεις (α) και (γ) δουλεύουμε γενικά ως εξής: Γράφουμε πρώτα την αντίδραση του ισχυρότερου ηλεκτρολύτη με τον προστιθέμενο στο διάλυμα ηλεκτρολύτη (1 ο πινακάκι) και αν περισσέψει ποσότητα του προστιθέμενου ηλεκτρολύτη γράφουμε και την αντίδραση του ασθενέστερου ηλεκτρολύτη με τον προστιθέμενο ηλεκτρολύτη (2 ο πινακάκι). Επαναληπτικές ασκήσεις (α) 5-7 (Πλήρης εξουδετέρωση ισχυρού-ασθενούς) 8, 9 (Μερική εξουδετέρωση ισχυρού-ασθενούς) (γ) 10 (Πλήρης εξουδετέρωση 2 ασθενών οξέων με μεγάλη διαφορά στις Ka) Στις περιπτώσεις (β) και (δ), δουλεύουμε γενικά ως εξής: Αν καταλαβαίνω, από τα αρχικά moles των ηλεκτρολυτών και τους συντελεστές τους στις χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων, ότι: i) Αντιδρούν πλήρως οι δύο ηλεκτρολύτες: Ακολουθώ την ίδια διαδικασία που περιγράφηκε στις περιπτώσεις (α) και (γ). Επαναληπτικές ασκήσεις (β i) 11 (Πλήρης εξουδετέρωση 2 ισχυρών βάσεων από ασθενές οξύ) (δ i) 12 (Πλήρης εξουδετέρωση 2 ασθενών οξέων με παραπλήσιες Κa) 13 (Πλήρης αντίδραση δύο αλάτων των οποίων τα ανιόντα προέρχονται από ασθενές οξύ και έχουν (τα ανιόντα) παραπλήσιες τιμές Kb ii) Δεν αντιδρούν πλήρως οι δύο ηλεκτρολύτες: Ξεκινώ γράφοντας πρώτα την αντίδραση με τον ένα ηλεκτρολύτη, όποιον θέλω. Στο 1 ο πινακάκι υποθέτω ότι αντιδρά ένα μέρος, π.χ. x mol, της αρχικής ποσότητας του πρώτου ηλεκτρολύτη. Μετά γράφω την αντίδραση και του δεύτερου ηλεκτρολύτη. Στο 2 ο πινακάκι, ο προστιθέμενος ηλεκτρολύτης θα αντιδράσει πλήρως (θα εξαντληθεί η ποσότητά του) ενώ φυσικά θα αντιδράσει ένα μέρος της αρχικής ποσότητας του δεύτερου ηλεκτρολύτη. o Στην περίπτωση (δ), εάν αναφέρεται στην εκφώνηση για κάποιον από τους δύο ηλεκτρολύτες το ποσοστό της αρχικής ποσότητάς του που αντιδρά ακολουθώ την

3 ίδια διαδικασία με προηγουμένως, αλλά αντί να γράψω στο πινακάκι ότι αντιδρούν x mol του ηλεκτρολύτη γράφω ότι αντιδρά το ποσοστό που αναφέρεται στην εκφώνηση. Η επίλυση όταν αντιδρούν μερικώς δύο ασθενείς ηλεκτρολύτες είναι, αλγεβρικά, η πιο δύσκολη περίπτωση. Μετά τις αντιδράσεις, θα έχω στο διάλυμα 4 ηλεκτρολύτες που επηρεάζουν το ph. Οι προσεγγίσεις που πρέπει να γίνουν είναι κομβικής σημασίας διότι απλοποιούν σημαντικά την αλγεβρική επίλυση της άσκησης. Επαναληπτικές ασκήσεις (β ii) 14 (Μερική εξουδετέρωση 2 ισχυρών οξέων από ασθενή βάση) 15 (Μερική αντίδραση δύο αλάτων που έχουν ένα ίδιο ιόν το οποίο προέρχεται από ασθενές οξύ ή βάση) (δ ii) 16, 17, (Μερική εξουδετέρωση 2 ασθενών οξέων με παραπλήσιες Κa) 18 (Πλήρης εξουδετέρωση ενός ισχυρού οξέος και μερική εξουδετέρωση 2 ασθενών οξέων) *Παρατήρηση: Στην άσκηση 18 δε γνωρίζουμε τα αρχικά mol της προστιθέμενης βάσης. Όμως δε χρειάζεται διερεύνηση (δες παρατηρήσεις παρακάτω) διότι στην εκφώνηση αναφέρεται ότι αντιδρά πλήρως το ισχυρό οξύ και μερικώς καθένα από τα δύο ασθενή οξέα.

