בילטוג הדידיו ןוזדיוולומ תירוא הבשחמל רמוח א י " התיכל יעדמ : ץועיי גרבנזור היליטוא 'ץיבצק הרובד ר"ד הימיכב לוגרת רפס השדחה םידומילה תינכת יפל ל" 3 חי

Transcript

1 אורית מולווידזון וידידה גוטליב חומר למחשבה לכיתה י"א ייעוץ מדעי: אוטיליה רוזנברג ד"ר דבורה קצביץ' ספר תרגול בכימיה לפי תכנית הלימודים החדשה 3 יח"ל

2 מוציאים לאור: דוד רכגולד ושות' חברה בע"מ א"ת חולון טלפון: ייעוץ מדעי: אוטיליה רוזנברג וד"ר דבורה קצביץ' עריכה, עיצוב ואיור: מרב גוטליב עריכה לשונית: דפנה גול לוחות: גבע מאיר הדפסה: דפוס אופסט ישראלי ליצוא בע"מ כל הזכויות שמורות נדפס בישראל מהדורה שנייהתשע"ג

3 הקדמה 3 הקדמה הספר חומר למחשבה לכתה י"א יוצא במהדורה חדשה ומאושרת על-ידי משרד החינוך. הספר נכתב במטרה לעזור לתלמידים בתרגול במהלך שנת הלימודים ולקראת בחינת הבגרות ברמה של 3 יח"ל בכימיה. בספר שאלות פתוחות, שאלות רבות-בררה וניתוח קטע ממאמר מדעי, מתכונות לדוגמה ובחינות בגרות. לכל השאלות פתרונות מלאים. בכתיבת השאלות והתשובות התבססנו על הניסיון הרב שצברנו במשך שנות עבודה רבות בהוראת הכימיה ובהכנת התלמידים לבחינת הבגרות. שאלות רבות בספר מתייחסות לנושאים הקשורים לחיי היום-יום ולחשיבות הכימיה בחיינו. אנחנו מאמינות שהספר מהווה מענה לצורך בתרגול ברמה של בחינות הבגרות. בספר שאלות בכל נושאי הלימוד: מבנה וקישור, חישובים, חמצון-חיזור, חומצות ובסיסים וטעם של כימיה. כמו כן ישנם קטעי מאמר מעובדים בכל נושאי הלימוד, שלוש בחינות מתכונת מלאות ובחינות בגרות. הספרחומר למחשבה הוא ספר צומח. בכל שנה נוסיף לו עוד בחינת בגרות. לספר מצורפים טבלת אלקטרושליליות, רשימת תגובות בחומצות ובסיסים (בסוף הפרק חומצות ובסיסים), רשימת חומצות אמיניות (בסוף הפרק טעם של כימיה) ומערכה מחזורית. אנחנו מקוות שספר זה יעזור למורים ולתלמידים. ברצוננו להודות ליועצות המדעיות הגב' אוטיליה רוזנברג וד"ר דבורה קצביץ', שקראו, פתרו והעירו, תיקנו, הציעו רעיונות חדשים ותרמו מנסיונן העשיר להצלחת הספר. תודה מקרב לב למשפחותינו על העידוד והסבלנות. תודה מיוחדת למרב על ההשקעה הרבה. הספר עבר הגהות רבות, ובכל זאת במידה ונפלה טעות נודה לכם אם תעירו ותאירו. נשמח לקבל תגובות לספר זה. המדריך למורה לספר זה נמצא באתר של הוצאת דוד רכגולד, אורית מולווידזון וידידה גוטליב מורות לכימיה ומדריכות

4 4 הקדמה צידה לדרך לתלמיד הנבחן: מבנה הבחינה בחינת הבגרות מורכבת משמונה שאלות: שאלה - 1 חובה, הבנויה משמונה שאלות רבות ברירה (כל שאלה.5 נקודות). שאלה - חובה, ניתוח קטע ממאמר מדעי (0 נקודות). שאלות שאלות בחירה, מתוכן יש לבחור שלוש שאלות (לכל שאלה 0 נקודות). לבחינה מצורפים מערכה מחזורית וטבלת אלקטרושליליות. משך הבחינה 3 שעות. כדאי להקדיש: * לכל שאלה רבת ברירה עד 5 דקות. * לניתוח קטע ממאמר מדעי כ- 40 דקות. * לכל שאלת בחירה כחצי שעה. * לבדיקת הבחינה 10 דקות. שימו לב: * ניסוחים לא מאוזנים, טעויות חישוב ואי-רישום יחידות מורידים ניקוד. * טעות נגררת לא תוריד ניקוד בסעיפים הבאים, בתנאי שהם מבוססים בצורה הגיונית על השגיאה. * כאשר מציגים חישובים בטבלה יש להוסיף חצים המראים את כיוון השגת הפתרון או להוסיף נוסחאות המבהירות כיצד הושג הפתרון.

5 הקדמה 5 חושבים תשובה כיצד כותבים תשובה מלאה? כיצד נדע לאיזה משני חומרים מולקולריים טמפרטורת רתיחה גבוהה יותר? נבדוק את סוג האינטראקציות בין המולקולות בכל אחד מן החומרים נבחן את הגורמים המשפיעים על חוזק האינטראקציות בין המולקולות של כל אחד מן החומרים ונקבע מהם הגורמים הרלוונטיים נסביר כיצד משפיעים גורמים אלו על חוזק האינטראקציות בין המולקולות נקבע למי מהחומרים אינטראקציות בין-מולקולריות חזקות יותר נסיק כי האנרגיה הדרושה לניתוק האינטראקציות בין המולקולות באחד החומרים גדולה יותר מבחומר השני נסכם: לחומר שלו אינטראקציות בין-מולקולריות חזקות יותר תהיה טמפרטורת רתיחה גבוהה יותר כיצד נדע אם שני חומרים מולקולריים מתמוססים אחד בשני? נבדוק את סוג האינטראקציות הקיימות בין מולקולות המומס ובין מולקולות הממס נבחן אילו אינטראקציות יכולות להיווצר בין מולקולות המומס לבין מולקולות הממס נסביר כיצדעשויות מולקולות המומס להתקשר למולקולות הממס או מדוע אין אפשרות להיווצרות אינטראקציות בין מולקולות המומס למולקולות הממס נסיק: החומרים מתמוססים/ לא מתמוססים אחד בשני

6 6 תוכן עניינים תוכן העניינים שער ראשון - "יחסים וקשרים בעולם החומרים" פרק א - מבנה וקישור שאלות רבות בררה שאלות פתוחות פתרונות... 3 פרק ב - חישובים בכימיה שאלות רבות בררה שאלות פתוחות פתרונות שער שני - "כימיה... זה בתוכנו" פרק ג - חמצון-חיזור שאלות רבות בררה שאלות פתוחות פתרונות פרק ד - חומצות ובסיסים שאלות רבות בררה שאלות פתוחות פתרונות רשימת תגובות בחומצות ובסיסים שער שלישי - "טעם של כימיה" פרק ה - טעם של כימיה שאלות רבות בררה שאלות פתוחות פתרונות רשימת חומצות אמיניות

7 תוכן עניינים 7 שער רביעי - קטעי מאמר מדעי פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי שאלות פתוחות פתרונות שער חמישי - בחינות מתכונת פרק ז בחינת מתכונת פתרונות בחינת מתכונת...35 פתרונות בחינת מתכונת פתרונות שער שישי - בחינות בגרות פרק ח... 30

8 8 תוילילשורטקלא יכרע תודוסי לש תוילילשורטקלא יכרע גנילואפ יפ-לע דוסיה תוילילשורטקלא דוסיה תוילילשורטקלא Li 1.0 K 0.8 Be 1.5 a 1.0 B.0 Ga Ge 1.8 N 3.0 As Se.4 F 4.0 Br.8 Na 0.9 Sr 1.0 Mg 1. In 1.7 A 1.5 Sn 1.8 Si 1.8 Sb 1.9 P.1 Te.1 S.5 I.5

9 יחסים וקשרים בעולם החומרים פרק א - מבנה וקישור פרק ב - חישובים בכימיה

10 10 פרק א - מבנה וקישור א פרק - מבנה וקישור שאלות רבות בררה האטום מבנה א. נתונים ארבעה חלקיקים: u 9 u 9 u 9 u מהי הקביעה הנכונה? 64 החלקיקים ו- 9 u הם איזוטופים u.1 63 החלקיקים ו- 9 u הם איזוטופים u. 64 לחלקיקים ו- 9 u יש אותו מספר אלקטרונים u.3 63 לחלקיקים ו- 9 u יש אותו מספר נויטרונים u.4 ב. אנרגיית היינון הראשונה של כלור, מהי הסיבה לכך? S. גבוהה מאנרגיית היינון הראשונה של גפרית,, באטומי כלור, האלקטרון יוצא מרמה אנרגטית קרובה יותר לגרעין. לאטומי כלור יש מספר יותר גדול של אלקטרונים ברמה החיצונית. לאטומי כלור יש מטען גרעיני יותר גדול. לאטומי כלור יש מספר מסה יותר גדול

11 פרק א - מבנה וקישור 11, A הוא (.13 ג. הנוסחה של התרכובת אשלגן גפרתי היא. KS 4 מהי הנוסחה הנכונה של התרכובת אלומיניום גפרתי? (המספר האטומי של אלומיניום, AS 4 A(S) 4 3 A (S 4) 3 A 3(S 4) ד. לפניכם נוסחאות ייצוג אלקטרונים של ארבעה חלקיקים. איזו מן הנוסחאות מייצגת יון חיובי? N S N ה. A הם סמלים שרירותיים המייצגים ארבעה יסודות עוקבים במערכה המחזורית (ליסוד D ו- B, A, המספר האטומי הנמוך ביותר). לאטומי יסוד B יש שבעה אלקטרונים ברמה החיצונית. מהו המשפט הנכון? D הוא אל-מתכת. ל- D אנרגיית היינון הגבוהה ביותר. התרכובת בין ל- D בנויה מיונים. נוסחת התרכובת בין A ל- D היא. DA

12 1 פרק א - מבנה וקישור ו. לפניכם ארבעה איורים,IV - I בהם מיוצגים באופן סכמתי חלקיקים של חומרים. IV III II I מהו המשפט הלא נכון? איור I מייצג מולקולות של יסוד במצב גזי. איור II מייצג אטומים של יסוד מהטור השמיני בטבלה המחזורית. איור III מייצג חלקיקים של תערובת גזים. איור IV מייצג מולקולות של תרכובת במצב נוזל ז. מהי הקביעה הנכונה לגבי החלקיק 07? 8 Pb יש בו 8 פרוטונים ו- 8 אלקטרונים. יש בו 8 פרוטונים ו- 15 נויטרונים. יש בו 80 פרוטונים ו- 8 אלקטרונים. יש בו 8 פרוטונים ו- 80 נויטרונים , 86 Rn הופך למתכת פולוניום 18 ח. גז ראדון, הנמצא במרתפים, מגיע לריאות בתהליך הנשימה. עם הזמן, השוקעת על דפנות הריאות. בתהליך המתרחש בריאות נפלטים : 84 Po חלקיקי וקרינת.1. חלקיקי וקרינת קרינת בלבד.3 4. לא נפלטת קרינה רדיואקטיבית

13 פרק א - מבנה וקישור 13 קישור א. נתון המבנה המרחבי של ארבע מולקולות. BF 3 F S נוסחת המולקולה המבנה המרחבישל המולקולה קווי מישורי זוויתי טטראדר מישורי משולש היעזרו בטבלת אלקטרושליליות וקבעו באילו מבין המולקולות לא קיים דו-קוטב קבוע. BF 3, F בלבד. F בלבד.,, S BF 3, בלבד בלבד..4 ב. מהו המשפט הנכון? התמיסות המימיות של Na ושל 3 מעבירות זרם חשמלי..1 לחומרים סדר גודל. ) ) ו-( )6 טמפרטורת רתיחה דומה, כי יש להם ענן אלקטרונים באותו כאשר מערבבים ברום, מערבבים מים,, נוצרת תערובת אחידה, ואילו כאשר 6 14( ), נוצרות שתי שכבות. ), Br( והקסאן, 6 14( ) והקסאן,, ( ) כל החומרים היוניים מתמוססים היטב במים, כי מולקולות המים מושכות אליהן יונים ג. טמפרטורת הרתיחה של מהו ההסבר המתאים ביותר לעובדה זו?. Br( ) גבוהה מטמפרטורת הרתיחה של F( ) אינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות Br חזקות מאינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות.F הקשר בין אטום F לבין אטום חזק מן הקשר בין אטום Br לבין אטום. מספר האלקטרונים במולקולות Br גדול ממספר האלקטרונים במולקולות.F האינטראקציות בין מולקולות F חזקות מהאינטראקציות בין מולקולות,Br כי במולקולות F אטומי "חשופים" מאלקטרונים במידה רבה יותר

14 14 פרק א - מבנה וקישור בטבלה שלפניכם נתונים על המוליכות החשמלית של שלושה חומרים המסומנים באופן שרירותי.III,II,I מוליכות בנוזל מוליכות במוצק החומר I II III ד. מהי הקביעה הנכונה? 1. חומר I עשוי להיות מגנזיום,,Mg וחומר II עשוי להיות גפרית, S. 8 חומר II עשוי להיות רובידיום כלורי,, Rb וחומר III עשוי להיות גפרית,.S 8. חומר I עשוי להיות רובידיום כלורי,, Rb וחומר II עשוי להיות גרפיט,. חומר II עשוי להיות גרפיט,, וחומר III עשוי להיות גפרית, S ( ) ה. טמפרטורת הרתיחה של גבוהה מטמפרטורת הרתיחה של 4( ) מהו ההסבר המתאים ביותר לעובדה זו? יש דו-קוטב קבוע. במולקולות 4 אין דו-קוטב קבוע, בעוד שבמולקולות.1, בעוד במולקולות 4. קשרי חזקים מקשרי יש רק קשרי.. שבמולקולות. יש גם קשרי ענן האלקטרונים במולקולות 4 גדול יותר מענן האלקטרונים במולקולות הוא חומר מולקולרי. ( ) הוא חומר יוני ו- 4( ).3.4

15 3 3 3 B ו. לפניכם נוסחאות מבנה של שני חומרים A ו- B. פרק א - מבנה וקישור 15 3 A מהי הקביעה הנכונה לגבי נקודות הרתיחה של שני החומרים? נקודת הרתיחה של חומר A גבוהה מזו של חומר B, כי קשרי המימן בין המולקולות של חומר A חזקים יותר מקשרי המימן שבין המולקולות של חומר B. נקודת הרתיחה של חומר A גבוהה מזו של חומר B, כי למולקולות של חומר A ענן אלקטרונים גדול יותר. נקודת הרתיחה של חומר A גבוהה מזו של חומר B, כי שטח המגע בין המולקולות של חומר A יותר גדול. שני החומרים A ו- B הם איזומרים, ולכן יש להם נקודת רתיחה שווה N IV ז. נתונים ארבעה חומרים :IV - I 3N III 3 II 3F I באילו מן החומרים יש קשרי מימן בין המולקולות במצב נוזל? בכולם ב- I ב, - II וב- III בלבד ב- I וב- II בלבד ב- II וב- III בלבד

16 16 פרק א - מבנה וקישור ח. הטעם החמוץ של מרבית הפירות ומיצי הפירות נוצר עקב הימצאותן של שתי חומצות: החומצה הציטרית והחומצה המלית. בענבים נמצאת בעיקר החומצה הטרטרית. לפניכם נוסחאות מבנה מקוצרות למולקולות של שלוש החומצות. חומצה ציטרית חומצה מלית חומצה טרטרית לפניכם ארבעה היגדים,.IV - I בין המולקולות של חומצה ציטרית יכולים להיווצר קשרי מימן רבים יותר מאשר בין המולקולות של חומצה מלית וחומצה טרטרית. אינטראקציות ון-דר-ולס בין המולקולות של חומצה ציטרית חזקות יותר מאינטראקציות ון-דר-ולס בין המולקולות של חומצה מלית. טמפרטורת ההיתוך של חומצה ציטרית גבוהה מטמפרטורת ההיתוך של חומצה טרטרית. טמפרטורת ההיתוך של חומצה טרטרית גבוהה מטמפרטורת ההיתוך של חומצה מלית. I II III IV מהם ההיגדים הנכונים? I ו- II בלבד II,I ו- III בלבד II I, ו- IV בלבד כל ההיגדים נכונים

17 פרק א - מבנה וקישור 17 שאלות פתוחות שאלה 1 צביעת ציפורניים היא מנהג הקיים למעלה מ שנה. בסין ובמצרים נהגו נשים מן המעמד הגבוה לצבוע את ציפורניהן. כיום לק לציפורניים הוא מוצר קוסמטי אופנתי הקיים בשלל צבעים ומשמש נשים מכל שכבות האוכלוסייה, לטיפוח ולצביעת ציפורניים. הלק אינו מסיס במים, ולכן אפשר לשטוף ידיים ללא חשש שהלק יוסר. אצטון, המשמש להסרת לק מהציפורניים. את עקבות האצטון אפשר לשטוף בקלות במים. ), 33( הוא נוזל א. i רשמו נוסחת מבנה מקוצרת לאצטון. היעזרו בטבלת אלקטרושליליות ורשמו מטען חלקי בקשרים השונים באצטון. (, ) על כל אחד מן האטומים הצורה המרחבית מסביב לאטום הפחמן המרכזי במולקולה של אצטון היא מישורית משולשת. האם מולקולת האצטון היא קוטבית? נמקו את תשובתכם. i ב. i לק לציפורניים אינו מתמוסס במים. מהן האינטראקציות העיקריות הקיימות בין המולקולות בלק? נמקו את תשובתכם. הסבירו מדוע אפשר להסיר לק מהציפורניים באמצעות אצטון. היעזרו במבנה המיקרוסקופי של החומרים. ג. האצטון מתמוסס היטב במים הודות להיווצרות קשרי מימן בין המולקולות של שני החומרים. לפניכם שני תיאורים סכמתיים (a) ו- (b) המתארים קשרי מימן בין מולקולת אצטון למולקולות מים. מהו התיאור הסכמתי הנכון? נמקו את תשובתכם. (b) (a) ד. טמפרטורת הרתיחה של אצטון היא 46 0 ושל מים ממה נובע השוני בטמפרטורות הרתיחה?

18 18 פרק א - מבנה וקישור שאלה לפחמן מספר צורות אלוטרופיות. הצורות האלוטרופיות המוכרות ביותר הן יהלום וגרפיט. ב התגלתה צורה נוספת המכונה פולרן. פולרן בנוי ממולקולות בעלות צורה מרחבית דומה לכדורגל. במולקולת הפולרן הנפוצה ביותר יש 60 אטומי פחמן. לתגלית זו חשיבות בננוטכנולוגיה. ננוטכנולוגיה מבוססת על עיבוד חומר ברמה של אטומים בודדים. טכנולוגיה זו פותחת אפשרויות חדשות בכל תחומי החיים, בעיקר בכל הקשור למזעור. 1 ננומטר שווה למיליארדית המטר 110 מטר). זהו סדר הגודל של מולקולות. 9 ) א. אילו מהפריטים (1) - (4) שלפניכם הם בסדר גודל של ננומטר? (1) מולקולת חמצן () חיידק (3) נגן MP3 (4) מולקולת חלבון ב. i רשמו נוסחה מולקולרית לפולרן. אילו אינטראקציות אפשריות בין המולקולות של פולרן? ג. ד. ה. ו. רשמו קטע מייצג למבנה המיקרוסקופי של יהלום. 1 גרפיט בנוי משכבות מקבילות של אטומי פחמן. בכל שכבה, כל אטום פחמן קשור לשלושה אטומי פחמן שכנים. בין השכבות קיימות אינטראקציות חלשות. המרחק בין שתי שכבות של אטומי פחמן הוא.3.35Å נתון:.1Å 10 nm i האם המרחק בין אטומי הפחמן בתוך השכבות גדול מ- 3.35Å, קטן מ- 3.35Å או שווה ל- 3.35Å? נמקו את תשובתכם. i iv מהן האינטראקציות החלשות שבין שכבות הגרפיט? הסבירו מדוע האינטראקציות בין השכבות חלשות מהקשרים שבין אטומי הפחמן בתוך השכבות. הסבירו מדוע הגרפיט מוליך חשמל במצב צבירה מוצק. התייחסו למשפט שלפניכם: גרפיט, יהלום ופולרן בנויים מאטומי פחמן, אך לכל אחד מהם תכונות שונות. איזה חלק במשפט הנתון מספק מידע ברמה המיקרוסקופית, ואיזה חלק במשפט הנתון מספק מידע ברמה המאקרוסקופית? נמקו את תשובתכם. לפניכם המושגים הבאים: איזוטרופים, אלוטרופים, חומרים שונים, איזומרים. בחרו עבור חמצן, (g), ואוזון, (g)3, את המושגים המתאימים להם.