4 2. Όταν δε γνωρίζουμε τα αρχικά moles όλων των αντιδρώντων (ασκήσεις διερεύνησης): Εδώ θα δούμε ασκήσεις από την περίπτωση (α), δηλαδή να έχουμε στο διάλυμα έναν ισχυρό και έναν ασθενή ηλεκτρολύτη, στους οποίους προστίθεται ισχυρό οξύ ή βάση, καθώς και από την περίπτωση (β) και συγκεκριμένα να έχουμε στο διάλυμα είτε (β1) δύο ισχυρά οξέα ή δύο ισχυρές βάσεις είτε (β2) δύο άλατα που έχουν ένα ίδιο ιόν το οποίο προέρχεται από ασθενές οξύ ή βάση, στους οποίους προστίθεται επίσης ισχυρό οξύ ή βάση, όπου όμως δε γνωρίζουμε τα αρχικά mol όλων των ηλεκτρολυτών αλλά μας δίνεται συνήθως το ph του τελικού διαλύματος. Στην περίπτωση (α) κάνουμε διερεύνηση, εξετάζοντας με τη σειρά τα εξής πέντε ενδεχόμενα: α) Αντιδρούν πλήρως τόσο οι δύο ηλεκτρολύτες όσο και ο προστιθέμενος ηλεκτρολύτης (στοιχειομετρική αναλογία). β) Αντιδρούν πλήρως και οι δύο ηλεκτρολύτες και περισσεύει ποσότητα του προστιθέμενου ηλεκτρολύτη (περίσσεια του προστιθέμενου ηλεκτρολύτη). γ) Αντιδρά πλήρως ο ισχυρός ηλεκτρολύτης και μερικώς ο ασθενής ηλεκτρολύτης. δ) Αντιδρά πλήρως ο ισχυρός ηλεκτρολύτης και καθόλου ο ασθενής. ε) Αντιδρά μερικώς ο ισχυρός ηλεκτρολύτης και καθόλου ο ασθενής. Μόνο μία από τις παραπάνω περιπτώσεις θα με οδηγήσει σε λύση που συμφωνεί με τα δεδομένα της εκφώνησης, π.χ. το ph του τελικού διαλύματος. Το πιο πιθανό είναι ένα από τα τρία πρώτα ενδεχόμενα να με οδηγήσει στη λύση. Αν κατά τη διερεύνηση καταλήξω σε μία αποδεκτή λύση, δε χρειάζεται να διερευνήσω εξαντλητικά τις υπόλοιπες περιπτώσεις διότι μόνο μία λύση μπορεί να υπάρχει. Απλά πρέπει να αναφέρω και τις υπόλοιπες και να εξηγήσω πολύ σύντομα για καθεμία γιατί αποκλείεται να με οδηγήσει σε αποδεκτή λύση. Επαναληπτικές ασκήσεις (α) 19, 20 (Διερεύνηση σε διάλυμα με ισχυρό-ασθενή)

5 Στην περίπτωση (β1), από το ph του τελικού διαλύματος καταλαβαίνουμε αμέσως αν τα αντιδρώντα είναι σε στοιχειομετρική αναλογία ή αν αντιδρούν μερικώς οι δύο ηλεκτρολύτες του διαλύματος ή αν αντιδρά μερικώς ο προστιθέμενος ηλεκτρολύτης. Κάνουμε δύο πινακάκια για τις αντιδράσεις, ξεκινώντας με την αντίδραση οποιουδήποτε από τους δύο ηλεκτρολύτες του διαλύματος. i) Αν τα αντιδρώντα είναι σε στοιχειομετρική αναλογία, δηλαδή αντιδρούν πλήρως και οι τρεις ηλεκτρολύτες, φτιάχνουμε τα πινακάκια έτσι ώστε να αντιδρούν πλήρως και οι δύο ηλεκτρολύτες του διαλύματος και στο τέλος, στο 2 ο πινακάκι, επειδή και ο προστιθέμενος ηλεκτρολύτης αντιδρά πλήρως, εξισώνουμε τα τελικά mol του προστιθέμενου ηλεκτρολύτη με το μηδέν, οπότε καταλήγουμε σε μία χρήσιμη εξίσωση. ii) Αν αντιδρά μερικώς ο προστιθέμενος ηλεκτρολύτης, φτιάχνουμε τα πινακάκια έτσι ώστε να αντιδρούν πλήρως και οι δύο ηλεκτρολύτες του διαλύματος. Στο 2 ο πινακάκι, θα περισσέψει φυσικά στο τέλος μία ποσότητα του προστιθέμενου ηλεκτρολύτη. iii) Αν αντιδρούν μερικώς οι δύο ηλεκτρολύτες του διαλύματος, στο 1 ο πινακάκι υποθέτουμε ότι αντιδρά ένα μέρος, π.