19 פרק א - מבנה וקישור 19 שאלה 3 D, B, A, הם סימולים שרירותיים המייצגים ארבעה יסודות בעלי מספרים אטומיים עוקבים. A נמצא בשורה השנייה במערכה המחזורית. המספר האטומי של A הוא הנמוך ביותר. מבין היסודות D,, B, A, ל- יש אנרגיית יינון ראשונה הגבוהה ביותר. א. זהו את היסודות B, A, ו- D. נמקו את תשובתכם. i i ב. ג. למי מהיסודות B, A, ו- D אנרגיית יינון ראשונה הנמוכה ביותר? נמקו את תשובתכם. ליסוד A שלושה איזוטופים, להם שמונה, תשעה או עשרה נויטרונים בגרעין. רשמו סימול מתאים לכל אחד משלושת האיזוטופים של A. רשמו נוסחאות לתרכובות שייווצרו בין A ל- D ובין A ל- B. המספר האטומי של יסוד E קטן ב- 1 מהמספר האטומי של יסוד A. מהי נוסחת ההידריד (תרכובת עם מימן) של היסוד E? ד. קבעו עבור כל אחד מההיגדים i - i שלפניכם אם הוא נכון או לא נכון. נמקו אתקביעותיכם. i בתרכובת של A עם D קיימים קשרים יוניים. בין המולקולות של התרכובת שנוצרה מ- A ו- B קיימות אינטראקציות מסוג קשרי מימן. i בין המולקולות של ההידריד (תרכובת עם מימן) של E קיימות אינטראקציות ון-דר-ולס המבוססות על משיכה בין דו-קטבים רגעיים בלבד. נתון: למולקולות אלו צורה מרחבית של פירמידה משולשת.

20 0 פרק א - מבנה וקישור שאלה 4., Br, Br, נתונות ארבע מולקולות דו-אטומיות: א. הסבירו את שתי העובדות i ו- שלפניכם.. Br Br אנרגיית הקשר Br גבוהה מאנרגיית הקשר i..8a Br Br ואילו אורך הקשר,1.99A אורך הקשר הוא הוא ב. i רשמו נוסחאות ייצוג אלקטרונים למולקולות של. Br ו- נתונים ערכי אלקטרושליליות: היסוד Br אלקטרושליליות באיזו מולקולה, קביעתכם. או, Br המטען החלקי שעל אטום המימן גדול יותר? נמקו את ו-, ג. הסבירו מדוע בטמפרטורת החדר ברום,, Br הוא נוזל, ואילו יתר החומרים, Br, הם גזים. ד. בטבלה שלפניכם רשומות נוסחאות של ארבעה חומרים. החומר סוג החומר סוג החלקיקים במוצק סוג הקשר בין החלקיקים במוצק מוליכות חשמלית מוצק נוזל Na F F NaF העתיקו למחברותיכם את הטבלה, והשלימו אותה בנתונים החסרים.

21 פרק א - מבנה וקישור 1 שאלה 5 i א. התבססו על המבנה המיקרוסקופי של החומרים, והסבירו את העובדות שלפניכם. יהלום, (s), הוא חומר קשה, מבודד מבחינה חשמלית ומשמש ככלי חיתוך בתעשיות שונות, ואילו גרפיט, מלח בישול, (s), הוא חומר רך, מוליך חשמל ומשמש כמילוי לעפרונות. (s), Na אינו מוליך חשמל במצב צבירה מוצק, ואילו ברזל, (s), Fe מוליך זרם חשמלי במצב צבירה מוצק. בטמפרטורת החדר הידרזין, אצטון,, N 4 נוזל, ואילו אמוניה,, N 3 היא גז. ) ( (3 (, משמש להסרת לק מהציפורניים. לאחר הסרת הלק הציפורניים נותרות יבשות, ואילו אחרי שטיפת הידיים במים יש צורך לנגבן. i iv i i ב. נסחו את התהליך שעוברות שאריות אצטון לאחר הסרת לק מהציפורניים. אצטון מתמוסס במים. הסבירו עובדה זו וציינו אינטראקציות אפשריות בין המולקולות של שני החומרים. ציירו, בעזרת נוסחת מבנה, תאור סכמתי הממחיש את הקשרים שעשויים להיווצר בין מולקולה של אצטון ומולקולות של מים. כלורופורם,, 3 הוא חומר גלם חשוב בתעשייה, ושימש בעבר כחומר הרדמה.. 3 ג. i רשמו נוסחת מבנה מלאה (נוסחת ייצוג אלקטרונים) למולקולה של נתונים ערכי אלקטרושליליות: אטום אלקטרושליליות קבעו מהו המטען החלקי היחסי של האטומים השונים במולקולת. 3 i אילו אינטראקציות עשויות להיווצר בין המולקולות של כלורופורם? נמקו את תשובתכם. ד. נמצא שמולקולות כלורופורם יכולות ליצור קשרי מימן עם מולקולות אצטון,. ( 3) i הסבירו מדוע, לדעתכם, יכולים להיווצר קשרי מימן בין המולקולות של שני החומרים. ציירו קשר מימני שעשוי להיווצר בין מולקולת כלורופורם לבין מולקולת אצטון.

22 פרק א - מבנה וקישור שאלה 6 חומצות אמיניות הן אבני הבניין של החלבונים. לפניכם נוסחת מבנה מקוצרת למולקולה של החומצה האמינית פניל-אלאנין. N א. i רשמו נוסחת מבנה של מולקולת פניל-אלאנין. רשמו את הנוסחה המולקולרית של פניל-אלאנין. ציינו ארבעה קשרים קוולנטיים שונים הקיימים במולקולה של פניל-אלאנין. i. התבססו על חוק קולון והסבירו מדוע: חזק מקשר קוולנטי קשר קוולנטי i ב.. קשר קוולנטי חזק מקשר קוולנטי לפניכם נוסחת מבנה מקוצרת של מולקולת החומצה האמינית טירוזין. N ג. האם טמפרטורת ההתכה של טירוזין גבוהה מטמפרטורת ההתכה של פניל-אלאנין, נמוכה ממנה או שווה לה? נמקו את תשובתכם. i i ד. איזו משתי החומצות האמיניות, פניל-אלאנין או טירוזין, עשויה להתמוסס טוב יותר במים? נמקו את תשובתכם. ציירו אפשרות אחת לקשר מימני שעשוי להיווצר בין מולקולת טירוזין לבין מולקולת מים. (סמנו את הקשר המימני בקו מקווקו.) הסבירו כיצד נוצר הקשר המימני שציירתם בתת-סעיף ד.

23 פרק א - מבנה וקישור 3 שאלה 7 לפניכם שני טורים. בטור הימני רשומות נוסחאות של שישה חומרים. בטור השמאלי רשומים היגדים המסומנים במספרים.VI - I מוליך זרם חשמלי במצב צבירה מוצק ונוזל נוזל שאינו מתערבב עם מים מבנה ענק הבנוי מאטומים נוזל שמתמוסס במים גז בטמפרטורת החדר מוליך זרם חשמלי במצב צבירה נוזל, אך אינו מוליך זרם חשמלי במצב צבירה מוצק I II III IV V VI Si K Ba 3 8 א. התאימו לכל חומר את ההיגד המתאים לו. ב. i מהו המבנה המיקרוסקופי של החומר שהיגד III מתאים לו? נמקו את תשובתכם. רשמו תכונה אחת שמאפיינת חומר זה. הסבירו תכונה זו בעזרת המבנה המיקרוסקופי. הסבירו במונחים של מבנה וקישור: i מדוע החומר שהיגד II מתאים לו, אינו מתערבב עם מים, ואילו החומר שהיגד IV מתאים לו, מתמוסס במים. I מתאים לו, אינו מוליך חשמל במצב צבירה מוצק, ואילו החומר שהיגד VI מדוע החומר שהיגד מתאים לו, מוליך חשמל במצב צבירה מוצק. i מדוע החומר שהיגד V מתאים לו, הוא גז בטמפרטורת החדר, ואילו החומר שהיגד II מתאים לו, הוא נוזל בטמפרטורת החדר. ג.

24 4 פרק א - מבנה וקישור פתרונות לשאלות רבות בררה מבנה האטום ז ו ה ד ג ב א א.. איזוטופים הם אטומים של אותו היסוד, לכן יש להם אותו מספר אטומי. הם נבדלים במספר הנויטרונים בגרעין (במספר המסה). לחלקיקים u הנויטרונים בגרעין שונה. 64 ו- 9 u 63 9 u ו- 9 u יש אותו מספר אטומי: 9, אך מספר המסה שונה, לכן מספר הם איזוטופים. תשובות שגויות u מספר מסה זהה ו- 9 u הם יונים של נחושת בעלי מטען שונה, אך אינם איזוטופים, כי לשניהם ל- 9 u יש 7 אלקטרונים. ל- 9 u יש 8 אלקטרונים. לכן מספר האלקטרונים שלהם שונה. 63, ( ) 64 ל- 9 u יש 35 נויטרונים הנויטרונים שונה. ואילו ל- 9 u יש 34 נויטרונים. לכן מספר ב. 3. על-פי חוק קולון, אנרגיית יינון תלויה בחוזק כוח המשיכה החשמלי שפועל בין הגרעין החיובי לבין האלקטרון המתנתק. כוח זה מושפע ממרחק האלקטרון מהגרעין (רמת האנרגיה של האלקטרון) וממטען הגרעין (מספר הפרוטונים בגרעין) S86 16 S ו- 17 הם אטומים של יסודות שכנים באותה שורה בטבלה המחזורית. בשניהם המרחק הא בין לקטרון היוצא לבין הגרעין דומה. לאטום פרוטונים בגרעין, ואילו לאטום 16 S רק פרוטונים בגרעין. המטען הגרעיני של אטום גדול יותר. כוח המשיכה החשמלי בין הגרעין לבין האלקטרון היוצא גדול יותר, לכן לאטום 17 אנרגיית יינון ראשונה גבוהה משל האטום. 16 S

25 תשובות שגויות באטום 1. גטית פרק א - מבנה וקישור 5 וגם באטום 16 S האלקטרון יוצא מן הרמה השלישית, ולכן מאותה רמה אנר ככל שמספר האלקטרונים ברמה האחרונה גדול יותר, הדחייה החשמלית בין האלקטרונים גדולה יותר, מה שמפחית את האנרגיה הדרושה כדי לנתק את האלקטרון, ולכן גורם זה אינו יכול להגדיל את אנרגיית היינון. מספר המסה הוא מספר הפרוטונים והנויטרונים בגרעין ואינו משפיע על חוזק כוח המשיכה החשמלי. רק המטען הגרעיני (מספר הפרוטונים) הוא משמעותי כאשר מדובר במשיכה חשמלית בין אלקטרון לגרעין ממנו הוא מתנתק. ג. 3. הנוסחה KS 4 ביותר בין היונים בתרכובת. המטען של יוני אשלגן הוא K היא נוסחה אמפירית של תרכובת יונית, המבטאת את היחס המספרי הקטן 1, (היסוד K נמצא בטור הראשון). התרכובת היונית היא ניטרלית מבחינה חשמלית, לכן סכום המטענים של היונים שווה לאפס. לפיכך המטען של היונים הגפרתיים חייב להיות.S4, מטענו של יון אלומיניום הוא 3 (היסוד A נמצא בטור השלישי). היונים בתרכובת של אלומיניום גפרתי הם: 3 A S 4 כדי שהתרכובת תהיה ניטרלית, היחס המספרי בין היונים בתרכובת אלומיניום גפרתי חייב להיות. :3 לכן הנוסחה האמפירית של התרכובת אלומיניום גפרתי היא. A (S ) 4 3 ד. 3. מטען של חלקיק יהיה חיובי אם מספר האלקטרונים המופיעים בנוסחת הייצוג קטן מסכום האלקטרונים הצפוי לפי מספר אלקטרוני הערכיות. נוסחת ייצוג אלקטרונים של החלקיק מספר האלקטרונים בנוסחת הייצוג 10.1 מספר האלקטרונים הצפוי 10 מטען החלקיק N S N..3.4 נוסחת ייצוג האלקטרונים של חלקיק 3 מייצגת יון חיובי.

26 6 פרק א - מבנה וקישור ה. 4. ל- B שבעה אלקטרוני ערכיות, כלומר הוא נמצא בטור 7. D טור 1 טור 8 B טור 7 היסודות D,,B,A עוקבים ולכן: A טור 6 היסוד D הוא מתכת מטור 1, לכן מטען היון של D הוא 1. היסוד A הוא אל-מתכת מטור 6, לכן מטען היון של A הוא. D היונים של התרכובת הם:, A יחס היונים בתרכובת הוא : :1 הנוסחה האמפירית של התרכובת היונית: תשובות שגויות DA D יסוד השייך לטור 1, לכן D הוא מתכת בכל שורה, ליסוד מטור 8 אנרגיית היינון הגבוהה ביותר. ל- D אנרגיית יינון נמוכה. הוא יסוד מטור 8 (גז אציל), שאינו נוטה להתרכב עם יסודות אחרים. ו. 4. באיור IV מתוארות מולקולות תלת-אטומיות של תרכובת במצב גזי ולא במצב נוזלי. במצב צבירה נוזלי המולקולות קרובות אחת לשנייה. באיור I מתוארות מולקולות דו-אטומיות של יסוד במצב צבירה גז. באיור II מתוארים אטומים בודדים של יסוד. אטומים של טור 8 (גזים אצילים) אינם יוצרים קשרים, ולכן הם אטומים בודדים במצב צבירה גז. באיור III מתוארתתערובת, ובה אטומים בודדים של יסוד אחד ומולקולות דו-אטומיות של יסוד אחר. ז.. לחלקיק יש 8 פרוטונים ו- 15 נויטרונים Pb מכיוון שהוא יון חיובי שמטענו תשובות שגויות, יש לחלקיק 80 אלקטרונים החלקיק אינו ניטרלי, לכן מספר הפרוטונים אינו שווה למספר האלקטרונים. לחלקיק יש 8 פרוטונים, כי המספר האטומי הוא 8, ויש לו 80 אלקטרונים, כי המטען הוא, ולכן חסרים שני אלקטרונים. לחלקיק 15 נויטרונים. את מספר הנויטרונים מחשבים בעזרת מספר המסה ומספר הפרוטונים, ולכן

27 פרק א - מבנה וקישור Rn? Po ח. 1. התהליך המתרחש הוא: (חלקיקי ( Rn e Po לפי חוק שימור החומר ניתן להסיק ש: בתהליך נפלטים חלקיקי וגם קרינת, שהיא האנרגיה המשתחררת בתהליך. תשובות שגויות בפליטת חלקיקי (אלקטרונים - ( e מן הגרעין, התוצר יהיה אחר. יתרחש התהליך: Rn e Fr (חלקיקי ( קרינת היא האנרגיה המלווה את התהליך, אך היא אינה משתחררת כאשר אין שינוי בגרעין.3 האטום (פליטת או ). בתהליך זה יסוד אחד הופך ליסוד אחר ולכן זהו תהליך גרעיני, המלווה בפליטת קרינה רדיואקטיבית..4

28 8 פרק א - מבנה וקישור קישור ז ו ה ד ג ב א א. 3. במולקולות שאין בהן קשרים קוטביים ובמולקולות בהן פיזור המטען סימטרי לא קיים דו-קוטב קבוע. נסרטט נוסחאות ייצוג לחומרים הנתונים. F F B F F S F BF 3 F S נוסחת המולקולה מבנה מרחבי פיזור מטען על-פני המולקולה מסקנה קווי פיזור המטען על-פני המולקולה סימטרי אין דו-קוטב קבוע מישורי זוויתי פיזור המטען על-פני המולקולה אינו סימטרי יש דו-קוטב קבוע S טטראדר פיזור המטען על-פני המולקולה אינו סימטרי יש דו-קוטב קבוע F מישורי משולש פיזור המטען על-פני המולקולה סימטרי אין דו-קוטב קבוע BF 3

29 פרק א - מבנה וקישור 9, שניהם חומרים מולקולריים לא-קוטביים. בין המולקולות בכל 6 14( ) מסיס ב- Br( ) ב. 3. אחד מן החומרים יש אינטראקציות ון-דר-ולס. בין מולקולות 6 14 לבין מולקולות Br נוצרות אינטראקציות ון-דר-ולס ("אינטראקציות הידרופוביות"), ולכן ) Br( מתמוסס ב-, ונוצרת תערובת אחידה. 6 14( ) ( ) הוא חומר קוטבי. בין מולקולות קיימות אינטראקציות מסוג קשרי מימן, "אינטראקציות הידרופיליות". מולקולות 6 14 אינן קוטביות ואינן מסוגלות ליצור "אינטראקציות הידרופיליות", ולכן לא ייווצרו קשרים בין מולקולות הנוזלים לא יתערבבו, וייווצרו שתי שכבות. לבין מולקולות תשובות שגויות Na.1 חשמלי. הוא חומר יוני. בתמיסת Na. יש יונים חופשיים לנוע, ולכן התמיסה תעביר זרם 3 הוא חומר מולקולרי, כוהל. בתמיסתו אין יונים, ולכן התמיסה לא תוליך זרם חשמלי. ) ) הוא חומר מולקולרי. האינטראקציות הפועלות בין המולקולות הן מסוג ון-דר-ולס. למולקולה 16 אלקטרונים. למולקולה יש דו-קוטב קבוע. ) )6 הוא חומר מולקולרי. האינטראקציות הפועלות בין המולקולות הן מסוג ון-דר-ולס. למולקולה 18 אלקטרונים. למולקולה אין דו-קוטב קבוע. אינטראקציות ון-דר-ולס, הנובעות מדו-קוטב זמני, דומות בשני החומרים, אבל בין מולקולות ) ) יש אינטראקציות נוספות, הנובעות מקיומו של דו-קוטב קבוע. לכן טמפרטורת הרתיחה של ) ( גבוהה מטמפרטורת הרתיחה של ). 6( לא כל החומרים היוניים מסיסים במים. בחומרים יוניים שמסיסותם במים טובה, כוחות המשיכה בין היונים בסריג היוני חלשים מכוחות המשיכה בין היונים לבין המים. בחומרים היוניים שמסיסותם במים נמוכה או זניחה, כוחות המשיכה בין היונים לבין עצמם חזקים מכוחות המשיכה בין היונים לבין המים..4

30 30 פרק א - מבנה וקישור ג. 4. האלקטרושליליות של אטומי F גבוהה מהאלקטרושליליות של אטומי.Br פער האלקטרושליליות בין אטומי לבין אטומי F גדול מפער האלקטרושליליות בין אטומי לבין אטומי,Br לפיכך אטום שקשור לאטום F במולקולת F הוא בעל מטען חלקי חיובי ( ) גדול יותר מאטום שקשור לאטום Br במולקולות.Br אטום זה "חשוף" מאלקטרונים ויכול להשתתף באינטראקציות מסוג קשרי מימן בין מולקולות.F בין מולקולות Br יכולות להתקיים אינטראקציות ון-דר-ולס בלבד. האינטראקציות בין מולקולות F חזקות יותר, ודרושה אנרגיה רבה יותר לפירוקן, דבר המתבטא בטמפרטורת רתיחה גבוהה יותר. תשובות שגויות 1. אינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות Br חזקות יותר, כי ענן האלקטרונים גדול יותר, אך טמפרטורת הרתיחה של F גבוהה יותר, משום שקשרי המימן בין מולקולות F חזקים יותר מאינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות.Br. בתהליך הרתיחה לא ניתקים קשרים תוך-מולקולריים, ולכן חוזקם לא משפיע על טמפרטורת הרתיחה. חוזק האינטראקציות הבין-מולקולריות הוא המשפיע. 3. מספר אלקטרונים קובע את גודל ענן האלקטרונים, דבר שמשפיע על חוזק אינטראקציות ון-דר-ולס בלבד. Rb (s) ד.. הוא חומר יוני. במצב מוצק כוחות המשיכה בין היונים חזקים יחסית ולכן היונים אינם ניידים. במצב נוזל היונים ניידים, ויכולים לנוע בתנועה מכוונת אל האלקטרודה המתאימה. לכן תרכובות יוניות מוליכות זרם חשמלי רק במצב נוזל. גפרית, (s)8 S, היא חומר מולקולרי. בחומר זה אין מטענים (יונים או אלקטרונים) חופשיים לנוע, ולכן אין מוליכות חשמלית במצב צבירה מוצק ונוזל. תשובות שגויות I. הוא מתכת המוליכה זרם חשמלי במצב מוצק ונוזל ולכן לא מתאים להיות חומר Mg 1. S 8 הוא חומר מולקולרי שאינו מוליך כלל ולכן לא מתאים להיות חומר.II I. הוא חומר יוני שאינו מוליך במוצק ולכן לא מתאים להיות חומר Rb גרפיט הוא חומר בעל מבנה אטומרי קוולנטי. במבנה המוצק יש אלקטרונים חופשיים לנוע בתנועה מכוונת, לכן יוליך במוצק ואינו מתאים להיות חומר.II גרפיט מוליך במצב צבירה מוצק ולא במצב צבירה נוזל. לכן אינו מתאים להיות חומר.II גפרית אינה מוליכה ומתאימה להיות חומר.III.3.4

31 פרק א - מבנה וקישור 31 4 ה. 3. הוא חומר מולקולרי. האינטראקציות הפועלות בין המולקולות הן אינטראקציות ון-דר-ולס. במולקולות של 4 קוטביות). יש 74 אלקטרונים. למולקולות אין דו-קוטב קבוע (הן אינן הוא חומר מולקולרי. האינטראקציות הפועלות בין המולקולות הן אינטראקציות ון-דר-ולס. במולקולות של יש 4 אלקטרונים. למולקולות דו-קוטב קבוע. ההבדל בגודל ענן האלקטרונים גורם לכך שהמשיכה בין דו-קטבים רגעיים ב- 4 יותר, ולכן אינטראקציות ון-דר-ולס חזקות יותר. השפעת דו-קוטב קבוע במולקולות על טמפרטורת הרתיחה במקרה זה היא משנית. גדולה תשובות שגויות 1. דו-קוטב קבוע גורם לעלייה בחוזק כוחות המשיכה שבין המולקולות, כי בנוסף לכוחות המשיכה החשמליים הנובעים מדו-קטבים רגעיים יש גם כוחות משיכה חשמליים הנובעים מדו-קטבים קבועים. כתוצאה מכך טמפרטורת הרתיחה עולה. למולקולות 4 אין דו-קוטב קבוע, ולכן אין הגברה של אינטראקציות ון-דר-ולס. קשרים תוך-מולקולריים אינם מתפרקים בתהליך הרתיחה ולכן אין חשיבות לחוזקם. שני החומרים הם חומרים מולקולריים, כי שניהם בנויים מאטומי אל-מתכות בלבד...4 ו. 3. החומרים A ו- B הם איזומרים. יש להם אותה נוסחה מולקולרית,, 5 1 ולכן יש להם גם אותו גודל של ענן אלקטרונים. למולקולות של חומר A מבנה לא-מסועף ולמולקולות של חומר B מבנה מסועף. ככל שהמולקולות מסועפות פחות, אריזתן צפופה יותר והמגע (שטח האינטראקציה) עם מולקולות שכנות הוא גדול יותר. לפיכך הסיכוי להשפעה הדדית וליצירת דו-קטבים רגעיים גדול יותר. כוחות המשיכה בין המולקולות חזקים יותר, ולכן טמפרטורת הרתיחה גבוהה יותר. תשובות שגויות.1. במולקולות של שני החומרים יש קבוצת ולכן קשרי המימן יהיו בעלי חוזק דומה., האחראית ליצירת קשרי מימן בין המולקולות, חומרים A ו- B הם איזומרים, לכן המולקולות בעלות ענן אלקטרונים באותו גודל..4 נקודת הרתיחה תלויה לא רק בגודל ענן האלקטרונים, אלא גם בצורתו.

32 3 פרק א - מבנה וקישור ז. 4. קשרי מימן נוצרים בין מולקולות שבהן אטום מימן קשור לאטום בעל אלקטרושליליות גבוהה, המושך אליו את אלקטרוני הקשר. אטום מימן ה"חשוף" מאלקטרונים, יכול להימשך לזוג אלקטרונים של אטום בעל אלקטרושליליות גבוהה במולקולה שכנה. נרשום נוסחת ייצוג אלקטרונים לכל התרכובות: N N F IV III II I רק במולקולות של תרכובות II ו- III יש אטום מימן שקשור לאטום בעל אלקטרושליליות גבוהה. אטום מימן זה "חשוף" חלקית מאלקטרונים. בתרכובות 3F 3 ו- N אטומי המימן קשורים לאטום פחמן. הפרש האלקטרושליליות בין אטום פחמן לבין אטום מימן הוא קטן, ולכן אטום המימן אינו "חשוף" מאלקטרונים, ולא ייווצרו קשרי מימן בין מולקולות שכנות.

33 פרק א - מבנה וקישור 33 פתרונות שאלה 1 לשאלות פתוחות : 33 א. i נוסחת מבנה מקוצרת לאצטון, כדי לקבוע מטען חלקי יש לסרטט נוסחת מבנה מלאה. במולקולות אצטון קיימים קשרים קוטביים (בשל ההפרש באלקטרושליליות), וכתוצאה מכך נוצר על אטום החמצן מטען חלקי שלילי, ואילו המטען החלקי החיובי נוצר באזור של אטומי המימן. המבנה של המולקולה אינו מאפשר פיזור סימטרי של מטען. לכן מולקולת האצטון היא מולקולה קוטבית (בעלת דו-קוטב קבוע). i i ב. האינטראקציות העיקריות בין מולקולות מים הן מסוג קשרי מימן. מכיוון שהלק אינו מתמוסס במים, אפשר להבין שלא נוצרים קשרי מימן בין המולקולות של שני החומרים. לפיכך האינטראקציות העיקריות הקיימות בין המולקולות בלק הן אינטראקציות ון-דר-ולס. בין המולקולות בלק קיימות אינטראקציות ון-דר-ולס. בין מולקולות אצטון קיימות גם כן אינטראקציות ון-דר-ולס. נוצרות אינטראקציות ון-דר-ולס (אינטראקציות הידרופוביות) בין המולקולות בלק לבין מולקולות האצטון, ולכן הלק מתמוסס באצטון ואפשר להסירו בעזרת אצטון. אין קשר קוטבי אין קשר קוטבי ג. קשרי מימן בין מולקולות נוצרים כאשר מתקיימים שני תנאים: 1. במולקולה אחת יש אטום מימן הקשור לאטום בעל אלקטרושליליות גבוהה, לכן אטום המימן "חשוף" מאלקטרונים;. במולקולה השנייה יש אטום בעל אלקטרושליליות גבוהה עם זוג או זוגות אלקטרונים לא-קושרים; קשרי מימן מאופיינים בכיווניות. הסידור המועדף - שלושת האטומים המשתתפים בקשר המימני נמצאים על קו ישר, מה שתורם ליצירת קשרי מימן חזקים. במולקולות האצטון קיים אטום חמצן בעל אלקטרושליליות גבוהה עם זוגות אלקטרונים לא-קושרים, לכן מתקיים תנאי. במולקולות המים יש שני אטומי מימן הקשורים לאטום חמצן בעל

34 34 פרק א - מבנה וקישור אלקטרושליליות גבוהה, לכן מתקיימים תנאי 1 ותנאי. יצירת קשרי מימן בין מולקולות אצטון לבין מולקולות המים היא הסיבה למסיסות הטובה של אצטון במים. הציור הנכון הוא ציור (b). בציור זה קשרי מימן נוצרים בין אטום החמצן הטעון מטען חלקי שלילי במולקולה של האצטון לבין אטום מימן "חשוף" שבמולקולת המים. ציור (a) אינו נכון. אטום מימן הקשור לאטום פחמן באצטון אינו מקוטב חיובית במידה מספקת, כי ההבדל באלקטרושליליות בין אטום מימן לבין אטום פחמן הוא קטן. לכן אטום מימן זה אינו "חשוף" מאלקטרונים ואינו יכול ליצור קשרי מימן עם אטום החמצן שבמולקולת המים. ד. טמפרטורת רתיחה מהווה מדד לחוזק האינטראקציות בין מולקולות החומר. בין מולקולות האצטון קיימות אינטראקציות ון-דר-ולס בלבד. בין מולקולות המים קיימים קשרי מימן. אינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות האצטון חלשות מקשרי המימן שבין מולקולות המים, ולכן טמפרטורת הרתיחה של אצטון נמוכה יותר. שאלה א. אורכה של מולקולה מצויה הוא 1 ננומטר, ולכן מולקולות של חמצן ומולקולות של חלבון מתאימות למדידה בסדרי גודל של ננומטר.. 60 ב. i הנוסחה המולקולרית של פולרן היא בין מולקולות פולרן אפשריות אינטראקציות ון-דר-ולס בלבד. ג. יהלום הוא אחד החומרים הקשים בטבע. היהלום בנוי כסריג אטומרי, ובו כל אטום פחמן קשור בקשרים קוולנטיים לארבעה אטומי פחמן אחרים (יכולת הקישור של היא 4). (s) סרטוט במישור - כל אטום קשור לארבעה אטומים אחרים מודל של יהלום, ד. i המרחק בין אטומי הפחמן בתוך השכבות קטן מ- 3.35Å. בתוך השכבה אטומי הפחמן קשורים ביניהם בקשרים קוולנטיים. הקשרים בתוך השכבה חזקים יותר מהאינטראקציות בין השכבות, ולכן על-פי חוק קולון, האטומים קרובים יותר.

35 פרק א - מבנה וקישור 35 בין השכבות של גרפיט פועלות אינטראקציות מסוג ון-דר-ולס, שמבוססות על כוחות משיכה בין דו-קטבים רגעיים שנוצרים בכל שכבה. בשכבות האטומים קשורים בקשרים קוולנטיים, שמבוססים על משיכה חשמלית בין אלקטרוני קשר שליליים לבין גרעינים חיוביים. בין השכבות פועלים כוחות משיכה חשמליים בין דו-קטבים רגעיים (אינטראקציות ון-דר-ולס). אורך הקשר הקוולנטי קצר יחסית למרחק בין השכבות, לכן קשרים קוולנטיים חזקים יותר מאינטראקציות ון-דר-ולס. הולכה חשמלית בגרפיט נגרמת כתוצאה מתנועה מכוונת של האלקטרונים בשכבות. בשכבה של גרפיט כל אטום פחמן קשור לשלושה אטומי פחמן בלבד. לכל אטום פחמן נותר אלקטרון אחד חופשי (לא מאותר) שיוצר עם יתר האלקטרונים מעין "ים אלקטרונים", שאחראי להולכה החשמלית. i iv ה. ו. החלק הראשון של המשפט הנתון מספק מידע ברמה המיקרוסקופית, כי הוא מתייחס למבנה החלקיקי של החומר. החלק השני של המשפט הנתון מספק מידע ברמה המאקרוסקופית, כי הוא מתייחס לתכונות של החומרים השונים. שלושת החומרים בנויים מאותו סוג אטומים, אך יש להם מבנים מרחביים שונים ולכן גם תכונות שונות. את תכונות החומרים אפשר לאפיין, לבדוק ולמדוד. התכונות תלויות במבנה החומרים ברמה המיקרוסקופית (רמת החלקיקים). חמצן ואוזון הם אלוטרופים, כלומר הם יסודות שונים שבנויים מאותו סוג אטומים. הם גם חומרים שונים. חמצן ואוזון אינם איזוטופים - הם חומרים. הגדרת איזוטופים מתייחסת לאטומים בודדים, בעלי מספר מסה שונה. חמצן ואוזון אינם איזומרים, כי אין להם נוסחה מולקולרית זהה. שאלה 3 א. D 11Na, 10Ne, B 9F, A 8 נימוק: בעל אנרגיית היינון הגבוהה ביותר. אנרגיית יינון תלויה בחוזק כוחות המשיכה החשמליים שפועלים בין האלקטרונים שרוצים לנתק לבין הגרעין. לאורך השורה מספר הפרוטונים בגרעין גדל, והמרחק בין הגרעין לבין האלקטרון היוצא כמעט אינו משתנה. לפי חוק קולון, כוחות המשיכה החשמליים בין האלקטרון המתנתק לפרוטונים בגרעין גדלים, ולכן אנרגיית היינון עולה לאורך שורה. לפיכך הוא יסוד של טור 8. מאחר שהיסודות הם עוקבים, B שייך לטור 7, A שייך לטור 6 ו- D שייך לטור הראשון בשורה הבאה. (האלקטרון המתנתק ב- D נמצא במרחק גדול יותר מהגרעין, ולכן תידרש אנרגיה קטנה יותר לניתוק האלקטרון.)

36 36 פרק א - מבנה וקישור ב. i ל- D 11Na) ( אנרגיית היינון הקטנה ביותר. אנרגיית יינון מוגדרת כאנרגיה המושקעת בניתוק אלקטרון מאטום. אנרגיית היינון תלויה בכוחות המשיכה שפועלים בין האלקטרון המתנתק לבין הגרעין (לפי חוק קולון). באטומי A, באטומי B ובאטומי האלקטרון מתנתק מהרמה השנייה ואילו באטומי D האלקטרון מתנתק מהרמה השלישית. לכן כוח המשיכה של גרעיני B A, ו- לאלקטרון המתווסף יהיה חזק יותר. לפיכך אנרגיית היינון של אטומי B של אטומי A, אטומי D. לאטומי היסוד D אנרגיית היינון הנמוכהביותר. ושל אטומי גבוהה מאנרגיית היינון של , 8 16, 8 הם A האיזוטופים של יסוד ג. i תרכובת בין A ל- D יסוד A אל-מתכת טור 6 יכולת קישור יסוד D מתכת טור 1 יכולת קישור 1 נוסחת התרכובת: תרכובת בין A ל- B. (Na) DA יסוד A אל-מתכת טור 6 יכולת קישור יסוד B אל-מתכת טור 7 יכולת קישור 1. (F ) נוסחת התרכובת: AB יסוד E הוא 7 N (טור 5). ל- N יכולת קישור 3, ול- יכולת קישור 1. נוסחת ההידריד של היסוד E היא. N 3 ד. i המשפט נכון. התרכובת DA היא תרכובת יונית הבנויה מיונים חיוביים של מתכת ומיונים שליליים של אל-מתכת, ולכן הקשרים בין היונים בצבר הם קשרים יוניים. המשפט אינו נכון. התרכובת AB היא תרכובת מולקולרית שנוצרה מאטומי אל-מתכות בלבד. בין האטומים במולקולה קיימים קשרים קוולנטיים הנוצרים כתוצאה ממשיכה חשמלית בין אלקטרוני הקשר לבין גרעיני האטומים הקשורים. בין המולקולות בצבר קיימות אינטראקציות מסוג ון-דר-ולס. לא יכולים להתקיים קשרי מימן, כי אין אטומי מימן במולקולה זו.

37 פרק א - מבנה וקישור 37 N המשפט אינו נכון. i מולקולה זו קוטבית (בעלת דו-קוטב קבוע). אטום החנקן בעל אלקטרושליליות גבוהה מזו שיש לאטום המימן, ומטענו החלקי (-). לאטומי המימן מטען חלקי (+). בגלל המבנה המרחבי של המולקולה, קדקוד הפירמידה טעון במטען חלקי שלילי ובסיסה טעון במטען חלקי חיובי. המולקולה אינה סימטרית, ולכן קיים דו-קוטב קבוע. בנוסף לכך, אטום המימן הקשור לאטום בעל אלקטרושליליות גבוהה "חשוף" מאלקטרונים, ולכן בין המולקולות מתקיימות אינטראקציות מסוג קשרי מימן. שאלה 4 א. i על-פי חוק קולון, עוצמת המשיכה החשמלית בין מטענים מנוגדים תלויה בגודל המטענים ובמרחק ביניהם. חוזק הקשר הקוולנטי תלוי בחוזק כוחות המשיכה החשמליים שפועלים בין אלקטרוני הקשר לגרעיני האטומים הקשורים, ובחוזק כוחות המשיכה החשמליים הפועלים בין המטענים המנוגדים שנוצרים על האטומים הקשורים בקשר קוולנטי קוטבי. בטבלה הבאה מפורטים הגורמים העיקריים המשפיעים על חוזק הקשר הקוולנטי, כיצד הם משפיעים וכיצד הם באים לידי ביטוי בשאלה שנשאלה. הגורם השוואה בין הקשר Br לקשר Br Br רדיוס האטומים (המרחק בין הגרעינים לאלקטרוני הקשר) סדר הקשר (מספר האלקטרונים המשתתפים בקשר) רדיוס אטום Br גדול מרדיוס אטום Br Br קשר יחיד קשר יחיד Br Br Br קשר קוולנטי טהור קשר קוולנטי קוטבי Br מידת קוטביות הקשר (הפער באלקטרושליליות בין האטומים המשתתפים בקשר), הגורמים המשתנים הם כאשר משווים בין חוזק הקשר Br Br לבין חוזק הקשר Br רדיוס האטומים וקוטביות הקשר. לאטום Br רדיוס גדול מלאטום ולכן המשיכה החשמלית הוא בין הגרעינים לאלקטרוני הקשר בקשר Br Br חלשה יותר. נוסף על כך, הקשר Br יפעלו קשר קוטבי ולכן קיימת משיכה חשמלית נוספת בין המטענים החלקיים. בקשר Br חזק מן הקשר כוחות משיכה רבים יותר. שני גורמים אלה תורמים לכך שהקשר Br. Br Br

38 38 פרק א - מבנה וקישור אורך הקשר אלקטרונים באטום הרדיוס האטומי של קצר יותר מאורך הקשר. Br Br מספר הרמות שבהן מאוכלסים, קטן יותר ממספר הרמות בהן מאוכלסים אלקטרונים באטום,Br ולכן קטן מהרדיוס האטומי של.Br כאשר הרדיוס האטומי קטן יותר, המשיכה החשמלית בין אלקטרוני הקשר לגרעיני האטומים חזקה יותר ואורך הקשר קצר יותר. Br ב. i נוסחאות ייצוג אלקטרונים: המטען החלקי שנוצר בקשר קוולנטי תלוי בהפרש האלקטרושליליות בין שני האטומים הקשורים. מאחר שהאלקטרושליליות של אטום המימן קטנה מזו של אטום ושל אטום,Br על אטום המימן יהיה מטען חלקי חיובי. על אטום ועל אטום Br יהיה מטען חלקי שלילי. האלקטרושליליות של אטום גבוהה מזו של אטום,Br ולכן אטום מושך חזק יותר את יהיה גדול יותר (0.9) מאשר בקשר אלקטרוני הקשר. ההפרש באלקטרושליליות בקשר יהיה מטען חלקי חיובי גדול יותר. ולכן על אטום המימן בקשר (0.7), Br Br הוא נוזל בטמפרטורת החדר ויתר החומרים הם גזים, לכן טמפרטורת הרתיחה שלו גבוהה מטמפרטורת הרתיחה של יתר החומרים וגבוהה יותר מטמפרטורת החדר. ארבעת החומרים הנתונים הם חומרים מולקולריים. מצב הצבירה שלהם בטמפרטורת החדר תלוי בחוזק האינטראקציות הפועלות בין המולקולות. בין המולקולות של החומרים הנתונים פועלות אינטראקציות מסוג ון-דר-ולס. חוזק אינטראקציות ון-דר-ולס תלוי בגורמים הבאים: ג. גודל ענן האלקטרונים; סוג דו-קוטב (רגעי או קבוע); שטח הפנים של המולקולות החומרים Br Br גודל ענן אלקטרונים סוג דו-קוטב קבוע קבוע רגעי רגעי בין מולקולות ובין מולקולות Br מתקיימות אינטראקציות ון-דר-ולס המבוססות על דו-קטבים רגעיים בלבד, ואילו בין מולקולות Br ובין מולקולות מתקיימות אינטראקציות ון-דר-ולס המבוססות על דו-קטבים קבועים, בנוסף לאינטראקציות ון-דר-ולס המבוססות על דו-קטבים רגעיים.