χ. x mol, της αρχικής ποσότητας του πρώτου ηλεκτρολύτη. Μετά γράφουμε την αντίδραση και του δεύτερου ηλεκτρολύτη. Στο 2 ο πινακάκι, ο προστιθέμενος ηλεκτρολύτης θα αντιδράσει πλήρως (θα εξαντληθεί η ποσότητά του) ενώ φυσικά θα αντιδράσει ένα μέρος της αρχικής ποσότητας του δεύτερου ηλεκτρολύτη. Επαναληπτικές ασκήσεις (β1 iii) 21 (Προσθήκη ισχυρού οξέος σε διάλυμα με 2 ισχυρές βάσεις που αντιδρούν μερικώς) Στην περίπτωση (β2) κάνουμε διερεύνηση, εξετάζοντας τρία πιθανά ενδεχόμενα: στοιχειομετρική αναλογία, περίσσεια προστιθέμενου ηλεκτρολύτη ή περίσσεια των δύο αλάτων. Για κάθε ενδεχόμενο δουλεύουμε αντίστοιχα όπως περιγράφηκε στην περίπτωση (β1) προηγουμένως. Επαναληπτικές ασκήσεις (β2) 22 (Διερεύνηση σε διάλυμα με 2 άλατα που έχουν κοινό ιόν και αντιδρούν με ισχυρό οξύ)

6 Β) Ασκήσεις με ανάμειξη ασθενούς οξέος (ή βάσης) με άλας άλλου ασθενούς οξέος (ή βάσης) όπου μπορεί να γίνει η πρωτολυτική αντίδραση: ασθενές οξύ-1 + άλας ασθενούς οξέος-2 άλας ασθενούς οξέος-1 + ασθενές οξύ-2 ή ασθενής βάση-1 + άλας ασθενούς βάσης-2 άλας ασθενούς βάσης-1 + ασθενής βάση-2 Κατά την ανάμειξη ασθενούς οξέος-1 (ή βάσης-1) με άλας άλλου ασθενούς οξέος-2 (ή βάσης-2), έχουμε γενικά 3 περιπτώσεις: (α) Η Κa του πρώτου οξέος να είναι αρκετά μικρότερη (πάνω από 2 τάξεις μεγέθους) από αυτή του δεύτερου, οπότε πρακτικά δε γίνεται κάποια αντίδραση. (β) Η Κa του πρώτου οξέος να είναι αρκετά μεγαλύτερη (πάνω από 2 τάξεις μεγέθους) από αυτή του δεύτερου, οπότε πρακτικά γίνεται μονόδρομη αντίδραση. (γ) Η Κa του πρώτου οξέος να είναι παραπλήσια (ίδια τάξη μεγέθους) με αυτή του δεύτερου, οπότε γίνεται αμφίδρομη αντίδραση. - Στην περίπτωση (α) δουλεύουμε κατά τα γνωστά με τις διαστάσεις και τους ιοντισμούς των ηλεκτρολυτών. - Στην περίπτωση (β) δουλεύουμε όπως στην περίπτωση που έχουμε τη μονόδρομη αντίδραση «ισχυρό οξύ + άλας ασθενούς οξέος» (διπλή αντικατάσταση). - Στην περίπτωση (γ) δουλεύουμε την αμφίδρομη αντίδραση όπως στην περίπτωση των ασκήσεων χημικής ισορροπίας (πινακάκι) και στη συνέχεια ασχολούμαστε κατά τα γνωστά με τις διαστάσεις και τους ιοντισμούς των ηλεκτρολυτών της ισορροπίας της αμφίδρομης αντίδρασης. Στην περίπτωση (γ) μπορεί οι συγκεντρώσεις να είναι τέτοιες ώστε η αντίδραση να είναι ήδη σε ισορροπία. Τότε δουλεύουμε όπως στην περίπτωση (α).

7 Οι κατηγορίες ασκήσεων που μπορεί να συναντήσουμε εδώ είναι οι ακόλουθες: 1. Η εκφώνηση αναφέρει σαφώς ότι γίνεται αντίδραση, είτε μονόδρομη είτε αμφίδρομη. Στην περίπτωση αυτή δουλεύουμε όπως προαναφέρθηκε στις περιπτώσεις (β) και (γ) αντίστοιχα. Επαναληπτικές ασκήσεις (γ) Εάν δεν αναφέρεται στην εκφώνηση αν γίνεται αντίδραση, τότε: i) Αν δίνονται οι Ka ή μπορούμε να τις υπολογίσουμε εξαρχής από δεδομένα της εκφώνησης, τις συγκρίνουμε για να δούμε σε ποια από τις περιπτώσεις (α), (β) ή (γ) είμαστε και δουλεύουμε ανάλογα. Αν είμαστε στην περίπτωση (γ), θεωρούμε ότι η αμφίδρομη αντίδραση είναι ήδη σε κατάσταση ισορροπίας. Επαναληπτικές ασκήσεις (α) 24, (β) 25, (γ) 26 ii) Αν δε δίνεται και δε μπορούμε να υπολογίσουμε εξαρχής από δεδομένα της εκφώνησης κάποια Κa, είτε δε γίνεται καθόλου αντίδραση (περίπτωση α) είτε έχουμε αμφίδρομη αντίδραση (περίπτωση γ) η οποία είναι ήδη σε κατάσταση ισορροπίας. Οι δύο αυτές περιπτώσεις αντιμετωπίζονται, όπως προαναφέρθηκε, με τον ίδιο τρόπο. Επαναληπτικές ασκήσεις (γ) 27

8 Ιοντική Ισορροπία: Ανάμιξη διαλυμάτων 27 επαναληπτικές ασκήσεις 1) Υδατικό διάλυμα Δ 1 ασθενούς μονοπρωτικού οξέος ΗΑ έχει ph=3 και όγκο 200 ml. Στο διάλυμα Δ 1 προστίθενται 100 ml υδατικού διαλύματος NaOH που έχει ph=14 και το διάλυμα που προκύπτει αραιώνεται σε τελικό όγκο 500 ml (διάλυμα Δ 2 ). α) Να υπολογίσετε το ph του διαλύματος Δ 2. β) Στο διάλυμα Δ 2 διαλύονται 0,05 mol αέριου HCl, χωρίς μεταβολή του όγκου, οπότε προκύπτει διάλυμα Δ 3. Να υπολογίσετε τη [Η 3 Ο + ] στο διάλυμα Δ 3. Δίνονται: όλα τα διαλύματα έχουν θ=25 o C, για το ΗΑ Ka = , για το Η 2 Ο Κ w = ) Ποσότητα Ca διαλύεται στο νερό, σχηματίζοντας διάλυμα Δ 1 όγκου 2 L με ph=12. α) Να υπολογίσετε τον αριθμό moles του Ca που διαλύθηκαν. β) Πόσα mol αέριου HCl πρέπει να διαλυθούν στο διάλυμα Δ 1, χωρίς μεταβολή του όγκου, ώστε να προκύψει διάλυμα Δ 2 με ph=2; 3) Υδατικό διάλυμα CH 3 COOH (Δ 1 ) έχει ph=3. α) Πόσα mol Mg πρέπει να διαλυθούν σε 400 ml του διαλύματος Δ 1 ώστε να μεταβληθεί το ph του διαλύματος κατά δύο μονάδες; β) Πόσα mol στερεού ΚΟΗ πρέπει να διαλυθούν σε 500 ml του διαλύματος Δ 1 ώστε να προκύψει διάλυμα Δ 2 στο οποίο να ισχύει [ΟΗ - ] = 10 8 [Η 3 Ο + ]; Με την προσθήκη Mg και ΚΟΗ δε μεταβάλλεται ο όγκος του διαλύματος. Δίνονται: τα διαλύματα έχουν θ=25 o C, για το CΗ 3 COOH Ka = 10-5, για το Η 2 Ο Κ w = ) Υδατικό διάλυμα ισχυρού οξέος (διάλυμα Δ 1 ) έχει ph=1. Πόσα mol αέριας ΝΗ 3 πρέπει να διαλυθούν σε 400 ml του διαλύματος Δ 1 ώστε να προκύψει διάλυμα Δ 2 με ph: α. 5 ; β. 10 ; Με την προσθήκη ΝΗ 3 δε μεταβάλλεται ο όγκος του διαλύματος. Δίνονται: για την ΝΗ 3 Kb = 10-5, για το Η 2 Ο Κ w = ) Υδατικό διάλυμα Δ 1 ασθενούς μονοπρωτικού οξέος ΗΑ έχει [Α - ] = 10-3 Μ. α. Ποιος είναι ο βαθμός ιοντισμού του ΗΑ στο διάλυμα Δ 1 ; β. Σε 200 ml του Δ 1 διαλύεται αέριο HCl, χωρίς μεταβολή του όγκου, οπότε προκύπτει διάλυμα Δ 2 στο οποίο ισχύει [Α - ]=10-5 Μ. Να υπολογίσετε το ph του διαλύματος Δ 2. γ. Στο διάλυμα Δ 2 προστίθενται 400 ml υδατικού διαλύματος NaOH με ph=13 και το διάλυμα που προκύπτει αραιώνεται με νερό σε τελικό όγκο 2 L (διάλυμα Δ 3 ). Να υπολογίσετε το ph του διαλύματος Δ 3 και τις συγκεντρώσεις όλων των ιόντων σε αυτό. Δίνονται: όλα τα διαλύματα έχουν θ=25 o C, για το ΗΑ Ka = 10-5, για το Η 2 Ο Κ w =