39 פרק א - מבנה וקישור 39 בין מולקולות Br יפעלו אינטראקציות ון-דר-ולס החזקות ביותר (מולקולות Br גדולות יותר באופן משמעותי), אף-על-פי שבין מולקולות אלו אפשריות רק אינטראקציות רגעיות. ככל שהאינטראקציות בין המולקולות חזקות יותר, דרושה יותר אנרגיה לפירוק הקשרים ביניהן, דבר המתבטא בטמפרטורת רתיחה גבוהה יותר, מעל טמפרטורת החדר. לכן Br יהיה נוזל בטמפרטורת החדר. ליתר החומרים אינטראקציות ון-דר-ולס חלשות יותר, טמפרטורת הרתיחה היא מתחת לטמפרטורת החדר, ולכן הם גזים בטמפרטורת החדר. ד. החומר סוג החומר סוג החלקיקים במוצק סוג הקשר בין החלקיקים במוצק מוליכות חשמלית מוצק נוזל + + מתכתי מולקולרי מולקולרי יונים חיוביים של נתרן,, Na וים אלקטרונים מולקולות מולקולות קשר מתכתי המבוסס על משיכה חשמלית בין יונים חיוביים של מתכת לבין ים האלקטרונים השלילי אינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות קשרי מימן בין מולקולות Na F F + יוני יונים חיוביים ושליליים קשר יוני המבוסס על משיכה חשמלית בין יונים בעלי מטענים מנוגדים NaF

40 40 פרק א - מבנה וקישור שאלה 5 i i iv א. היהלום הוא סריג אטומרי-קוולנטי, ובו כל אטום פחמן קשור בקשרים קוולנטיים לארבעה אטומי פחמן שכנים במבנה ענק. קשרים אלו חזקים ורבים מאוד, לכן יהלום הוא חומר קשה ומשמש לחיתוך בתעשיות שונות. ביהלום אין אלקטרונים ניידים שיכולים לנוע בתנועה מכוונת, ולכן היהלום מבודד מבחינה חשמלית. גרפיט הוא סריג אטומרי-קוולנטי הבנוי משכבות של אטומי פחמן. בכל שכבה, כל אטום פחמן קשור בקשרים קוולנטיים לשלושה אטומי פחמן נוספים. הצורה הנוצרת בשכבה היא של משושים מחוברים. לכל פחמן נשאר אלקטרון לא-קושר אחד. אלקטרונים אלו נעים בין אטומי הפחמן בשכבה. בין השכבות קיימות אינטראקציות ון-דר-ולס שהן אינטראקציות חלשות יותר. לכן הגרפיט הוא חומר רך. הרכות והצבע השחור גורמים לכך שאפשר להשתמש בגרפיט כמילוי לעפרונות. גרפיט הוא חומר המוליך זרם חשמלי בגלל האלקטרונים החופשיים שיכולים לנוע בתנועה מכוונת. מלח בישול,, Na הוא סריג יוני, הבנוי מיונים חיוביים,. בין ויונים שליליים,, Na היונים קיימות אינטראקציות חזקות (קשרים יוניים). הסריג הוא מבנה ענק. היונים בסריג אינם ניידים, ולכן (s) Na אינו מוליך זרם חשמלי. ברזל,,Fe הוא סריג מתכתי, הבנוי מיוני ברזל חיוביים בתוך "ים של אלקטרונים". האלקטרונים חופשיים לנוע וינועו בתנועה מכוונת במעגל החשמלי. לכן חשמלי במצב צבירה מוצק. Fe (s) מוליך זרם נתון שהידרזין,, N 4 נוזל בטמפרטורת החדר ואמוניה,, N 3 גז. לפיכך טמפרטורת הרתיחה של N גבוהה יותר מטמפרטורת החדר וגבוהה יותר מטמפרטורת הרתיחה של. N 3 בין המולקולות של כל אחד משני החומרים יכולים להתקיים בנוסף לאינטראקציות ון- דר-ולס גם קשרי מימן. בין מולקולות מתקיימות אינטראקציות ון-דר-ולס חזקות יותר N 4 4 בגלל שענן האלקטרונים גדול יותר. בנוסף לכך למולקולות N 4 יש יותר אטומי מימן "חשופים" ויותר אטומי חנקן בעלי זוגות אלקטרונים לא-קושרים מאשר למולקולות בין מולקולות. N 3 לכן N 4 ייווצרו קשרי מימן רבים יותר. אצטון מתנדף במהירות, כלומר הופך לגז, ואילו מים מתנדפים באטיות. האינטראקציות בין מולקולות האצטון, ( (3, חלשות יותר מהאינטראקציות שבין מולקולות המים. בין מולקולות המים יש קשרי מימן בשל נוכחות אטום מימן "חשוף" מאלקטרונים, ובין מולקולות אצטון יש אינטראקציות חלשות יותר מסוג ון-דר-ולס, הנובעות מקיומם של דו-קטבים רגעיים ודו-קטבים קבועים. לכן בהסרת לק מהציפורניים האצטון מתנדף, והציפורן מתייבשת במהירות; ובשטיפת ידיים היד אינה מתייבשת במהירות, ויש לנגבה.

41 פרק א - מבנה וקישור 41 ( ) ( ) 3 ( ) 3 (g) ב. i שאריות האצטון מתאדות מן הציפורניים. במולקולה של אצטון יש אטום חמצן בעל שני זוגות אלקטרונים לא-קושרים. במולקולה של מים יש שני אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים, כי הם קשורים לאטום בעל אלקטרושליליות גבוהה. לכן בין המולקולות של אצטון לבין מולקולות מים יכולים להיווצר קשרי מימן. 3 i 3 קשרי מימן מאופיינים בכיווניות. המבנה המועדף הוא קו ישר שבו אטום המימן מצוי בין שני אטומי החמצן, זה שעמו הוא קשור בקשר קוולנטי באותה המולקולה החמצן שבמולקולת אצטון הנקשרת בקשרי מימן למולקולת (), לבין אטום.,i i i ג. נוסחת מבנה למולקולות כלורופורם: בין מולקולות 3 יכולות להיווצר אינטראקציות ון-דר-ולס כתוצאה מכוחות משיכה ד. חשמליים בין דו-קטבים רגעיים וכתוצאה מכוחות משיכה חשמליים הנובעים מקיומם של דו-קטבים קבועים..1. קשרי מימן בין מולקולות נוצרים כאשר מתקיימים שני תנאים: במולקולה אחת יש אטום מימן הקשור בקשר קוולנטי לאטום בעל אלקטרושליליות גבוהה ולכן אטום המימן "חשוף" מאלקטרונים; במולקולה השנייה יש אטום בעל אלקטרושליליות גבוהה, עם זוג או זוגות אלקטרונים לא-קושרים; קשרי מימן מאופיינים בכיווניות. הסידור המועדף - שלושת האטומים המשתתפים בקשר המימני נמצאים על קו ישר, מה שתורם ליצירת קשרי מימן חזקים. במולקולות כלורופורם, אטום המימן קשור לאטום פחמן שקשורים אליו שלושה אטומי כלור בעלי אלקטרושליליות גבוהה. כתוצאה מכך נוצר על אטום הפחמן מטען חלקי חיובי גדול

42 4 פרק א - מבנה וקישור יחסית, ולכן אטום הפחמן, שהוא בעל אלקטרושליליות גבוהה יותר משל אטום המימן, מושך חזק את אלקטרוני הקשר וגורם לאטום המימן להיות "חשוף" מאלקטרונים, כלומר מתקיים תנאי 1. באצטון יש אטום חמצן בעל אלקטרושליליות גבוהה ושני זוגות אלקטרונים לא-קושרים, לפיכך מתקיים תנאי. לכן בין שני החומרים יכולים להיווצר בנוסף לאינטראקציות ון-דר-ולס גם קשרי מימן כיווניים שאלה 6 א. i נוסחת מבנה של פניל-אלאנין: N 1 נוסחה מולקולרית של פניל-אלאנין:. 9 11N i קשרים קוולנטיים במולקולת פניל-אלאנין:.,,, N,, N,, ב.,i על-פי חוק קולון, עוצמת המשיכה החשמלית בין מטענים מנוגדים תלויה בגודל המטענים ובמרחק ביניהם. חוזק הקשר הקוולנטי תלוי בחוזק כוחות המשיכה החשמליים שפועלים בין אלקטרוני הקשר לגרעיני האטומים הקשורים, ובחוזק כוחות המשיכה החשמליים הפועלים בין המטענים המנוגדים שנוצרים על האטומים הקשורים בקשר קוולנטי קוטבי.

43 פרק א - מבנה וקישור 43 בטבלה הבאה מפורטים הגורמים העיקריים המשפיעים על חוזק הקשר הקוולנטי, כיצד הם משפיעים וכיצד הם באים לידי ביטוי בשאלה שנשאלה. הגורם רדיוס האטומים (המרחק בין הגרעינים לאלקטרוני הקשר) סדר הקשר (מספר האלקטרונים המשתתפים בקשר) מידת קוטביות הקשר (הפער באלקטרושליליות בין האטומים המשתתפים בקשר) השוואה בין הקשר לקשר גודל האטומים זהה השוואה בין הקשר לקשר קשר יחיד קשר כפול קשרים קוולנטיים טהורים לבין חוזק הקשר כאשר משווים בין חוזק הקשר רדיוס אטום גדול מרדיוס אטום קשר כפול קשר כפול קשר קוולנטי טהור קשר קוולנטי קוטבי, הגורם המשתנה הוא סדר יש שני זוגות אלקטרוני קשר הנמשכים לגרעינים של האטומים הקשורים הקשר. בקשר (קשר כפול). בקשר יש רק זוג אלקטרוני קשר אשר נמשך לגרעינים של האטומים יפעלו כוחות משיכה רבים יותר, ולכן הקשר הקשורים (קשר יחיד). בקשר. מן הקשר חזק, הגורמים המשתנים הם לבין חוזק הקשר כאשר משווים בין חוזק הקשר רדיוס האטומים וקוטביות הקשר. לאטום רדיוס גדול מלאטום ולכן המשיכה החשמלית הוא קשר קוטבי ולכן קיימת בין הגרעינים לאלקטרוני הקשר חלשה יותר. הקשר משיכה חשמלית נוספת בין המטענים החלקיים הנמצאים על האטומים היוצרים את הקשר. יפעלו כוחות משיכה רבים יותר, ולכן הקשר בקשר. חזק מן הקשר ג. לחומצה האמינית טירוזין טמפרטורת התכה גבוהה משל החומצה האמינית פניל-אלאנין. בשתי החומצות האמיניות קיימות אינטראקציות ון-דר-ולס וקיימים קשרי מימן, כי במולקולות של שתי החומצות יש אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים ואטומים בעלי אלקטרושליליות גבוהה עם זוגות אלקטרונים לא-קושרים. במולקולות טירוזין יש קבוצה נוספת,, התורמת ליצירת קשרי מימן רבים יותר בין המולקולות, לכן הקשרים הבין-מולקולריים בין מולקולות טירוזין חזקים יותר. i ד. המולקולות של כל אחת משתי החומצות האמיניות יכולות ליצור אינטראקציות עם מולקולות המים. מולקולות הטירוזין יכולות ליצור יותר קשרי מימן עם מולקולות המים, כי יש בהן יותר מוקדים ליצירת קשרי מימן, לכן המסיסות של טירוזין במים תהיה גבוהה מזו של פניל-אלאנין. קשר מימני הוא קשר כיווני שדורש התאמה גאומטרית שבה שלושת האטומים השותפים לקשר (אטום המימן, האטום הקשור לאטום המימן בקשר קוולנטי, והאטום בעל זוגות האלקטרונים הלא-קושרים במולקולה השכנה), נמצאים על קו ישר.

44 44 פרק א - מבנה וקישור לפניכם מספר אפשרויות לקשרי מימן בין מולקולת טירוזין לבין מולקולות מים. במספר מוקדים צויר הקשר המימני בלבד, ללא מולקולת המים. N i קשרי מימן בין מולקולות נוצרים כאשר מתקיימים שני תנאים: במולקולה אחת יש אטום מימן הקשור לאטום בעל אלקטרושליליות גבוהה ולכן אטום המימן "חשוף" מאלקטרונים;.1. במולקולה השנייה יש אטום בעל אלקטרושליליות גבוהה וזוג או זוגות אלקטרונים לא-קושרים; קשרי מימן מאופיינים בכיווניות. הסידור המועדף - שלושת האטומים המשתתפים בקשר המימני נמצאים על קו ישר, מה שתורם ליצירת קשרי מימן חזקים. במולקולות המים קיים אטום מימן "חשוף" מאלקטרונים הקשור לאטום חמצן בעל אלקטרושליליות גבוהה ובעל זוגות אלקטרונים לא-קושרים. לכן מתקיימים תנאים 1 ו-. במולקולות הטירוזין קיימים אטומי חמצן ואטומי חנקן בעלי אלקטרושליליות גבוהה וזוגות אלקטרונים לא-קושרים ואטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים הקשורים לאטומי חמצן או לאטומי חנקן בעלי אלקטרושליליות גבוהה. לכן מתקיימים תנאים 1 ו-. לפיכך יכולים להיווצר קשרי מימן כיווניים בין מולקולות הטירוזין לבין מולקולות המים.

45 פרק א - מבנה וקישור 45 שאלה 7 K - VI V IV Si - III 4 - II א. Ba - I I. יסוד מתכתי, מוליך במוצק ובנוזל - מתאים להיגד - Ba - חומר יוני, מוליך זרם חשמלי במצב צבירה נוזל, אך לא במוצק - מתאים להיגד.VI K - Si חומר אטומרי. מבנה ענק של אטומים, הקשורים ביניהם בקשרים קוולנטיים - מתאים להיגד.III 3 8, 4, 3 7 חומרים מולקולריים חומר מולקולרי מסיס במים, בין מולקולות המים למולקולות אינטראקציות מסוג קשרי מימן. החומר 3 7 נוצרות.IV מסיס במים - מתאים להיגד חומר מולקולרי עם אינטראקציות ון-דר-ולס בין המולקולות. מאחר שענן האלקטרונים של חומר זה קטן יחסית, עיוות ענן האלקטרונים קטן, והמשיכה החשמלית בין המולקולות חלשה. לכן טמפרטורת הרתיחה של חומר זה נמוכה מטמפרטורת החדר, כלומר החומר גז בטמפרטורת החדר - מתאים להיגד V. - חומר מולקולרי לא קוטבי, בין המולקולות קיימות אינטראקציות ון-דר-ולס חזקות יותר 4 מאשר ב- 8 3 מאחר שענן האלקטרונים של חומר זה גדול יותר. לחומר זה טמפרטורת רתיחה גבוהה יותר מטמפרטורת החדר, ולכן הוא נוזל בטמפרטורת החדר. מולקולות 4 לא יכולות ליצור קשרי מימן עם מולקולות המים, ולכן החומר אינו מתמוסס במים. * התלמיד לא התבקש לנמק את קביעותיו. ב. i החומר צורן, (s),si בנוי מאטומים הקשורים בקשרים קוולנטיים בסריג אטומרי-קוולנטי. כל אטום Si קשור לארבעה אטומי Si אחרים, וכך נוצר מבנה ענק של אטומים קשורים בקשרים קוולנטיים. ל- (s) Si טמפרטורת התכה גבוהה מאוד, כי צריך להשקיע הרבה אנרגיה כדי לפרק את הקשרים הקוולנטיים ולגרום לחומר לעבור למצב צבירה נוזל. Si (s) אינו מסיס במים אטומי Si קשורים חזק בקשרים קוולנטיים ואין אפשרות לאינטראקציות חשמליות בין אטומי Si למולקולות מים.

46 46 פרק א - מבנה וקישור 4 הוא חומר מולקולרי. המולקולות של 4 סימטריות עם פיזור מטען אחיד על ג. i המולקולה. לכן המולקולות אינן קוטביות, והן יוצרות ביניהן אינטראקציות ון-דר-ולס בין דו-קטבים רגעיים בלבד. מולקולות המים הן קוטביות. בין מולקולות המים נוצרים קשרי מימן. לא נוצרים כוחות משיכה חשמליים בין מולקולות 4 שאין להן מוקדים של מטען חלקי לבין מולקולות המים שיש להן מוקדים כאלה, לכן מולקולות 4 אינן מתערבבות במולקולות המים. 3 7 הוא חומר מולקולרי. אטום המימן בקשר "חשוף" מאלקטרונים, יש לו מטען חלקי חיובי, ולאטום החמצן יש זוגות אלקטרונים לא-קושרים ומטען חלקי שלילי. הוא חומר מולקולרי בעל קשרי. אטומי מימן אשר "חשופים" מאלקטרונים במולקולות, 3 7 נמשכים לזוגות האלקטרונים הלא-קושרים על אטומי חמצן במולקולות המים, ואטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים במולקולות המים נמשכים אל זוגות האלקטרונים הלא-קושרים על אטומי החמצן במולקולות 3 7 לבין מולקולות המים, ולכן. 3 7 נוצרים קשרי מימן בין מולקולות, K המוקפים ביונים 3 7 מסיס במים. K הוא חומר יוני בעל קשרים יוניים. החומר בנוי מיונים חיוביים, שליליים,, במבנה ענק. במבנה המוצק היונים אינם ניידים, לכן אין מוליכות חשמלית. במצב הנוזל היונים חופשיים לנוע. בהשפעת שדה חשמלי היונים נעים בתנועה מכוונת, הם יכולים להגיע לאלקטרודות, ותהיה מוליכות חשמלית. Ba הוא מוצק מתכתי, בנוי מיונים חיוביים שסביבם נעים אלקטרונים לא מאותרים ("ים אלקטרונים"). האלקטרונים החופשיים יכולים לנוע בהשפעת שדה חשמלי בתנועה מכוונת ומאפשרים את המוליכות החשמלית במצב צבירה מוצק. החומרים 4 ו- 3 8 הם חומרים מולקולריים לא קוטביים, כי המולקולות סימטריות. לכן בין המולקולות של שני החומרים קיימות אינטראקציות ון-דר-ולס הנובעות מקיום דו-קטבים רגעיים. במולקולת במולקולת 4 יש 74 אלקטרונים. 3 8 יש 6 אלקטרונים. ככל שמספר האלקטרונים גדול יותר, הסיכוי לעיוות בענן האלקטרונים ליצירת דו-קוטב רגעי גדול יותר, לכן אינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות 4 חזקות הרבה יותר מאינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות 4 טמפרטורת רתיחה 3 8 הוא. 3 8 לפיכך לחומר גבוהה מלחומר. 3 8 החומר 4 הוא נוזל בטמפרטורת החדר, ואילו החומר גז בטמפרטורת החדר. i

47 פרק ב - חישובים בכימיה 47 ב פרק - חישובים בכימיה בכל השאלות העוסקות בחישובים בכימיה יש שימוש בערך משולש ובנוסחאות הבאות: m n M W V n V M n V כאשר מציגים חישובים בטבלה, יש להוסיף חצים המראים את כיוון השגת הפתרון או נוסחאות המבהירות כיצד הושג הפתרון. שאלות רבות בררה א. המסה של 0.3 מול של יסוד שבנוי ממולקולות דו-אטומיות היא 8.4 גרם. מהו המשפט הנכון?. N היסוד הוא צורן,.Si הנוסחה המולקולרית של היסוד היא.1. המסה של מול מולקולות היסוד היא 14 גרם. המסה של מול אטומי היסוד היא 8 גרם..3.4 ב. בלון שנפחו 10 ליטר מכיל גז חמצן, ליטר. כמה מולקולות חמצן יש בתוך הבלון? (g). הבלון מצוי בתנאים בהם 1 מול גז תופס נפח של מולקולות מולקולות מולקולות. אי-אפשר לדעת, חסר נתון על מסת החמצן בבלון