9 6) Υδατικό διάλυμα Δ 1 έχει όγκο 100 ml και περιέχει το ασθενές μονοπρωτικό οξύ ΗΑ με συγκέντρωση 0,3 Μ και HCl με συγκέντρωση C M. Για την πλήρη εξουδετέρωση του διαλύματος Δ 1 απαιτούνται 200 ml υδατικού διαλύματος NaOH συγκέντρωσης 0,2 Μ, οπότε προκύπτει διάλυμα Δ 2. Να υπολογίσετε: α) τη συγκέντρωση C του HCl στο διάλυμα Δ 1. β) το ph του διαλύματος Δ 1 και το βαθμό ιοντισμού του ΗΑ στο διάλυμα Δ 1. γ) το ph του διαλύματος Δ 2. Δίνονται: όλα τα διαλύματα έχουν θ=25 o C, για το ΗΑ Ka = 10-5, για το Η 2 Ο Κ w = ) Υδατικό διάλυμα ΝΗ 3 (Δ 1 ) έχει [ΟΗ - ] = Μ. α) Ποιος είναι ο βαθμός ιοντισμού της ΝΗ 3 στο διάλυμα Δ 1 ; β) 100 ml του διαλύματος Δ 1 αναμειγνύονται με 100 ml υδατικού διαλύματος Δ 2 NaOH συγκέντρωσης 0,2 Μ, οπότε προκύπτει διάλυμα Δ 3. Να υπολογίσετε το ph του διαλύματος Δ 3 και το βαθμό ιοντισμού της ΝΗ3 στο διάλυμα Δ 3. γ) Στο διάλυμα Δ 3 διαλύονται 0,06 mol αέριου HCl και το διάλυμα αραιώνεται με νερό σε τελικό όγκο 400 ml, οπότε προκύπτει διάλυμα Δ 4. Να υπολογίσετε το ph του διαλύματος Δ 4 και τις συγκεντρώσεις όλων των ιόντων που υπάρχουν σε αυτό. Δίνονται: όλα τα διαλύματα έχουν θ=25 o C, για την ΝΗ 3 Kb = 10-5, για το Η 2 Ο Κ w = ) Υδατικό διάλυμα Δ 1 έχει όγκο 200 ml και περιέχει HCl συγκέντρωσης C 1 M και CH 3 COOH συγκέντρωσης 0,1 Μ. Ο βαθμός ιοντισμού του CH 3 COOH στο διάλυμα Δ 1 είναι α) Να υπολογίσετε τη συγκέντρωση C 1 του HCl και το ph του διαλύματος Δ 1. β) Στο διάλυμα Δ 1 προστίθενται 300 ml υδατικού διαλύματος NaOH το οποίο έχει ph=13. Να υπολογίσετε το ph του διαλύματος Δ 2 που προκύπτει. Δίνονται: τα διαλύματα έχουν θ=25 o C, για το CΗ 3 COOH Ka = 10-5, για το Η 2 Ο Κ w = ) Διαθέτουμε διάυμα Δ1 όγκου 400 ml που περιέχει 24 g CH 3 COOH. α. Να υπολογιστεί ο βαθμός ιοντισμού του CH 3 COOH και το ph του Δ1. β. Στην ποσότητα του διαλύματος Δ1 γίνεται προσθήκη 3,65 g HCl και νερού οπότε προκύπτει διάλυμα Δ2 όγκου 1 L. Να υπολογιστεί ο βαθμός ιοντισμού του CH 3 COOH και το ph του Δ2. γ. Στο διάλυμα Δ2 διαλύονται 12 g NaOH, χωρίς μεταβολή όγκου, οπότε προκύπτει διάλυμα Δ3. Στο διάλυμα Δ3 να υπολογιστούν: i. ο βαθμός ιοντισμού του ασθενούς ηλεκτρολύτη, ii. το ph, iii. οι συγκεντρώσεις όλων των ιόντων. Δίνεται για το CH 3 COOH: Ka=10-5.

10 10) Υδατικό διάλυμα Δ1 περιέχει HF 1 M και HCN 1 M. Σε 1 L του Δ1 προσθέτουμε 2 mol ΝaΟΗ, χωρίς μεταβολή του όγκου, οπότε προκύπτει διάλυμα Δ2. Να βρεθεί το ph του διαλύματος Δ2. Δίνεται Κa(HF)=10-4, Κa(HCN)=10-10, Kw=10-14, θ=25 o C. 11) Διαθέτουμε τα παρακάτω υδατικά διαλύματα: Διάλυμα Δ1 : HCOOH συγκέντρωσης 0,6 Μ, Διάλυμα Δ2 : ΝaOH συγκέντρωσης 0,1 Μ, Διάλυμα Δ3 : KOH συγκέντρωσης 0,2 Μ. Αναμιγνύουμε ίσους όγκους από τα διαλύματα Δ1, Δ 2 και Δ3, οπότε προκύπτει διάλυμα Δ4. Να υπολογίσετε τη συγκέντρωση OH στο διάλυμα Δ4. Δίνεται ότι Κa(HCOOH)=10-4, K w =10-14, θ=25 o C. Τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν να γίνουν οι γνωστές προσεγγίσεις. 