48 48 פרק ב - חישובים בכימיה (3. Ba(N הוסיפו מים עד לקבלת 0.5 (s) ג. לתוך בקבוק מדידה שנפחו 0.5 ליטר הכניסו.61 גרם ליטר תמיסה וערבבו. מהו הריכוז הכולל של היונים בתמיסה? 0.06M 0.04M 0.03M 0.0M ד. שני כלים, A ו- B, נמצאים באותה טמפרטורה. בכלי A יש 4.4 גרם פחמן דו-חמצני, (g). בכלי B יש גרם של הגז ניאון, (g). Ne לחץ הגז בכלי A כפול מלחץ הגז בכלי B. מהו המשפט הנכון? בכלי A מספר החלקיקים כפול ממספר החלקיקים בכלי B. בכלי A יש חלקיקים גדולים יותר, ולכן הלחץ גדול יותר. הנפח של כלי A קטן פי שניים מהנפח של כלי B. הנפח של כלי A גדול פי שניים מהנפח של כלי B M בריכוז, K 3 ה. הוסיפו 50 מ"ל מים ל- 100 מ"ל תמיסת אשלגן פחמתי, מהו ריכוז יוני K בתמיסה לאחר הוספת המים? 0.M 0.3M 0.4M 0.6M

49 פרק ב - חישובים בכימיה 49 (g) ו- 80 (g) ו. בתגובה של 0 מיליליטר פחמימן גזי עם 100 מיליליטר התקבלו 60 מיליליטר מיליליטר (g). התגובה התרחשה בתנאי טמפרטורה ולחץ קבועים. מהי הנוסחה המולקולרית של הפחמימן? , נוצר 3, a עם תמיסה המכילה יוני ז. כאשר מערבבים תמיסה המכילה יוני סידן, משקע לבן של (s)3. a כדי לקבוע את כמות יוני סידן,, a בחלב, לקחו 100 מ"ל חלב והוסיפו לו תמיסת. a a (s)3 הגיבו בשלמות, ונוצרו 0.5 גרם יוני. Na3 כמה גרם יוני a יש בליטר אחד של חלב? גרם 0.1 גרם 1 גרם 10 גרם

50 50 פרק ב - חישובים בכימיה שאלות פתוחות שאלה 1 רופאים ממליצים לאנשים בריאים לצרוך עד שישה גרמים מלח בישול, (s), Na ביום. המסו 5.85 גרם מלח בישול במים לקבלת 0.5 ליטר תמיסה.. Na (s) א. i רשמו ניסוח לתהליך ההמסה במים של מהו ריכוז יוני נתרן,, Na בתמיסה? פרטו את חישוביכם. i מהו הריכוז הכולל של היונים בתמיסה? פרטו את חישוביכם. הכינו שני ליטרים מרק והכניסו לתוכו שתי כפות מלח בישול. ריכוז היונים הכולל של מלח הבישול במרק היה 0.5M. ב. כמה גרם מלח בישול הוכנסו למרק? פרטו את חישוביכם. ג. שישה אנשים אכלו את המרק שהוכן. האם כמות מלח הבישול שכל אחד מהם צרך גדולה מהכמות המומלצת ביום, קטנה ממנה או שווה לה? פרטו את חישוביכם. כדי לקבוע את ריכוז יוני כלור,, במי שתייה הוסיפו ל- 100 מ"ל מי שתייה 0.01 ליטר של תמיסת (s) Ag Ag 3 AgN בריכוז 0.5M. התרחשה תגובת שיקוע מלאה:. AgN 3(s) ד. i רשמו ניסוח לתהליך ההמסה במים של כמה מול יוני כסף,, Ag הגיבו בתהליך? פרטו את חישוביכם., במי השתייה? פרטו את חישוביכם. מהו ריכוז יוני כלור, i

51 פרק ב - חישובים בכימיה 51 שאלה הכינו שלושה כלים III - I בצורת מזרק (כלי שנפחו משתנה). כל אחד מהכלים מכיל 0.01 מול גז מימן כלורי, (g). נפח כל אחד מהמזרקים בתנאי הניסוי הוא 600 מ"ל. לכלי I הוסיפו 0.0 מול גז ניאון, א. מהו הנפח המולרי של גז בתנאי הניסוי? (g), Ne מבלי לשנות את הטמפרטורה והלחץ. מזרק Ne (g) ב. i האם נפח הגז בכלי I לאחר הוספת גז גדול מ- 600 מ"ל, ברז קטן מ- 600 מ"ל או שווה ל- 600 מ"ל? נמקו את תשובתכם. מהי המסה הכוללת של הגזים בכלי? פרטו את חישוביכם. ג. לאחר הוספת (g), Ne הגדילו את נפח הכלי ל- 100 מ"ל תוך כדי שמירה על טמפרטורה קבועה. מהו הריכוז המולרי של כל אחד מהגזים בכלי אחרי הגדלת הנפח? פרטו את חישוביכם. ד. לכלי II הוסיפו כמה טיפות מים מבלי לשנות את הטמפרטורה ואת נפח הכלי. לחץ הגז בתוך כלי II ירד. הסבירו מדוע לחץ הגז בתוך כלי II ירד. נסחו את התגובה שהתרחשה. i ה. לכלי III הוסיפו גז (g)3. N התרחשה תגובה, וכל ה- (g) הגיב. הלחץ בכלי נותר קבוע.. N 3(g) רשמו ניסוח לתגובה שהתרחשה בין (g) לבין i האם בתום התגובה, נפח כלי III (המזרק) היה גדול מנפחו לפני התגובה, קטן ממנו או שווה לו? נמקו את תשובתכם. כמה גרם תוצר התקבלו בתגובה? פרטו את חישוביכם. i

52 5 פרק ב - חישובים בכימיה שאלה 3 השימוש באבקת אפייה ידוע כבר מהמחצית השנייה של המאה ה- 19. אבקת האפייה שאנו מכירים הומצאה ב בגרמניה. אבקת אפייה היא תערובת שמכילה בסיס - סודה לשתייה, (s)3 ; Na חומצה - נתרן פירופוספאט, ; NaP ועמילן, שתפקידו לשמור על יובש התערובת. 7(s) כאשר התערובת באה במגע עם מים, החומרים מתמוססים ומתרחשת תגובה. נוצר הגז פחמן דו-חמצני, (g), אשר יוצר בועות בבצק ועוזר בתפיחתו: ( ) (g) 7 P P א. רשמו ניסוח לתגובה במים של: Na 3(s) i NaP 7(s) Na 3(s) ב. i בשקית אבקת אפייה יש ארבעה גרמים תערובת. כמה גרם וכמה גרם NaP 7(s) יש בשקית אחת של אבקת אפייה? הניחו כי השקית מכילה סודה לשתייה ונתרן פירופוספאט בלבד ביחס מולים 1:1. פרטו את חישוביכם. המסו שקית אחת של אבקת אפייה במים לקבלת 100 מ"ל תמיסה. מהו ריכוז יוני הנתרן,, Na בתמיסה שהתקבלה? פרטו את חישוביכם. בצק. בהכנת בצק לאפייה השתמשו במתכון שבו מומלץ לשים שקית אחת של אבקת אפייה בכל חצי קילוגרם ג. i מהו נפח הגז פחמן דו-חמצני שנוצר כשמשתמשים בשקית אחת של אבקת אפייה בתנאי חדר? פרטו את חישוביכם. (1 מול גז בתנאי חדר תופס נפח של 5 ליטר). כמה ק"ג בצק הכינו אם כמות הגז (g) שנוצרה בהכנת הבצק, הייתה שווה ל מול? פרטו את חישוביכם.

53 פרק ב - חישובים בכימיה 53 שאלה 4 החומצה הזרחתית, 4, P 3 היא חומר גלם המשמש לייצור דשנים המכילים זרחן. מפיקים את. a 3(P 4) החומצה הזרחתית מסלע פוספט שנכרה בנגב. המרכיב העיקרי של סלע פוספט הוא (s). ו- a 3(P 4) לפניכם ניסוח לא-מאוזן של התגובה להפקת החומצה הזרחתית מ- (s) 3 4 (s) ( ) a (P ) P a א. רשמו את הניסוח המאוזן של התגובה להפקת החומצה הזרחתית.. a 3(P 4) (s) ו- 60 ק"ג 6M בריכוז ב. למכל התגובה הכניסו תמיסת i כמה מול חומצה זרחתית התקבלו? פרטו את חישוביכם. 4)? a 3(P פרטו את (s) מהו נפח תמיסת 6M שדרוש לתגובה מלאה עם 60 ק"ג חישוביכם. ג. לפניכם ארבעה נתונים.IV - I ציינו לגבי כל אחד מהם, האם הוא נתון קבוע או ספציפי לתגובת ההפקה של 4. P 3 נמקו את תשובותיכם. ; a 3(P 4) (s) מסת I יחס המולים בין המגיבים; מספר המולים של יוני הידרוניום שהשתתפו בתהליך; II III. P 3 4 המסה המולרית של IV

54 54 פרק ב - חישובים בכימיה שאלה 5 זהב טהור, (s), Au הוא מתכת רכה מאוד. כדי לייצר תכשיטי זהב מוסיפים לזהב כמויות שונות של נחושת, (s). u כך מקבלים סגסוגות בעלות קשיות שונה. הוספת נחושת לזהב מפחיתה את מחיר התכשיט. להלן מספר פרטים לגבי סגסוגת זהב: כמות הזהב בסגסוגת נמדדת ביחידה הנקראת קראט. זהב 4 קראט הוא זהב טהור. 100 גרם זהב 18 קראט מכיל 75 גרם זהב ו- 5 גרם נחושת. א. כמה גרם זהב וכמה גרם נחושת יש בתכשיט שעשוי מזהב 14 קראט ומסתו עשרה גרמים? פרטו את חישוביכם. כדי להפיק את הזהב מסגסוגת 18 קראט, הגיבו 100 גרם סגסוגת 18 קראט עם 00 מ"ל תמיסה של חומצה חנקתית, 3. N רק הנחושת הגיבה. לפניכם ניסוח התגובה. חימום (s) 3 3 (g) (s) (g) 5u N N 5u 3 ב. מהו סוג התגובה: חמצון-חיזור, חומצה-בסיס, חמצון-חיזור וחומצה-בסיס? נמקו את תשובתכם. u (s) ג. i כמה מול הגיבו? פרטו את חישוביכם. כמה מול חנקן, (g), N התקבלו בתגובה? פרטו את חישוביכם. מהו ריכוז החומצה החנקתית, 3, N שנלקחה לתגובה? פרטו את חישוביכם. i u (s) ד. כמה גרם התקבלו בתגובה? פרטו את חישוביכם.

55 פרק ב - חישובים בכימיה 55 שאלה 6 שרשרת ברזל שמשקלה 56 ק"ג משמשת כעוגן של ספינה. השרשרת מונחת, חלקה באוויר, וחלקה במי הים. במשך הזמן השרשרת מחלידה. 3 (s) (g) 3(s) Fe Fe לפניכם הניסוח לתהליך החלדת הברזל: א. האם תהליך החלדת הברזל הוא תהליך חמצון-חיזור? אם כן, רשמו את המחמצן ואת המחזר. אם לא, הסבירו מדוע. ב. i כמה מול חמצן נדרשים כדי שכל הברזל בשרשרת יהפוך לחלודה? פרטו את חישוביכם. כמה ק"ג חלודה יתקבלו? פרטו את חישוביכם. שנה אחרי התחלת השימוש בשרשרת הסירו את החלודה מן השרשרת. משקל השרשרת לאחר הסרת החלודה היה ק"ג. i i ג. כמה מול ברזל הגיבו והפכו לחלודה? פרטו את חישוביכם. מומחים קבעו כי אפשר להשתמש בשרשרת בצורה בטיחותית כל עוד משקלה אינו פוחת מ- 40 ק"ג. כמה שנים יוכלו בעלי הספינה להשתמש בשרשרת, אם קצב ההחלדה הוא אחיד? אפשר להחליף את שרשרת הברזל בשרשרת עשויה ממסג טיטניום שאינו עובר קורוזיה. שרשרת הטיטניום יקרה פי 0 משרשרת הברזל. האם לדעתכם, החלפה זו כדאית? התייחסו להיבטים של עמידות ושל מחיר. ד. איזה חלק של שרשרת הברזל יחליד מהר יותר: זה שנמצא מעל פני הים או זה שנמצא בתוך מי הים? נמקו את תשובתכם.

56 56 פרק ב - חישובים בכימיה שאלה 7 חימום 3 (s) (s) (g) (g) u(n ) u N לפניכם ניסוח לא מאוזן של תגובה:. (g) כל המוצק התפרק, והתקבלו 0.45 מול של. u(n 3) בניסוי I חיממו 56.5 גרם של (s) ענו על הסעיפים א - ב מבלי לאזן את ניסוח התגובה: (3 u(n התפרקו? פרטו את חישוביכם. (s) א. כמה מול u (s) ב. i כמה מול התקבלו בתגובה? נמקו את תשובתכם. כמה מול (g) N התקבלו בתגובה? נמקו את תשובתכם. ג. התבססו על הסעיפים א - ב, ורשמו ניסוח מאוזן של התגובה. ד. הנפח הכולל של הגז שנוצר בניסוי I הוא 31.5 ליטר. בניסוי II שנערך באותו לחץ, אך בטמפרטורה שונה, נלקחו 56.5 גרם של 3), u(n והתקבלו 47.5 ליטר גז. (s) האם מספר המולים של התוצרים בניסוי II קטן ממספר המולים של התוצרים בניסוי I, גדול ממנו או שווה לו? נמקו את תשובתכם. האם הטמפרטורה בניסוי II גבוהה מהטמפרטורה בניסוי I או נמוכה ממנה? נמקו את תשובתכם. i ה. בניסוי III שנערך בתנאי STP 3 (VM נוצרו מולקולות חמצן..4liter / mol) i כמה מול חמצן נוצרו בתגובה? פרטו את חישוביכם. מהו נפח הגז חנקן חד-חמצני, (g), N שהתקבל בתגובה? פרטו את חישוביכם.

57 פרק ב - חישובים בכימיה 57 פתרונות לשאלות רבות בררה ז ו ה ד ג ב א א.. מסת המדגם: מספר מולים: מסה מולרית: M W m 8.4gr n 0.3mol m 8.4 8gr/mol n 0.3 היסוד בנוי ממולקולות דו-אטומיות. המסה של מול מולקולות שווה 8 גרם. לפיכך המסה של מול אטומי יסוד היא 14 גרם למול. היסוד הוא חנקן. הנוסחה המולקולרית של חנקן היא. N תשובות שגויות 1. המסה של מול אטומי צורן,,Si היא 8 גרם. היסוד צורן,,Si אינו בנוי ממולקולות. 4. 3, המסה של מול מולקולות חנקן היא 8 גרם. המסה של מול אטומי חנקן היא 14 גרם. ב.. נפח הגז, V (ליטר) (g) נפח מולרי, V M (ליטר למול) מספר מולים, n כל מול גז חמצן מכיל V 10 n 7.5mol V 16 M מולקולות חמצן. 1 מול 7.5 מול מולקולות x מולקולות x בבלון יש מולקולות חמצן. תשובות שגויות 4. אין צורך בנתון של מסה, כי לפי הנתונים אפשר לחשב את מספר המולים של חמצן בתוך הבלון.

58 58 פרק ב - חישובים בכימיה ג. 1. נחשב את הריכוז של כל אחד מן היונים שהתקבלו בתהליך ההמסה. ( ) 3 (s) 3 Ba(N ) Ba N 1 : 1 :.61 gr 61gr/mol 0.01mol 0.01mol 0.0mol 0.5liter 0.5liter 0.0M 0.04M יחס מולים מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) נפח התמיסה (V) ריכוז () הריכוז הכולל של היונים בתמיסה הוא 0.06M. n n Ba N M V 0.5 כולל כלי B Ne (g) 3. נחשב את מספר המולים של החלקיקים בכל אחד מן הכלים. כלי A ד. הגז (g) W 0 m n 0.1mol M 0 W m 4.4 n 0.1mol M 44 המסה, m (גרם) מסה מולרית, M W (גרם למול) מספר מולים, n בשני הכלים יש אותו מספר חלקיקים. בכלי a הלחץ גבוה פי שניים, לכן אותו מספר חלקיקים נמצא בנפח קטן יותר. לפיכך נפח כלי a קטן פי שניים מנפח כלי b. תשובות שגויות 1. על-פי החישוב, מספר המולים בשני הכלים שווה.. הלחץ נקבע על-פי מספר ההתנגשויות בדפנות הכלי, כלומר על-פי מספר החלקיקים ונפח הכלי. גודל החלקיק אינו משפיע על הלחץ. 4. ריכוז הגז נקבע על-פי מספר החלקיקים ליחידת נפח. מספר החלקיקים שווה, והנפח, על-פי התשובה לשאלה, שונה, לפיכך הריכוז שונה.

59 פרק ב - חישובים בכימיה 59, K לאחר הוספת המים. ה. 3. נחשב את ריכוז יוני האשלגן, ( ) 3(s) 3 K K 1 : : 1 יחס מולים 0.1liter נפח התחלתי (V 1) 0.3M ריכוז התחלתי ( 1) 0.03mol 0.06mol 0.15liter 0.4M מספר מולים (n) נפח לאחר הוספה ריכוז לאחר הוספה (V ) ( ) הריכוז של יוני K לאחר הוספת המים הוא 0.4M. ו. 3. על-פי השערת אבוגדרו, בתנאי לחץ וטמפרטורה שווים, יחסי הנפחים של גזים שונים שווים ליחסי המולים. נרשום את נוסחת הפחמימן כ-. x y(g) x y(g) (g) (g) (g) : 5 : 3 : 4 ניסוח לא-מאוזן נפח הגז במ"ל (V) יחס הנפחים ויחס המולים על-פי יחס המולים בתגובה, הניסוח המאוזן של התגובה הוא: x y(g) 5(g) 3 (g) 4 (g) לפי חוק שימור החומר, מספר האטומים מכל סוג במגיבים ובתוצרים שווה. אטומי הפחמן,, שבמולקולות הפחמימן מופיעים בתוצרים במולקולות לפיכך ב- 1 מול פחמימן יש 3 מול אטומי.. (g) אטומי המימן,, שבמולקולות הפחמימן מופיעים בתוצרים במולקולות (g). לפיכך ב- 1 מול פחמימן יש 8 מול אטומי. הנוסחה המולקולרית של הפחמימן היא. 3 8

60 60 פרק ב - חישובים בכימיה ז. 3. תגובת השיקוע: 3 3(s) a a 1 : 1 : 1 יחס מולים 0.1gr 0.5gr מסה (m) 40gr/mol 100gr/mol 0.005mol 0.005mol מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) ב- 100 מ"ל חלב, שהם 0.1 ליטר, יש 0.1 גרם יוני סידן. ב- 1 ליטר חלב יש x גרם יוני סידן x 1gr 0.1 ב- 1 ליטר חלב יש 1 גרם יוני סידן.

61 פרק ב - חישובים בכימיה 61 פתרונות לשאלות פתוחות שאלה 1 (s) ( ) Na Na Na (s) א. i הניסוח להמסת במים: (s) ( ) Na Na 1 : 1 : 1 יחס מולים 5.85gr 58.5gr/mol 0.1mol 0.1mol 0.1mol מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) n M V 0.5 ריכוז יוני Na בתמיסה: ריכוז יוני Na בתמיסה הוא 0.M. n Na n M V הריכוז הכולל של היונים בתמיסה: כולל i הריכוז הכולל של היונים בתמיסה הוא 0.4M.

62 6 פרק ב - חישובים בכימיה הוא 1:1. ב. הריכוז הכולל של יוני מלח בישול במרק הוא 0.5M. יחס המולים בין היונים ב- Na [ ] 0.5M לפיכך [Na ] 0.5M נחשב את מסת המלח שהוכנסה לשני ליטרים של מרק. (s) ( ) Na Na 1 : 1 : 1 0.5M 0.5M liter 0.5mol 0.5mol 58.5gr/mol 9.5gr יחס מולים ריכוז () נפח התמיסה (V) מספר מולים (n) מסה מולרית ) W (M מסה (m) למרק הוכנסו 9.5 גרם מלח בישול. ג. שישה אנשים אכלו את המרק. שישה אנשים צרכו 9.5 גרם מלח בישול. כל אדם צרך x גרם. 9.5 x 4.875gr 6 כל אדם צרך גרם מלח בישול. כמות המלח שכל אדם צרך קטנה מהמנה היומית המומלצת (עד שישה גרמים ביום).

63 פרק ב - חישובים בכימיה 63 3(s) 3 ( ) AgN Ag N ד. i נחשב את מספר המולים של יוני Ag שהגיבו. 3(s) 3 ( ) AgN Ag N 1 : 1 : 1 יחס מולים 0.01 liter 0.5M 0.005mol 0.005mol נפח התמיסה (V) ריכוז () מספר מולים (n). הגיבו מול יוני Ag i נפח מי השתייה 0.1 ליטר. נחשב את ריכוז יוני הכלור במי השתייה בעזרת תגובת השיקוע בה הגיבו יוני עם יוני. Ag (s) Ag Ag 1 : 1 : mol 0.005mol 0.1 liter 0.05M יחס מולים מספר מולים (n) נפח התמיסה (V) ריכוז ().0.05M ריכוז יוני הכלור,, במי השתייה הוא

64 64 פרק ב - חישובים בכימיה שאלה V 0.6 liter א. גז n 0.01mol V M V liter/mol n 0.01 ב. i המזרק הוא כלי שנפחו משתנה בהתאם למספר המולים של הגז בתוכו. לא התרחשה תגובה בין שני הגזים ולא היה שינוי בטמפרטורה. כתוצאה מהוספת גז ניאון, (g), Ne מספר המולים של הגז בכלי גדל. הבוכנה זזה. mnm W M W( ) 36.5gr / mol נפח כלי I לאחר ההוספה גדול מ- 600 מ"ל. MW(Ne) 0gr/mol m gr m gr כוללת mne gr המסה הכוללתשל הגזיםבכלי I היא גרם. ג. הנפח החדש של המזרק הוא 100 מ"ל, שהם 1. ליטר. מספר המולים של הגז בכלי I לא השתנה. גז Ne (g) (g) n V mol / liter mol / liter 1. (g), בכלי I לאחר הגדלת הנפח: (g) (g), Ne בכלי I לאחר הגדלת הנפח: ד. ריכוז גז מימן כלורי, ריכוז גז ניאון, הוספת המים גרמה לתגובת חומצה-בסיס בין גז כלי לבין המים בכלי.II כתוצאה מהתגובה i קטן מספר המולים של הגז בכלי. נפח כלי II לא השתנה. הירידה במספר המולים של הגז בכלי II גרמה לירידה בלחץ בכלי. (g) ( ) 3 ניסוח התגובה שהתרחשה:

65 פרק ב - חישובים בכימיה 65 (g). מועבר פרוטון, N 3(g) ה. i הוספת לכלי III גורמת להתרחשות תגובת חומצה-בסיס עם למולקולות. N 3 נוצר חומר יוני מוצק. ממולקולות, N N (g) 3(g) 4 (s) ניסוח התגובה שהתרחשה: התגובה התרחשה במזרק, ולכן אין שינוי בלחץ במהלך התגובה. בתגובה נוצר מוצק ומספר המולים של הגז בכלי קטן. בתום התגובה, נפח כלי III יהיה קטן יותר. נחשב את מסת התוצר (s) N4 שהתקבל בתגובה. i N N (g) 3(g) 4 (s) 1 : 1 : 1 יחס מולים 0.01mol 0.01mol 53.45gr/mol 0.535gr מספר מולים (n) מסה מולרית ) W (M מסה (m) בתגובה התקבלו גרם תוצר. שאלה 3 Na 3(s) א. i ניסוח לתגובהשל במים: 3(s) 3 ( ) Na Na 3 (g) NaP ניסוח לתגובה של (s)7 במים: ( ) 7(s) 7 Na P Na P P P 3 7 ( ) 3 7 Na 3(s) ב. i מסת התערובת בשקית אבקת האפייה היא ארבעה גרמים. בתערובת זו על כל מול. NaP יש מול של (s)7

66 66 פרק ב - חישובים בכימיה Na Na P 3(s) 7(s) 1 : 1 תערובת: יחס מולים בתערובת זו Na n 84gr/mol 84n mm m 4gr Na P 3 7 n gr/mol n מספר מולים (n) מסה מולרית ) W (M מסה (m) מסת התערובת: תערובת mm n W 84n n 4 n 0.013mol m M n gr Na 3 W m M n gr Na P 7 Na 3 Na P 7 W דרך חישוב נוספת: מספר המולים של סודה לשתייה שווה למספר המולים של נתרן פירופוספט. - x מסת הסודה לשתייה. x 4 x 84 x 1.1gr m 1.1gr m 4x.9gr. NaP 7(s) בשקיתאחת של אבקת אפייה יש: 1.1 גרם (s)3 Na ו-.9 גרם שני המוצקים מתפרקים ליוני Na וליונים שליליים במים. שמקורם ב- Na 3(s) נחשב את מספר המולים של יוני Na בתמיסה. 3(s) 3 ( ) Na Na 1 : 1 : mol 0.013mol יחס מולים מספר מולים (n)

67 פרק ב - חישובים בכימיה 67. NaP נחשב את מספר המולים של יוני Na שמקורם ב- (s)7 ( ) 7(s) 7 Na P Na P 1 : : mol 0.06mol יחס מולים מספר מולים (n) מספר המולים הכולל של יוני Na בשקית אחת של אבקת אפייה: n mol Na V 0.1liter n [Na ] 0.39M V 0.1 ריכוז יוני נתרן, Na, בתמיסה שהתקבלה הוא 0.39M. 7. P לבין יוני 3 (g) ג. i נוצר בתגובה בין יוני 3(s) 3 ( ) Na Na 1 : 1 : mol 0.013mol יחס מולים מספר מולים (n) נחשב את מספר המולים של (g) שנוצרו ( ) (g) 7 P P 1 : 1 : 1 : 1 : mol 0.013mol יחס מולים מספר מולים (n) VM 5liter / mol נחשב את נפח (g) שנוצר. V VM n liter. כשמשתמשים בשקית אחת של אבקת אפייה נוצרים 0.35 ליטר (g)

68 68 פרק ב - חישובים בכימיה. (g) בשימוש בשקית אחת של אבקת אפייה נפלטים מול גז בהכנת הבצק נפלטו 0.06 מול גז (g), ולפיכך להכנת הבצק השתמשו בשתי שקיות של אבקת אפייה. 1 שקית mol x שקית 0.06 x mol בכל חצי קילוגרם בצק שמים שקית אבקת אפייה אחת. בתהליך הכנת הבצק השתמשו בשתי שקיות אבקת אפייה, לכן הכינו 1 ק"ג בצק. הכינו 1 ק"ג בצק. שאלה 4 א. הניסוח המאוזן לתגובת ההפקה של החומצה הזרחתית: 3 4 (s) ( ) a (P ) 6 6 P 3a P 3 שהתקבלו. ב. i נחשב את מספר המולים של a 3(P 4 ) (s) P4 3a 6 6 ( ) 1 : 6 : 6 : : 3 : 6 : 6 יחס מולים 60,000gr 310gr/mol 000mol 1,000mol 4000mol מסה (m) מסה מולרית (M W ) מספר מולים (n) התקבלו 4000 מול 4 P 3 בתגובה.

69 פרק ב - חישובים בכימיה 69 נחשב את נפח תמיסת שהוסיפו. (g) ( ) 3 1 : 1 : 1 : 1 1,000mol 1,000mol 6M 000liter יחס מולים מספר מולים (n) ריכוז () נפח התמיסה (V) נפח תמיסת 6M שנדרש הוא 000 ליטר. ג. נתונים ספציפיים הם נתונים המשתנים מניסוי לניסוי. במקרה זה הנתונים הספציפיים הם הכמויות של המגיבים: I, מסת הפוספט שנלקח, ו-,III מספר המולים של יוני הידרוניום שהגיבו. נתונים קבועים הם נתונים שאינם משתנים מניסוי לניסוי. במקרה זה הנתונים הקבועים הם,II יחסי המולים בין המגיבים, ו-,IV המסה המולרית של החומצה הזרחתית. שאלה 5 א. נחשב את כמות הזהב ב- 10 גרם תכשיט 14 קראט בעזרת ערך משולש. אם התכשיט היה עשוי מזהב 4 קראט, הוא היה מכיל זהב בלבד. m נחושת m זהב m תכשיט m gr נחושת בתכשיט 4 קראט 10 גרם זהב. בתכשיט 14 קראט x גרם זהב x 5.83gr 4 בעשרה גרמים תכשיט של 14 קראט יש 5.83 גרם זהב ו גרם נחושת.

70 70 פרק ב - חישובים בכימיה (s) 3 3 (g) (s) (g) u N N 5u 3 ב. התגובה היא תגובת חמצון-חיזור, מאחר שיש שינוי בדרגת החמצון של אטומי u ובדרגת החמצון של אטומי N. (אין מעבר של פרוטונים, ולכן זו אינה תגובת חומצה-בסיס.) ג. ב- 100 גרם סגסוגת 18 קראט יש 5 גרם (s). u נחשב כמה מול (s) u הגיבו וכמה מול גז חנקן התקבלו. (s) 3 חימום 3 (g) (s) (g) 5u N N 5u 3 5 : : : 1 : 5 : 3 5gr 63.5gr/mol 0.4mol 0.16mol 0.08mol יחס מולים מסה (m) מסה מולרית (M W ) מספר מולים (n). u (s) הגיבו 0.4 מול i התקבלו 0.08 מול גז חנקן.. N 3 נחשב מהו ריכוז החומצה i 3( ) ( ) 3 3 N N 1 : 1 : 1 : 1 יחס מולים 0.16mol 0.liter 0.8M 0.16mol מספר מולים (n) נפח התמיסה (V) ריכוז () ריכוז החומצה החנקתית הוא 0.8M.

71 פרק ב - חישובים בכימיה 71 u (s) ד. נחשב כמה גרם נוצרו בתגובה. (s) 3 חימום 3 (g) (s) (g) 5u N N 5u 3 5 : : : 1 : 5 : gr 79.5gr/mol 0.4mol 0.4mol יחס מולים מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n). בתגובה התקבלו 31.8 גרם (s) u שאלה 6 א. בתהליך החלדת הברזל חלים שינויים בדרגות החמצון של אטומי ברזל ואטומי חמצן, ולכן זהו 3e / תהליך חמצון-חיזור. 3 (s) (g) 3(s) e / 3 Fe Fe. הוא המחזר, כי דרגת החמצון של הברזל עלתה מ ל- Fe (s). הוא המחמצן, כי דרגת החמצון של החמצן ירדה מ- - 0 ל- (g) 1kg = 1000gr ב. i נחשב כמה מול חמצן דרושים להחלדת כל השרשרת ואת מסת החלודה שתתקבל. 3 (s) (g) 3(s) Fe Fe : 3 56,000gr 56gr/mol : 1 80,000gr 160gr/mol 1000mol 750mol 500mol יחס מולים מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) כדי שכל השרשרת תחליד נדרשים 750 מול חמצן. מסתהחלודה שתתקבל היא 80,000 גרם, שהם 80 ק"ג.

72 7 פרק ב - חישובים בכימיה kg ג. i השינוי במסת השרשרת: מהשרשרת הגיבו 560 גרם ברזל. Fe (s) 560gr 56gr/mol 10mol מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) 10 מול ברזל הגיבו והפכו לחלודה. קצב החלדה אחיד פירושו שבכל שנה ייגרעו מן השרשרת 560 גרם ברזל. כמות הברזל שאפשר לגרוע מן השרשרת בלי לפגוע בבטיחות: בשנה אחת ייגרעו מן השרשרת 560 גרם ברזל. ב- x שנים ייגרעו מן השרשרת 16,000 גרם ברזל kg 16, 000 x בעלי הספינה יוכלו להשתמש בשרשרת הברזל בצורה בטיחותית למשך 8.57 שנים. שרשרת ממסג טיטניום עמידה ואינה עוברת קורוזיה במי ים. עם זאת היא יקרה מאוד. מאחר שאפשר להחליף שרשרת ברזל - בביטחון - כל 8 שנים, אין טעם להשתמש בשרשרת טיטניום. במחיר שרשרת אחת עשויה מטיטניום אפשר לקנות 0 שרשראות ברזל. החלפת שרשרת הברזלבשרשרתטיטניוםאינה כדאית. המסה המינימלית המותרת מסה התחלתית של השרשרת i ד. ההחלדה היא תגובה של ברזל עם חמצן. בעומק הים כמות החמצן המומסת קטנה מאוד יחסית לכמות החמצן מעל פני הים. לכן שרשרת הברזל תחליד מהר יותר מעל פני הים מאשר בתוכו.

73 פרק ב - חישובים בכימיה 73 חימום (s) 3 (s) (g) (g) u(n ) u N 56.5gr 187.5gr/mol 0.3mol שאלה 7 א. הניסוח הלא מאוזן של התגובה: מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n). u(n 3) התפרקו 0.3 מול של (s). u לכן מכל u (s) וגם במול אחד של u(n (3 (s) ב. i במול אחד של מול של (3 u(n צריך להתקבל מול אחד של (s) יש מול אחד של יוני. u (s) u(n ) u 3 (s) (s) 1 : 1 0.3mol 0.3mol יחס מולים מספר מולים (n). התקבלו 0.3 מול (s) u N (g) במול אחד של חנקן. לכן מכל מול (3 u(n יש מול אטומי חנקן, ובמול אחד של (s) יש מול אטומי. N (g) צריכים להתקבל מול u(n 3) (s) u(n ) N 3 (s) (g) 1 : 0.3mol 0.6mol יחס מולים מספר מולים (n). התקבלו 0.6 מול (g) N ג. נמצא מהו היחס בין המולים של החומרים המעורבים בתגובה. יחס המולים שווה למקדמים של הניסוח המאוזן. u(n 3) (s) u(s) N(g) (g) 0.3mol 0.3mol 0.6mol 0.45mol 1 : 1 : : 3 מספר מולים (n) יחס המולים 3 3 (s) (s) (g) (g) u(n ) u N הניסוח המאוזן של התגובה:

74 74 פרק ב - חישובים בכימיה ד. בשני הניסויים, שנערכו באותו לחץ, נוצרה אותה כמות מולים של גז. כמות התוצר נקבעת על-ידי כמות המגיב שנלקחה לתגובה ויחס המולים בתגובה. בשני הניסויים כמות המגיב שנלקחה לתגובה זהה (56.5 גרם) והתגובה היא אותה תגובה. מספר המוליםשל התוצריםבשני הניסויים יהיה שווה. נפח הגז תלוי בלחץ, בטמפרטורה ובמספר המולים של הגז. הלחץ בכלי ומספר המולים בשני הניסויים נותרו קבועים, ורק הטמפרטורה השתנתה. ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, נפח הגז יהיה גדול יותר. הטמפרטורה בניסוי השני גבוהה מהטמפרטורה בה נערך הניסוי הראשון. i מולקולות חמצן. ה. i נוצרו מולקולות. ב- 1 מול (g) יש מולקולות. ב- n מול (g) יש n mol בתגובה נוצרו 3 מול. (g) 3 3 (s) (s) (g) (g) u(n ) u N 1 : 1 : : 3 4mol 3mol יחס המולים מספר מולים (n) נחשב את נפח (g) N שנוצר. VM.4liter / mol V VM n liter. נוצרו 89.6 ליטר (g) N

75 כימיה... זה בתוכנו פרק ג - חמצון-חיזור פרק ד - חומצות ובסיסים

76 - חמצון-חיזור 76 פרק ג - חמצון-חיזור ג פרק שאלות רבות בררה (s), Ag לבין מימן גפרי, (g), S שבאוויר. Ag(s) S(g) (g) Ag S(s) א. כלי כסף משחירים כתוצאה מתגובה בין הכסף, ניסוח התגובה: מהו המשפט הנכון? בתגובה זו אטומי הגפרית עוברים חמצון, ואטומי המימן עוברים חיזור. בתגובה זו אטומי הכסף עוברים חיזור, ואטומי המימן עוברים חמצון. בתגובה זו אטומי הכסף עוברים חמצון, ואטומי הגפרית עוברים חיזור. בתגובה זו אטומי הכסף עוברים חמצון, ואטומי המימן עוברים חיזור ב. איזה מהאטומים המסומנים בתרכובות הבאות עשוי להיות גם מחמצן וגם מחזר? S 4 A 3 Na N ג. לפניכם יונים ממוימים של ארבע מתכות המדורגים לפי כושרם היחסי לחמצן. 3 באיזה מהמקרים שלהלן עשויה להתרחש תגובה? u Pb Mg A טובלים פס עופרת, טובלים פס נחושת, (s), Pb בתמיסה המכילה יוני מגנזיום, (s), u בתמיסה המכילה יוני אלומיניום,. Mg. A u (s), Mg בכלי עשוי נחושת, 3. מאחסנים תמיסה המכילה יוני מגנזיום,. Pb (s), u בכלי עשוי עופרת, 4. מאחסנים תמיסה המכילה יוני נחושת,

77 פרק ג - חמצון-חיזור 77 ד. הכניסו גוש אלומיניום, (s), A לתמיסה מימית של נחושת כלורית,. u התרחשה תגובת חמצון-חיזור, ושקעו 9.5 גרם נחושת, (s). u כמה מול אלקטרונים עברו בתגובה? 0.15 מול 0.3 מול 3 מול אי-אפשר לקבוע, חסר נתון של מסת האלומיניום בתגובה ? Mn (s) ה. מהו התוצר שעשוי להתקבל בתהליך החמצון של Mn4 Mn Mn (s) Mn (s) ו. בטבלה שלפניכם רשומים ערכי אלקטרושליליות של שישה אטומים: N F אטום אלקטרושליליות., F נתונות שלוש תרכובות:, N 3 מהו המשפט הנכון? דרגת החמצון של אטומי בתרכובת היא F היא. דרגת החמצון של אטומי N ב-, N 3 של אטומי ב- F ושל אטומי ב-. דרגת החמצון של כלור,, בכל תרכובותיו היא דרגת החמצון של פחמן,, בכל תרכובותיו היא ברמה החיצונית , כי לאטומי הפחמן יש 4 אלקטרונים

78 78 פרק ג - חמצון-חיזור ז. איזה מבין התהליכים שלהלן הוא תהליך חמצון-חיזור? (s) Ag Ag 3 ( ) (g) ( ) ( ) 3 (s) 3 Ba(N ) Ba N 3 3 ( ) (g)

79 פרק ג - חמצון-חיזור 79 שאלות פתוחות שאלה 1 א. שיתוך (קורוזיה) של מתכת הוא תגובת חמצון-חיזור המתרחשת בשטח הפנים של מתכת או בתוכה. לפניכם תרכובות שהן תוצרים של שיתוך מתכות:. Fe3, Zn(), AgS i מהו סוג הקשר בין החלקיקים המרכיבים את התרכובות הנתונות? קבעו את דרגת החמצון של כל אחד מהאטומים בתרכובות הנתונות. פמוטים לנרות שבת שעשויים מכסף, (s), Ag נוטים להשחיר עם הזמן כתוצאה מהיווצרות כסף גפרי, S(s). Ag הימצאות גז מימן גפרי, (g), S בריכוזים נמוכים באוויר גורמת לתגובה זו. ב. i האם כסף עובר תהליך חיזור או תהליך חמצון בתגובה זו? נמקו את תשובתכם.. S (g), (g) S, (s)8 לפניכם שלושה חומרים: איזה מהחומרים מתאים להיות תוצר נוסף בתגובה שמתרחשת כאשר הכסף משחיר? נמקו את תשובתכם. רשמו ניסוח מאוזן לתגובה המתרחשת בעת השחרת הכסף,. Ag (s) i Fe (s), Ag (s) כדי לקבוע איזו מהמתכות (s), Zn היא המחזרת הטובה ביותר נערכו מספר ניסויים. בכל ניסוי הוכנסה לוחית מתכת לתמיסה מימית, שהכילה יונים של מתכת אחרת. בטבלה שלפניכם מרוכזות תוצאות הניסויים שנערכו. הסימן (+) מציין שהתרחשה תגובה, והסימן ( ) מציין שלא התרחשה תגובה. Fe 3 Zn Ag יוני המתכת מתכת Ag (s) Zn (s) Fe (s) i ג. דרגו את יוני המתכות לפי כושרם היחסי לחמצן מהגבוה לנמוך. נמקו את תשובתכם. איזו מהמתכות היא המחזרת הגרועה ביותר? נמקו את בחירתכם. 3. Fe Zn (s) ד. i רשמו ניסוח נטו לתגובה המתרחשת בין לבין יוני מהו המחמצן ומהו המחזר בתגובה זו? נמקו את קביעתכם.