12) Υδατικό διάλυμα Δ 1 περιέχει τα ασθενή μονοπρωτικά οξέα ΗΑ και ΗΒ με συγκεντρώσεις 0,2 Μ και 0,4 Μ αντίστοιχα. α. Να υπολογίσετε το ph του διαλύματος Δ 1. β. Σε 500 ml του διαλύματος Δ 1 διαλύονται 0,3 mol στερεού NaOH, χωρίς μεταβολή του όγκου, οπότε προκύπτει διάλυμα Δ 2. Να υπολογίσετε τη [ΟΗ - ] στο διάλυμα Δ 2. Δίνονται: τα διαλύματα έχουν θ=25 o C, για το ΗΑ Ka = 10-5, για το ΗΒ Ka = , για το Η 2 Ο Κ w = ) Έστω τα υδατικά διαλύματα: Δ1: ΗΒ με ph=3,5 και Δ2: ΝaΟΗ 1/90 Μ. Όταν αναμειγνύονται 1 L του Δ1 με 9 L του Δ2 οι διαλυμένες ουσίες αντιδρούν πλήρως μεταξύ τους και προκύπτει διάλυμα Δ3. α. Να υπολογίσετε το ph του Δ3. β. Στο Δ3 προστίθεται ποσότητα άλατος MgA 2 και νερό, οπότε προκύπτει διάλυμα Δ4 όγκου 20 L με ph=9. Να υπολογίσετε τα mol του άλατος MgA 2. Δίνεται για το ΗΑ: Ka=10-5. γ. Στο Δ4 προστίθενται 1,3 mol ΗCl, χωρίς να μεταβληθεί ο όγκος του διαλύματος, οπότε προκύπτει διάλυμα Δ5. Στο διάλυμα Δ5 να υπολογιστούν: i. το ph και ii. τις συγκεντρώσεις όλων των κατιόντων. 14) Αναμειγνύουμε 1 L διαλύματος ΗCl 0,04 M (Δ1) με 4 L διαλύματος HBr 0,0025 Μ (Δ2) και προκύπτει διάλυμα Δ3. α. Να υπολογιστεί το ph του Δ3. β. Στο διάλυμα Δ3 γίνεται προσθήκη 0,04 mol NH 3 και ποσότητας νερού, οπότε προκύπτει διάλυμα Δ4 όγκου 10 L. Να υπολογίσετε στο διάλυμα Δ4: i. το ph και ii. τη συγκέντρωση της ΝΗ 3. Δίνεται για την ΝΗ 3 : Κ b =10-5.

11 15) Διαθέτουμε δύο υδατικά διαλύματα Δ1 και Δ2 θερμοκρασίας 25 ο C: Δ1: HCOONa 0,1 M με ph=8,5 και Δ2: (HCOO) 2 Ca 0,05 M. α. Ποιο είναι ισχυρότερο οξύ, το HCOOH ή το CH 3 COOH; β. Πόσα ml Η 2 Ο πρέπει να προσθέσουμε σε 100 ml του Δ2, ώστε στο διάλυμα που θα προκύψει να περιέχονται mol ιόντων OH - ; γ. Αναμιγνύουμε 100 ml του Δ1 με 300 ml του Δ2, οπότε σχηματίζεται διάλυμα Δ3. Να βρεθεί το pη του Δ3. δ. Αναμιγνύουμε 200 ml του Δ1 με 100 ml του Δ2. Στο διάλυμα που προκύπτει προσθέτουμε 0,025 mοl HCl και αραιώνουμε μέχρι τελικού όγκου 1 L, οπότε προκύπτει διάλυμα Δ4. Να βρεθεί η [Η 3 Ο + ] στο διάλυμα Δ4. Δίνεται Κa(CH 3 COOH)=10-5, σε θερμοκρασία 25 o C: K w = Τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις. 16) 1 mol NaOH αντιδρά πλήρως με 1 L υδατικού διαλύματος που περιέχει 1 mol ασθενούς μονοπρωτικού οξέος ΗΑ και 1 mol ενός άλλου ασθενούς μονοπρωτικού οξέος ΗΒ, οπότε εξουδετερώνεται το 25% της ποσότητας του οξέος ΗΑ και το 75% της ποσότητας του οξέος ΗΒ. Να υπολογίσετε: α. τη συγκέντρωση των ιόντων Η 3 Ο + στο διάλυμα που προκύπτει. β. τη σταθερά ιοντισμού Ka του οξέος ΗΒ. Ο όγκος του διαλύματος δε μεταβάλλεται με την προσθήκη NaOH. Δίνεται για το ΗΑ Ka = ) Υδατικό διάλυμα Δ 1 περιέχει τα ασθενή μονοπρωτικά οξέα ΗΑ και ΗΒ με συγκέντρωση 1 Μ το καθένα. α. Να υπολογίσετε το ph του διαλύματος Δ 1. β. Σε 500 ml του διαλύματος Δ 1 διαλύονται 0,5 mol στερεού NaOH, χωρίς μεταβολή του όγκου, οπότε προκύπτει διάλυμα Δ 2. Να υπολογίστε: i. το ph του διαλύματος Δ 2. ii. το ποσοστό της αρχικής ποσότητας του κάθε οξέος που εξουδετερώνεται με το NaOH. Δίνονται: τα διαλύματα έχουν θ=25 o C, για το ΗΑ Ka= , για το ΗΒ Ka= , για το Η 2 Ο Κ w = ) Δίνονται τα παρακάτω υδατικά διαλύματα: Διάλυμα Υ1 μονοπρωτικού οξέος ΗΑ 1 Μ με ph = 0. Διάλυμα Υ2 μονοπρωτικού οξέος ΗΒ 0,1 Μ με ph = 2,5. Διάλυμα Υ3 μονοπρωτικού οξέος ΗΓ 1 Μ με ph = 3. α. Nα συγκρίνετε τα τρία οξέα ως προς την ισχύ τους.

12 β. 1mL κάθε διαλύματος αραιώνεται με καθαρό νερό σε τελικό όγκο 10 ml. Να βρείτε το ph κάθε αραιωμένου διαλύματος. Γιατί η μεταβολή του ph δεν είναι ίδια και στα τρία διαλύματα; γ. Αναμειγνύουμε 100 ml διαλύματος Υ1 με 400 ml διαλύματος Υ2 και 500 ml διαλύματος Y3. i. Να βρεθεί το ph του διαλύματος Υ4 που προκύπτει. ii. Στο διάλυμα Y4 προσθέτουμε στερεό NaOH μέχρι να γίνει ph=5. Αν εξουδετερώνεται όλη η ποσότητα του οξέος ΗΑ και μέρος των ποσοτήτων των οξέων ΗΒ και ΗΓ, να βρεθεί το ποσοστό που εξουδετερώθηκε από τα οξέα ΗΒ και ΗΓ. Τα δεδομένα της άσκησης επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις κι η θερμοκρασία όλων των υδατικών διαλυμάτων είναι 25 ο C όπου Κw= ) Υδατικό διάλυμα CH 3 COOH (Δ 1 ) έχει συγκέντρωση 0,1 Μ. α. Να υπολογίσετε το ph του διαλύματος Δ 1. β. Σε 200 ml του διαλύματος Δ 1 διαβιβάζεται αέριο HCl, οπότε το ph του διαλύματος μεταβάλλεται κατά δύο μονάδες και προκύπτει διάλυμα Δ 2. Να υπολογίσετε τον αριθμό moles του HCl που προστέθηκε. γ. Πόσα mol στερεού NaOH πρέπει να διαλυθούν στο διάλυμα Δ 2 για να προκύψει διάλυμα Δ 3 με ph=9; Με την προσθήκη ΗCl και NaΟΗ δε μεταβάλλεται ο όγκος του διαλύματος. Δίνονται: τα διαλύματα έχουν θ=25 o C, για το CΗ 3 COOH Ka=10-5, για το Η 2 Ο Κ w = ) Αναμιγνύουμε 50 ml υδατικού διαλύματος ΝaOH 0,2 M με 50 ml υδατικού διαλύματος CΗ 3 COOΝa 0,2 M και προκύπτουν 100 ml διαλύματος Υ1. Α. Να βρεθεί στο Υ1 η συγκέντρωση του CΗ 3 COOΗ και η συγκέντρωση των ΟΗ - που προέρχονται από τον αυτοϊοντισμό του νερού. Β. Πόσα mol HCl πρέπει να προσθέσουμε στο διάλυμα Υ1, χωρίς μεταβολή όγκου, ώστε να προκύψει διάλυμα Υ2 με ph=5; Δίνονται: όλα τα διαλύματα είναι στους 25 o C όπου K w =10-14, για το CΗ 3 COOΗ Ka=10-5. Τα δεδομένα επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις. 21) Μείγμα ΝaOH και ΚΟΗ μάζας 3,84 g διαλύεται στο νερό. Στο διάλυμα που προκύπτει διαβιβάζονται 1,12 L αέριου HCl, μετρημένα σε συνθήκες STP, οπότε προκύπτει διάλυμα όγκου 300 ml το οποίο έχει ph=13. Να υπολογίσετε τη σύσταση του αρχικού μείγματος. Δίνεται για το νερό Κ w =

13 22) Υδατικό διάλυμα Δ1 περιέχει τα άλατα ΝaΑ 1/30 Μ και CaA 2 1/30 Μ. Το ΗΑ είναι ασθενές οξύ με Κa=10-7. Πόσα mol αερίου HCl πρέπει να προσθέσουμε σε 110 ml του διαλύματος Δ1, χωρίς μεταβολή του όγκου του, ώστε να προκύψει διάλυμα Δ2 με ph=6; Δίνονται: Όλα τα διαλύματα είναι στους 25 o C όπου K w = Τα δεδομένα επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις. 23) Διαθέτουμε τα παρακάτω υδατικά διαλύματα (25 ο C) : Υ1 : Διάλυμα ΗF συγκέντρωσης c M στο οποίο ισχύει [Η 3 Ο + ]=10 8 [ΟΗ - ] Υ2 : Διάλυμα NaF συγκέντρωσης c M με ph=9 Y3 : Διάλυμα NaOH συγκέντρωσης c M Y4 : Διάλυμα CH 3 COOH συγκέντρωσης c M α. Να βρεθεί η συγκέντρωση των διαλυμάτων και η Ka(HF). β. Πόσα L διαλύματος Y2 πρέπει να προσθέσουμε σε 100 ml διαλύματος Υ1 ώστε να ελαττωθεί ο βαθμός