80 80 פרק ג - חמצון-חיזור שאלה. F, K 4, Na 3, Na, Br נתונות חמש תרכובות המכילות אטומי כלור, : i א. מהי דרגת החמצון של אטום כלור בכל אחת מהתרכובות הנתונות? עבור כל אחת מהתרכובות, ציינו אם אטום הכלור עשוי להגיב כמחמצן בלבד, כמחזר בלבד או גם כמחמצן וגם כמחזר. נמקו את תשובתכם. הכלור, (g), משמש לחיטוי מי שתייה ומי בריכות ולהפקת ברום, ), Br( ממי ים המלח. את תכונות החיטוי של כלור מייחסים למולקולות שנוצרות בתגובה בין מולקולות הכלור לבין (g) ( ) מולקולות המים: מבין הקביעות 3-1 שלפניכם, בחרו את הקביעה הנכונה. נמקו את בחירתכם. בתגובה זו עוברים אטומי הכלור: (1) חמצון בלבד; () חיזור בלבד; (3) חמצון וחיזור. ב. (g)? נמקו את תשובתכם. ג. כמה מול אלקטרונים עוברים בתגובה של 1 מול ), Br( על-ידי הזרמת גז כלור, ד. בתעשייה מפיקים ברום, (g), לתוך תמיסה מימית המכילה יוני, Br שמקורה במי ים המלח. (g) ( ) Br Br i מהו המחמצן ומהו המחזר בתגובה זו? נמקו את תשובתכם. כאשר מזרימים אדי יוד, (g), I לתוך תמיסה מימית שמכילה יוני, Br לא מתקבל ברום, ). Br( דרגו את שלושת ההלוגנים, Br, ו- I לפי כושרם היחסי לחמצן. נמקו את קביעתכם.

81 פרק ג - חמצון-חיזור 81 שאלה 3 חומצה חנקתית, ), N3( משמשת חומר גלם חשוב בתעשייה הכימית. לדוגמה משתמשים בחומצה חנקתית להפקת אשלגן חנקתי, (s)3, KN שהוא דשן המספק לצמח את היסודות חנקן ואשלגן. בשלב הראשון לייצור חומצה חנקתית בתעשייה מתרחשת התגובה: N3(g) (g) N (g) ( ) i i א. רשמו את דרגות החמצון של אטום החנקן ושל אטום החמצן בחומרים המופיעים בניסוח התגובה. אזנו את התגובה בעזרת השינויים בדרגות החמצון. מהו המחמצן ומהו המחזר בתגובה זו? נמקו את תשובתכם. 3(g), N בתנאי חדר (g) ב. i מהו הנפח של הדרוש לתגובה עם 10. גרם אמוניה, mol) (V 5liter /? פרטו את חישוביכם. M כמה מול אלקטרונים עוברים בתגובה זו? נמקו את תשובתכם. ג. לפניכם ארבעה חלקיקים המכילים אטומי חנקן: 3 3, N. N, N, N התייחסו לאטומי החנקן וקבעו איזה/אילו מהחלקיקים עשוי/עשויים: i לחמצן בלבד? לחזר בלבד? i גם לחמצן וגם לחזר? נמקו את כל קביעותיכם. ד. נתונה התגובה: N N 3 3(g) (g) (g) היעזרו בטבלת אלקטרושליליות וקבעו אם התגובה הנתונה היא תגובת חמצון-חיזור. אם כן, ציינו את המחמצן ואת המחזר. אם לא, הסבירו מדוע.

82 8 פרק ג - חמצון-חיזור שאלה 4 המתכת כרום היא אחת ממרכיבי פלדת אל-חלד. הכרום מעניק לפלדה עמידות בפני שיתוך (קורוזיה) וגימור סופי מבריק. פלדת אל-חלד היא סגסוגת שמכילה ברזל, כרום, ניקל ומעט פחמן. פלדת אל-חלד אינה מחלידה, כי היא מתכסה בשכבה צפופה של תחמוצת הכרום, r3(s), אשר נצמדת בצורה הדוקה לפני השטח ומונעת מגע של הסגסוגת עם חמצן או עם מים.? r3(s) א. i מהי דרגת החמצון של כרום בתרכובת. (g) עם חמצן,, r (s) תחמוצת הכרום נוצרת בתגובה של כרום, האם בתגובה זו הכרום עובר חמצון או חיזור? נמקו את תשובתכם. ברזל הוא מתכת שעוברת שיתוך בשטח הפנים שלה וכתוצאה מכך מחלידה. הוספת כרום לסגסוגת עם ברזל מונעת החלדה. האם המתכת כרום מחזרת טובה יותר מברזל? נמקו את תשובתכם. i ממסים במים גרם (s)3 r לקבלת 600 מ"ל תמיסה.. r 3(s) ב. i נסחו את תהליך ההמסה במים של מהו הריכוז של כל אחד מהיונים בתמיסה זו? פרטו את חישוביכם. חילקו את התמיסה לשלושה כלים: II I, ו-.III 3, r בתמיסה ירד; וכתוצאה מכך ריכוז יוני הכרום,, Mg (s) 3 ; r ולא הובחן שינוי בריכוז יוני הכרום,, Ni (s) לכלי I הוסיפו פס מגנזיום, לכלי II הוסיפו מטבע ניקל, לכלי III הזרימו גז פלואור, (g). F התרחשה תגובה שבעקבותיה נוצר ריח חריף של גז כלור, (g), אך ג. לא הובחן שינוי בריכוז יוני הכרום, 3. r i הסבירו את התוצאות של שלושת הניסויים. דרגו את שלוש המתכות Mg (s), r (s) ו- (s) Ni לפי כושרן היחסי לחזר מהגבוה לנמוך. נמקו ד. את תשובתכם. I. רשמו ניסוח נטו לתגובה שהתרחשה בכלי i, בכלי I בתום התגובה? נמקו את תשובתכם. מהו ריכוז יוני הכלור, ה. רשמו ניסוח נטו לתגובה שהתרחשה בכלי.III

83 פרק ג - חמצון-חיזור 83 שאלה 5. Mg Fe u Pt Au לפניכם חלק מן השורה האלקטרוכימית של המתכות: (s) (s) (s) (s) (s) I נתונה הטבלה הבאה. בטור הימני ישנם ארבעה היגדים IV - I ובטור השמאלי מתכות או יוני מתכות הממוספרים מ- 1 עד 4. ניתן לשמור לוחית ברזל, היגד Au (s) (s), Fe בתמיסה המכילה יוני....1 חומרים u או., u יכולים למשוך אלקטרונים יוני נחושת, II Mg Fe או מהמתכת... Mg.3 כלי עשוי פלטינה, (s), Pt לא יגיב עם תמיסה המכילה יוני... III Mg (s) המתכת המחזרת הגרועה ביותר בשורה האלקטרוכימית 4. הנתונה היא... IV א. השלימו כל היגד בטור הימני עם החומר המתאים בטור השמאלי., 3 מבחינים בשחרור בועות של גז. כאשר טובלים לוחית (s) Fe בתמיסה המכילה יוני הידרוניום, כאשר טובלים לוחית (s) u באותה תמיסה, לא מבחינים בשינוי.. 3 לפניכם ניסוח התגובה המתרחשת בין (s) Fe ליוני (s) 3 (g) ( ) Fe Fe ב. i איזה משני היונים, Fe או היעזרו בתיאור המתרחש ברמה המיקרוסקופית. דרגו את יוני המתכות, 3 הוא מחמצן טוב יותר? נמקו את תשובתכם. 3 על-פי כושרם היחסי לחמצן. u ו- Fe ואת יוני ג. מתכת פלטינה, (s), Pt משמשת לחיבור עצמות שבורות. פלטינה היא מתכת שאינה מגיבה עם נוזלי הגוף וגם אינה נשחקת. לפניכם שלושה היגדים.i - i קבעו עבור כל היגד אם הוא נכון או לא נכון. נמקו כל קביעה. Pt (s) המתכת i אינה נוטה לוותר בקלות על אלקטרונים..( 3 המתכת למתכת Pt (s) Pt (s) עשויה להגיב עם נוזלי גוף חומציים (המכילים יוני קשיות גבוהה. i

84 84 פרק ג - חמצון-חיזור Au (s) היא מתכת רכה., Au (s) ד. זהב טהור, מחזר חלש מ- (s). Pt האם לדעתכם, כדאי להשתמש במסמרי זהב לחיבור עצמות שנשברו? הסבירו את תשובתכם. שאלה 6 קטונים הם תרכובות פחמן המכילות קבוצה פונקציונלית בוטאנון,, 33 הוא קטון המשמש כממס בתעשיית הצבעים. לפניכם חצי התגובה שבה מתקבל בוטאנון מהכוהל -בוטאנול., הקשורה לשני אטומי פחמן. 3 3( ) 3 3( ) בוטאנון -בוטאנול i א. מהי הקבוצה הפונקציונלית במולקולות של -בוטאנול? קבעו אם לתגובה בה מתקבל בוטאנון מ- -בוטאנול נדרש חומר מחמצן או חומר מחזר. נמקו את קביעתכם. ב. לאיזה משני החומרים, בוטאנון או -בוטאנול, טמפרטורת רתיחה גבוהה יותר? נמקו את תשובתכם. לפניכם ניסוח התגובה לקבלת בוטאנון מ- -בוטאנול. u u 3 3( ) (s) (s) 3 3( ) ( ) u (s) ג. i כמה גרם דרושים לתגובה מלאה עם 3.7 גרם -בוטאנול? פרטו את חישוביכם. כמה מול אלקטרונים עוברים בתגובה זו? נמקו את תשובתכם. ד. -בוטאנול עובר תגובה הנקראת אל-מיום. S 3 3( ) 3 3(g) ( ) 4( ) נוסחת התוצר 33(g) מתייחסת לשני איזומרים גאומטריים. רשמו נוסחת מבנה לשני האיזומרים. האם בתגובה זו, -בוטאנול עובר חמצון או חיזור? נמקו את תשובתכם. i

85 פרק ג - חמצון-חיזור 85 שאלה 7 נתונים ניסוחים של שלוש תגובות: II I, ו-.III (s) 3 ( ) (g) I Mg Mg II Mg Mg() (s) ( ) (s) (g) 3(s) 3 (g) ( ) III Mg Mg 3 i i א. עבור כל אחת מהתגובות III,II I, ציינו אם היא תגובת חמצון-חיזור, תגובת חומצה-בסיס או גם תגובת חמצון-חיזור וגם תגובת חומצה-בסיס. נמקו את קביעותיכם. קבעו מהו המחמצן ומהו המחזר בכל אחת מהתגובות שמתרחש בהן חמצון-חיזור. נמקו את קביעתכם. קבעו מהי החומצה ומהו הבסיס בכל אחת מהתגובות שמתרחש בהן תהליך חומצה-בסיס. נמקו את קביעתכם. נתונות נוסחאות של שתי חומצות: S 4 ו- S. S 4 ב. היא חומצה חזקה בעודש- S חומצה חלשה. i הכינו תמיסות מימיות שוות-ריכוז של שתי החומצות. לאיזו תמיסה יש p גבוה יותר: תמיסת 4 S או תמיסת? S נמקו את תשובתכם. באיזו משתי החומצות אטומי הגפרית יכולים להגיב רק כמחמצן, ובאיזו מהן רק כמחזר? נמקו את קביעתכם. ג. i בתנאים מתאימים אפשר להפוך כוהל ראשוני לחומצה קרבוקסילית. מהי הקבוצה הפונקציונלית המאפיינת כוהל, ומהי הקבוצה הפונקציונלית המאפיינת חומצה קרבוקסילית? בתגובה של כוהל בעל נוסחה מולקולרית להתקבל חומצה קרבוקסילית בעלת נוסחה מולקולרית איזו משתי החומצות עשויה להגיב בתגובה זו: 3 עם אחת מהחומצות הנתונות עשויה. S 4 או? S נמקו את תשובתכם.

86 86 פרק ג - חמצון-חיזור פתרונות לשאלות רבות בררה ז ו ה ד ג ב א א. 4. נרשום את דרגת החמצון של כל אחד מן האטומים בתגובה. Ag(s) S(g) (g) Ag S(s) עלה בדרגת החמצון - ירד בדרגת החמצון. +1 אטומי כסף, (s), Ag עוברים חמצון, כי דרגת החמצון שלהם עולה מ- 0 ל-. אטומי המימן ב-( g ) S עוברים חיזור, כי דרגת החמצון שלהם יורדת מ ל- תשובות שגויות 3. 1, דרגת החמצון של אטומי הגפרית לא השתנתה, לכן אטומי הגפרית לא עוברים חמצון או חיזור. 3 ב. 3. נרשום את דרגת החמצון של כל אחד מהאטומים. N 3 Na A S דרגת החמצון המקסימלית של אטומי היא. -1 דרגת החמצון המינימלית של אטומי היא. +1 דרגת החמצון של אטומי ב- Na היא אטומי הכלור ב- Na עשויים לחמצן ולחזר, כי דרגת החמצון שלהם עשויה לרדת ולעלות. תשובות שגויות 1. אטומי הגפרית ב- 4 S עשויים לחמצן בלבד, כי דרגת החמצון שלהם מקסימלית. אטומי אלומיניום ב- A עשויים לחמצן בלבד, כי דרגת החמצון שלהם מקסימלית. 3. אטומי החנקן ב- N 3 עשויים לחזר בלבד, כי דרגת החמצון שלהם מינימלית..4

87 פרק ג - חמצון-חיזור 87 u ימשכו. Pb יוני, u הם מחמצן חזק מיוני עופרת, ג. 4. יוני נחושת, אלקטרונים מן המתכת עופרת, (s), Pb ויעברו חיזור. תתרחש התגובה: (s) (s) Pb u Pb u תשובות שגויות Mg הם מחמצן חלש מיוני יוני, Pb ולכן הם לא ימשכו אלקטרונים מהעופרת,.1 (s). Pb לא תתרחש תגובה. A 3 יוני הם מחמצן חלש מיוני, u ולכן הם לא ימשכו אלקטרונים מהנחושת,. (s). u לא תתרחש תגובה. Mg הם מחמצן חלש מיוני יוני, u ולכן הם לא ימשכו אלקטרונים מהנחושת,.3 Mg ניתן לאחסן תמיסה המכילה יוני. u (s) בכלי עשוי נחושת, כי לא תתרחש תגובה. (s), u נוצרו בתגובה. ד.. נרשום את התגובה שהתרחשה ונחשב כמה מול נחושת, 3 (s) (s) 3u A A 3u 3 : : : 3 9.5gr 63.5gr/mol 0.15mol יחס מולים מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) (s) u e u נחשב כמה מול אלקטרונים עברו בתגובה. 1 : : 1 0.3mol 0.15mol יחס מולים מספר מולים (n) 0.3 מול אלקטרונים עברו בתגובה.

88 88 פרק ג - חמצון-חיזור ה. 1. בתהליך חמצון יש עלייה בדרגת החמצון של אטומי היסוד. נבדוק את השינוי בדרגת החמצון של.Mn Mn Mn עלייה בדרגת החמצון +4. Mn4 התוצר שעשוי להתקבל בתהליך החמצון של (s) Mn הוא תשובות שגויות.4,3, בכל אחד מהתהליכים האחרים דרגת החמצון של אטומי Mn יורדת, ולכן אלו תהליכי חיזור. Mn Mn Mn Mn +4-0 Mn ירידה בדרגת החמצון Mn ירידה בדרגת החמצון ירידה בדרגת החמצון ו.. נרשום נוסחאות ייצוג אלקטרונים למולקולות הנתונות ונסמן בהן את המטען החלקי שעל כל אטום. קביעת דרגות חמצון נוסחת ייצוג לאטום N ולאטום אלקטרושליליות שווה, ולכן דרגת החמצון של שניהם. 0 N לאטום אלקטרושליליות נמוכה משל אטום F, אך גבוהה משל אטום, ולכן המטען החלקי שלו בקשר עם אטום F הוא החלקי שלו בקשר עם אטום והמטען. הוא המטען החלקי על אטום החמצן הוא אפס, ולכן דרגת החמצון של אטום החמצן בתרכובת זו היא. אטום אלקטרושלילי יותר מאטום, אך אלקטרושלילי פחות מאטום. בכל קשר עם אטום הפחמן, ולכן דרגת החמצון שלו היא יש מטען חלקי חיובי לאטום, ובכל קשר עם אטום יש מטען חלקי שלילי לאטום הפחמן ולכן דרגת החמצון שלו היא שני קשרים. יש המטען החלקי על אטום. ושני קשרים הוא אפס, ולכן דרגת החמצון של אטום היא F

89 פרק ג - חמצון-חיזור 89 תשובות שגויות 4. 3, 1, דרגת החמצון של אטום במולקולות של חומרים שונים אינה קבועה. היא משתנה בהתאם לאלקטרושליליות של האטומים הקשורים אליו. (s) Ag Ag ז.. בתגובת חמצון-חיזור חלים שינויים בדרגות החמצון של אטומים. נבדוק את דרגות החמצון בכל אחת מן התגובות..1 אין שינוי בדרגות החמצון (תגובת שיקוע). 3 ( ) (g) ( ) ( ) יש שינויים בדרגות החמצון של אטומי חמצן ושל אטומי פחמן. 3 (s) 3 Ba(N ) Ba N אין שינוי בדרגות החמצון (תגובת המסה במים). 3 3 ( ) (g) אין שינוי בדרגות החמצון (תגובת חומצה-בסיס). רק בתגובה יש שינויים בדרגות החמצון של אטומים, לכן רק תגובה היא תגובת חמצון-חיזור.