ιοντισμού του ΗF κατά 10 φορές; γ. Πόσα ml νερού πρέπει να προσθέσουμε σε 100 ml διαλύματος Y2 ώστε να μεταβληθεί το ph του διαλύματος κατά 0,5 μονάδες; δ. Πόσα ml διαλύματος Υ3 πρέπει να προσθέσουμε σε 300 ml Y1 ώστε να προκύψει διάλυμα με [Η 3 Ο + ]= Μ; ε. Προσθέτουμε 1 L διαλύματος Υ2 και 1 L διαλύματος Υ4 και αποκαθίσταται η ισορροπία CH 3 COOH + NaF CH 3 COONa + HF Το διάλυμα που προκύπτει όταν αποκατασταθεί η παραπάνω ισορροπία το ph του διαλύματος είναι 4,7 (δίνεται log2=0,3). i. Να βρεθεί η Kc τις παραπάνω ισορροπίας και η απόδοσή της. ii. Να συγκριθούν τα οξέα HF και CH 3 COOH ως προς την ισχύ τους ως οξέα. iii. Προς ποια κατεύθυνση είναι μετατοπισμένη η παραπάνω ισορροπία; Όλα τα διαλύματα είναι υδατικά στους 25 ο C, για το νερό δίνεται: K W = Όλα τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις. 24) Υδατικό διάλυμα Δ 1 περιέχει το ασθενές μονοπρωτικό οξύ ΗΑ με συγκέντρωση 0,2 Μ και το άλας του NaA με συγκέντρωση 0,2 Μ. Υδατικό διάλυμα Δ 2 περιέχει το ασθενές μονοπρωτικό οξύ ΗΒ και έχει ph=4. Αναμειγνύουμε ίσους όγκους από τα διαλύματα Δ 1 και Δ 2, οπότε προκύπτει διάλυμα Δ 3. Να υπολογίσετε: α. τη συγκέντρωση του ΗΒ στο διάλυμα Δ 2. β. το ph του διαλύματος Δ 3. γ. το βαθμό ιοντισμού των οξέων ΗΑ και ΗΒ στο διάλυμα Δ 3. Δίνονται: όλα τα διαλύματα έχουν θ=25 o C, για το ΗΑ Ka = 10-4, για το ΗΒ Κa = 10-7.

14 25) Δίνονται τα παρακάτω υδατικά διαλύματα: Y1 HCOOH 1 Μ και HCOONa 1 Μ (Ka=10-4 ). Y2 0,9 M CH 3 COOH (Ka= ). α. Στο διάλυμα Υ1 προσθέτουμε νερό μέχρι να δεκαπλασιαστεί ο όγκος του, οπότε προκύπτει διάλυμα Υ3. Να αποδείξετε ότι ο βαθμός ιοντισμού του HCOOH δεκαπλασιάζεται. β. Σε 1 L του διαλύματος Υ1 προσθέτουμε 0,1 mol NaOH χωρίς μεταβολή στον όγκο του διαλύματος και προκύπτει διάλυμα Υ4. Πόσα mol NaOH πρέπει να προσθέσουμε σε 1 L του διαλύματος Υ3, χωρίς μεταβολή στον όγκο του διαλύματος, ώστε το διάλυμα που θα προκύψει να έχει το ίδιο ph με το Υ4; γ. Αναμιγνύουμε 2 L του Υ2 με 3 L διαλύματος 0,4 M KCN και στη συνέχεια προσθέτουμε 1L νερού, οπότε προκύπτει το διάλυμα Y5. Να υπολογίσετε: Το ph του διαλύματος Υ5. Την [CN-] στο Υ5. Τον βαθμό ιοντισμού του CH 3 COOH στο διάλυμα Υ5. Όλα τα διαλύματα βρίσκονται στους 25 o C όπου Κ w = και Κa(HCN)= Ισχύουν οι σχετικές προσεγγίσεις του σχολικού βιβλίου. 26) Διαθέτουμε τα υδατικά διαλύματα: Δ1: ΗΑ C 1 M και HB 1/3 M, με [Η 3 Ο + ]= Μ και Δ2: NaA C 2 M και NaB 1,5 M. Αναμειγνύονται 1,5 L του διαλύματος Δ1 και 0,5 L του διαλύματος Δ2, οπότε σχηματίζεται διάλυμα Δ3. Να υπολογίσετε: α. τις συγκεντρώσεις C 1 M και C 2 Μ. β. τη [Η 3 Ο + ] στο διάλυμα Δ3. Δίνονται: Ka(ΗΑ)=10-5 και Ka(ΗΒ)= ) Υδατικό διάλυμα Δ περιέχει τα ασθενή μονοπρωτικά οξέα ΗΑ 0,1 Μ και ΗΒ 0,5 Μ και τα άλατά τους NaA 0,2 Μ και NaB 0,1 Μ. α. Να υπολογίσετε το ph του διαλύματος Δ. β. Να συγκρίνετε την ισχύ των οξέων ΗΑ και ΗΒ. Δίνεται για το οξύ ΗΑ: Ka=