90 90 פרק ג - חמצון-חיזור פתרונות לשאלות פתוחות שאלה 1 א. i כל תוצרי השיתוך של מתכות הם חומרים יוניים. הקשר בין החלקיקים בחומרים הנתונים יוני. קשר זה מבוסס על כוחות משיכה חשמליים הפועלים בין יונים חיוביים לבין יונים שליליים במבנה ענק. Ag Ag S Fe Zn() Ag S +1 - ב. i, כלומר +1 כסף, (s), Ag עובר חמצון, כי דרגת החמצון של אטומי הכסף עולה מ- 0 ל- אטומי הכסף "ויתרו" על אלקטרונים. תוצר החיזור תוצר החמצון מחמצן מחזר Ag S Ag S? (s) (g) (s) החומר המתאים להיות תוצר נוסף בתגובה זו הוא (g). Ag (s) בתגובה זו (s) Ag עובר חמצון. לכן הוא מחזרו- S חייב להיות המחמצן. דרגת החמצון של אטומי גפריתב- S היא מינימלית, -, ולכן הם לא יכולים למשוך אלקטרונים (לעבור חיזור). לפיכך אטומי מימן יעברו חיזור. התוצר האפשרי צריך להכיל אטומי מימן בעלי דרגת חמצון נמוכה מ-. דרגת החמצון של אטומי מימן ב- שווה ל- בתהליך, מ- ל- הוא התוצר המתאים.. אטומי המימן במולקולות. דרגת החמצון של אטומי המימן יורדת S הם המחמצן בתגובה זו, ולכן (g) S 8 אינו מתאים להיות תוצר חיזור, משום שדרגת החמצון של אטומי הגפרית בו היא 0, כלומר גבוהה משל אטומי S ב- (g). S S אינו מתאים להיות תוצר חיזור, כי דרגת החמצון של אטומי המימן לא משתנה, ודרגת +1-1 החמצון של גפרית היא (גבוהה מ-.( - -1 Ag(s) S(g) Ag S(s) (g) i התגובה להשחרת הכסף:

91 פרק ג - חמצון-חיזור 91 ג. i המגיבים תוצאת הניסוי מסקנה: כושר יחסי לחמצן Ag Fe 3 Fe 3 Ag (s) Fe 3 Zn + Fe 3 Zn (s). 3 דירוג יוני המתכות על-פי כושרם היחסי לחמצן: Ag Fe Zn Ag (s) בניסוי זה המתכת (s) Ag אינה מגיבה. המתכת היא המחזר הגרוע ביותר מבין שלוש 3 (s) (s) Zn Fe Fe 3Zn ד. המתכות הנתונות, ולכן נוטה פחות להגיב עם חומרים בסביבתה. i. + מחזר, כי דרגת החמצון של אטומי Zn עולה מ- 0 ל- Zn (s). 0 יוני 3 Fe הם המחמצן, כי דרגת החמצון שלהם יורדת מ- 3+ ל- שאלה K 4, Na 3 ו- F אפשר לקבוע את דרגת החמצון של אטום K4 Na3 Na F +1? - +1? ?? , Na א. i בתרכובות הכלור בעזרת חישוב. בתרכובת Br אפשר לקבוע את דרגת החמצון על-פי מטען חלקי יחסי. מטען חלקי יחסי נקבע על-פי ערכי אלקטרושליליות. ו- Br נמצאים באותו טור במערכה המחזורית. ככל שיורדים בטור במערכה Br Br היסודות המחזורית, האלקטרושליליות קטנה. נוסחת ייצוג האלקטרונים של התרכובת בתרכובת לאטום היא: אלקטרושליליות גבוהה יותר, לכן יש עליו מטען חלקי שלילי, Br ולאטום Br אלקטרושליליות נמוכה יותר, לכן יש עליו מטען חלקי חיובי. כל אחד משני האטומים במולקולה Br החמצון על האטומים במולקולה יהיו: משתף אלקטרון אחד בקשר הקוולנטי. לפיכך דרגות Br -1 +1

92 9 פרק ג - חמצון-חיזור נבדוק את תחום דרגות החמצון של אטומי כלור. לאטום כלור דרגת חמצון מקסימלית לאטום כלור דרגת חמצון מינימלית לאלקטרונים הלא-מזווגים (להשלמת האוקטט)., על-פי מספר אלקטרוני הערכיות (מספר הטור)., על-פי מספר האלקטרונים שיכולים להצטרף אטום בדרגת חמצון מינימלית יכול לעבור חמצון בלבד ולהגיב כמחזר בלבד. אטום בדרגת חמצון מקסימלית יכול לעבור חיזור בלבד ולהגיב כמחמצן בלבד. דרגת החמצון של אטום הכלור ב- +7 היא K , כלומר דרגת חמצון מקסימלית. K 4 יגיב כמחמצן בלבד. דרגת החמצון של אטום הכלור ב- Br היא Br יגיב כמחזר בלבד., כלומר דרגת חמצון מינימלית. ביתר התרכובות אטומי כלור יכולים להגיב גם כמחמצן וגם כמחזר, כי דרגת החמצון של הכלור בהם היא בין 1- ל ב. נבדוק מהו השינוי בדרגות החמצון של אטומי הכלור בתגובה. 1e 1e (g) ( ) דרגת החמצון של אטומי כלור בלבד משתנה (גם עולה וגם יורדת), לכן אטומי הכלור מגיבים גם כמחזר וגם כמחמצן (חמצון-חיזור עצמי). הקביעה הנכונה היא קביעה 3. אטומי הכלור בתגובה זו עוברים חמצון וחיזור. 1e (g) ג. בתגובה זו משמש כמחזר וכמחמצן. 1 (g) (g) 0-1 1e בתגובה של 1 מול (g) עוברים 1 מול אלקטרונים.

93 פרק ג - חמצון-חיזור 93 ד. i נרשום דרגות חמצון לכל החלקיקים המשתתפים בתגובה. (g) ( ) Br Br Br בתגובה הנתונה דרגת החמצון של (g) יורדת, ודרגת החמצון של עולה. מגיב כמחמצן. Br מגיב כמחזר. (g), Br ובתגובה השנייה מולקולות בתגובה הנתונה מולקולות משכו אלקטרונים מיוני. Br לא הצליחו למשוך אלקטרונים מיוני I Br כושרו של ההלוגן למשוך אלקטרונים גדול מכושרו של ההלוגן למשוך אלקטרונים. Br כושרו של ההלוגן I למשוך אלקטרונים קטן מכושרו של ההלוגן למשוך אלקטרונים.. Br I דירוג ההלוגנים לפי כושרם היחסי לחמצן: שאלה 3 א. i נרשום דרגת חמצון לכל אחד מן האטומים. N3(g) (g) N (g) ( ) e - N N 3(g) (g) (g) ( ) כדי לאזן את ניסוח התגובה נרשום את השינויים בדרגות החמצון של אטומי N ו-. נאזן באופן כזה שהשינוי במטען החשמלי בחצי תגובת החמצון יהיה שווה לשינוי במטען החשמלי 5e / 4 e / N N 3(g) (g) (g) ( ) e / 5 בחצי תגובת החיזור. 4N3(g) 5(g) 4N (g) 6 ( ) הניסוח המאוזן של התגובה:. אטומי חנקן ב- N 3(g) הם המחזר, כי דרגת החמצון שלהם עולה מ ל- i. אטומי החמצן ב- (g) הם המחמצן, כי דרגת החמצון שלהם יורדת מ- - 0 ל-

94 94 פרק ג - חמצון-חיזור ב. i N3(g).5(g) N (g) 3 ( ) :.5 : : 3 10.gr 17gr/mol 0.6mol 0.75mol V VM n liter N 5e N (g) יחס מולים מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) לתגובה דרושים ליטר N N5e : 1 : 5 0.6mol 3mol יחס מולים מספר מולים (n) בתגובה עברו 3 מול אלקטרונים. ג. נבדוק את תחום דרגות החמצון של אטומי חנקן. לאטום חנקן דרגת חמצון מקסימלית לאטום חנקן דרגת חמצון מינימלית, על-פי מספר אלקטרוני הערכיות (מספר הטור)., על-פי מספר האלקטרונים שיכולים להצטרף לאלקטרונים +5-3 N 0, הלא-מזווגים (להשלמת האוקטט). אטום בדרגת חמצון מינימלית יכול להגיב רק כמחזר (דרגת החמצון שלו עולה). אטום בדרגת חמצון מקסימלית יכול להגיב רק כמחמצן (דרגת החמצון שלו יורדת). נבדוק את דרגת החמצון של אטומי החנקן בחלקיקים הנתונים: N 3, N , N +4 - אטומי החנקן ביונים N3 יכולים להגיב רק כמחמצן, כי הם בדרגת חמצון מקסימלית. אטומי החנקן בתרכובת N 3 יכולים להגיב רק כמחזר, כי הם בדרגת חמצון מינימלית. אטומי החנקן בתרכובת N וביסוד N עשויים להגיב כמחמצן וכמחזר, כי אינם בדרגת חמצון מקסימלית או בדרגת חמצון מינימלית. i i

95 פרק ג - חמצון-חיזור 95 ד. לאטום N ולאטום אלקטרושליליות 3.0. N N 3 3(g) (g) (g) נרשום דרגת חמצון לכל אחד מן האטומים בתגובה: התגובה אינה תגובת חמצון-חיזור, כי אין שינוי בדרגות החמצון במהלך התגובה. הקשרים בין N לבין אינם קוטביים, ודרגת החמצון של האטומים בחומרים המשתתפים בתגובה היא. 0 שאלה 4. בתרכובת r3 r א. i נחשב את דרגת החמצון של r 3 x - x 6 0 x 3 r דרגת החמצון של כרום בתרכובת r3 היא 3 (s) (g) 3(s) e r r הכרום עבר חמצון, כי אטומי כרום במתכת עלו בדרגת החמצון והפכו ליונים. המתכת כרום מחזרת יותר טובה מהמתכת ברזל, מוסרת אלקטרונים ועוברת חמצון. בסגסוגת פלדת אל-חלד המתכת כרום עוברת חמצון ולא המתכת ברזל. נוצרת תחמוצת כרום,, r3(s) שמכסה בשכבה צפופה את הפלדה, נצמדת בצורה הדוקה לפני השטח ומונעת מגע של הסגסוגת עם חמצן או עם מים. i מחזר טוב יותר מ-. Fe (s) r (s)

96 ל. 96 פרק ג - חמצון-חיזור ( ) 3 3(s) r r 3 i ב. נחשב את ריכוז יוני הכרום ואת ריכוז יוני הכלור בתמיסה. ( ) 3 3(s) r r 3 1 : 1 : gr gr/mol 0.mol 0.mol 0.6mol 0.6liter 0.6liter 0.33M 1M יחס מולים מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) נפח התמיסה (V) ריכוז () ריכוז יוני הכרום בתמיסה 0.33M, ריכוז יוני הכלור בתמיסה 1M. Mg (s). Mg (s) 3 3 r ירד, כי יוני r הגיבו עם ג. i בכלי I ריכוז יוני מחזר טוב יותר מ- (s). r r (s) לכן. Ni (s) 3, r מפני שלא התרחשה תגובה עם בכלי II לא היה שינוי בריכוז יוני מחזר טוב יותר מ- (s). Ni 3, אך לא עם יוני, r לכן ריכוזם לא השתנה. בכלי III גז (g) F הגיב עם יוני - (s) r כושר ל- (s) Mg כושר חיזור גבוה יותר מל- (s) r על-פי התגובה שהתרחשה בכלי I חיזור גבוה יותר מל- (s), Ni כי נתון שלא התרחשה תגובה בכלי.II. Mg r Ni לכן (s) (s) (s) 3 (s) (s) r 3Mg r 3Mg ד. i התגובה שהתרחשה בכלי I: בכלי I יוני הם יונים משקיפים. מספר המולים של יוני לא השתנה. נפח התמיסה לא השתנה, כי הוסיפו Mg מוצק. ריכוז יוני הכלור נותר זהה לזה שהיה לפני התגובה. [ ] 1M (g) (g) F F ה.

97 פרק ג - חמצון-חיזור 97 שאלה 5 א. I השורה האלקטרוכימית מדרגת את המתכות על-פי כושרן היחסי לוותר על אלקטרונים. ניתן לשמור לוחית ברזל, היגד (s), Fe בתמיסה המכילה יוני....3 תשובה מתאימה Mg II יוני נחושת, מהמתכת... כלי עשוי פלטינה, יוני... Mg (s).4, u יכולים למשוך אלקטרונים III (s), Pt לא יגיב עם תמיסה המכילה Mg u או Fe או. IV המתכת המחזרת הגרועה ביותר בשורה האלקטרוכימית הנתונה היא... Au (s).1 ב. i נרשום דרגות חמצון לכל החלקיקים בתהליך. (s) 3 (g) ( ) e / Fe Fe על-פי הניסוח בתהליך זה: אטומי המימן שביוני ההידרוניום מחמצנים, כי דרגת החמצון שלהם ירדה; אטומי הברזל שבמתכת מחזרים, כי דרגת החמצון שלהם עלתה. לוחית ברזל, (s), Fe בנויה מיונים חיוביים של Fe שביניהם נעים אלקטרונים חופשיים, הנמשכים במשיכה חשמלית אל יוני הברזל ויוצרים את הקשרים המתכתיים בברזל. כך נוצר מבנה ענק של המתכת ברזל. התמיסה מכילה יוני 3 הנעים באופן חופשי בתמיסה. בשטח המגע בין יוני e 3 לבין המתכת ברזל נוצרת משיכה חשמלית בין יוני 3 לבין אלקטרוני המתכת. בין יוני 3 יוני הברזל, בתמיסה לבין יוני Fe בסריג ישנה "תחרות" על האלקטרונים. כוח המשיכה של, Fe בתוך המתכת כלפי האלקטרונים חלש מכוח המשיכה של יוני כלפי האלקטרונים. לפיכך יוני ומתרחשת תגובה. יוני 3 Fe שבמתכת אינם מצליחים לשמור על האלקטרונים. Fe מחמצנים חזקים יותר מיוני 3 3 u Fe דירוג היונים על-פי כושרם היחסי לחמצן:

98 98 פרק ג - חמצון-חיזור Pt (s) ג. i ההיגד נכון. המתכת היא מחזרת חלשה על-פי מקומה בשורה האלקטרוכימית. מחזרת חלשה אינה נוטה לוותר בקלות על האלקטרונים שלה. ההיגד לא נכון. המתכת Pt (s) היא מחזרת חלשה מהמתכת (s). u נוזלי גוף חומציים מכילים u (s). 3 יוני לא מגיבה עם יוני 3 על-פי ההקדמה לסעיף ב', לכן גם Pt (s). 3 לא תגיב עם יוני ההיגד נכון. המתכת (s) Pt אינה נשחקת ולכן יכולה לשמש ליצירת מסמרים לקיבוע שברים. i לפיכך זו מתכת בעלת קשיות גבוהה. ד. לקיבוע שברים יש צורך בחומר שאינו מגיב עם נוזלי הגוף וגם שומר על צורתו. זהב הוא מתכת שאינה מגיבה עם נוזלי הגוף, אך היא רכה מאוד ולכן מסמר הזהב עשוי לשנות את צורתו בהפעלת לחץ. לפיכך הוא אינו מתאים לקיבוע שברים. שאלה 6 א. i -בוטאנול הוא כוהל. הקבוצה הפונקציונלית במולקולות -בוטאנול היא קבוצת הידרוקסיל. כדי לבדוק אם בוטאנול עבר חמצון או חיזור, יש לקבוע דרגות חמצון בעזרת מטען חלקי. בשלב ראשון נקבע מטען חלקי למולקולות המגיבים והתוצרים באזור של הקבוצה הפונקציונלית, שם עשוי להתרחש השינוי. בשלב שני נרשום דרגת חמצון מתאימה לאטומי הפחמן הקשורים לקבוצה הפונקציונלית. 0 + e -בוטאנול עלה בדרגת החמצון ולכן עבר חמצון. בתהליך נדרש חומר מחמצן.

99 פרק ג - חמצון-חיזור 99 ב. טמפרטורת רתיחה היא ביטוי לחוזק הכוחות הבין-מולקולריים. ככל שהכוחות הבין-מולקולריים חזקים יותר, טמפרטורת הרתיחה גבוהה יותר. למולקולות בוטאנון ולמולקולות -בוטאנול גודל דומה של ענן אלקטרונים, לכן אינטראקציות ון-דר- ולס יהיו דומות בחוזקן. בין מולקולות בוטאנון קיימות אינטראקציות ון-דר-ולס בלבד. בין מולקולות בוטאנול יש אינטראקציות ון-דר-ולס וקשרי מימן. קשרי מימן בין מולקולות נוצרים כאשר מתקיימים שני תנאים: במולקולה אחת יש אטום מימן הקשור בקשר קוולנטי לאטום אלקטרושלילי מאוד ולכן אטום המימן "חשוף" מאלקטרונים; במולקולה השנייה יש אטום בעל אלקטרושליליות גבוהה, ולו זוג או זוגות אלקטרונים לא-קושרים;.1. קשרי מימן מאופיינים בכיווניות. הסידור המועדף - שלושת האטומים המשתתפים בקשר המימני נמצאים על קו ישר, מה שתורם ליצירת קשרי מימן חזקים. ב- -בוטאנול מתקיימים התנאים 1 ו-. במולקולה יש אטום מימן "חשוף" מאלקטרונים ואטום חמצן אלקטרושלילי מאוד בעל זוגות אלקטרונים לא-קושרים, לכן אטום מימן "חשוף" מאלקטרונים במולקולה אחת יימשך לזוג אלקטרונים על אטום חמצן במולקולה שכנה וייווצרו ביניהם קשרי מימן. לפיכך הקשרים בין מולקולות בוטאנול חזקים מן הקשרים בין מולקולות בוטאנון. המסקנה: טמפרטורת הרתיחה של -בוטאנול תהיה גבוהה מזו של בוטאנון. u (s) ג. נחשב כמה גרם דרושים לתגובה עם -בוטאנול. 33( ) u(s) u (s) 33( ) ( ) 1 : 1 : 1 : 1 : 1 3.7gr 3.975gr 74gr/mol 79.5gr/mol 0.05mol 0.05mol יחס מולים מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n). u (s) לתגובה מלאה דרושים גרם i

100 100 פרק ג - חמצון-חיזור. u (s) נחשב כמה מול אלקטרונים עברו בתגובה באמצעות תגובת החיזור של u e u + (s) 0 (s) 1 : : mol 0.1mol יחס מולים מספר מולים (n) ד. בתגובה עברו 0.1 מול אלקטרונים. i נוסחת מבנה לשני האיזומרים: טרנס ציס כדי לבדוק אם בוטאנול עבר חמצון או חיזור, יש לקבוע דרגות חמצון בעזרת מטען חלקי. בשלב ראשון נקבע מטען חלקי למולקולות המגיבים והתוצרים באזור של הקבוצה הפונקציונלית, שם עשוי להתרחש השינוי. S 4( ) בשלב שני נרשום דרגת חמצון מתאימה לאטומי הפחמן הקשורים לקבוצה הפונקציונלית. 1e 1e בתגובת אל-מיום אטום פחמן אחד של -בוטאנול עלה בדרגת החמצון ואטום פחמן שני של -בוטאנול ירד בדרגת החמצון. בתגובת אל-מיום -בוטאנול עובר גם חמצון וגם חיזור ( ) ( )

101 פרק ג - חמצון-חיזור 101 שאלה 7 (s) 3 ( ) (g) I Mg Mg א. i תגובה I היא תגובת חמצון-חיזור, כי יש שינוי בדרגות החמצון של אטומי Mg ושל אטומי. II Mg Mg() תגובה I אינה תגובת חומצה-בסיס, כי איןמעבר של פרוטונים. (s) ( ) (s) (g) תגובה II היא גם תגובת חמצון-חיזור וגם תגובת חומצה-בסיס. התגובה היא תגובת חמצון-חיזור, כי יש עלייה וירידה בדרגות החמצון של אטומי המימן. ) ( ליוני (. Mg, ממולקולות אשר נקשרים ליוני התגובה היא תגובת חומצה-בסיס, כי יש מעבר פרוטונים, (s). Mg (ממולקולות המים נוצרים יוני 3(s) 3 (g) ( ) III Mg Mg 3, Mg 3(s) תגובה III היא תגובת חומצה-בסיס, כי יש מעבר פרוטונים,, מיוני הידרוניום, 3 ב- ליוני שב-. Mg 3 (אין שינוי בדרגות החמצון של האטומים.) תגובה III אינה תגובת חמצון-חיזור, כי אין שינוי בדרגות החמצון של האטומים. Mg (s). Mg מחזר. ( ). מחמצן. בתרכובת בתגובה I: יש עלייה בדרגת החמצון של אטומי המגנזיום. (s) Mg מחזר. 3 מחמצן. יש ירידה בדרגת החמצון של אטומי המימן. בתגובה :II ב- (s). Mg 3 יש עלייה בדרגת החמצון של אטומי המימן בתרכובת יש ירידה בדרגת החמצון של אטומי המימן בתרכובת ( ) Mg (s) בתגובה II בסיס, הפרוטונים עוברים ממולקולות חומצה. ) ( ליוני 3 חומצה. בתגובה Mg 3(s) III בסיס, הפרוטונים עוברים מיוני הידרוניום,, ליוני 3 i

102 10 פרק ג - חמצון-חיזור i i ב. S 4 חומצה חזקה. ריכוז יוני נמוך. S חומצה חלשה. ריכוז יוני לתמיסה מימית של 3 בתמיסתה גבוה, לכן ה- p של התמיסה יהיה 3 בתמיסתה נמוך, לכן ה- p גבוה. S יש p יותר גבוה. S S 4 נבדוק את תחום דרגות החמצון של אטומי גפרית. לגפרית דרגת חמצון מקסימלית לגפרית דרגת חמצון מינימלית הלא-מזווגים (להשלמת האוקטט)., על-פי מספר אלקטרוני הערכיות (מספר הטור)., על-פי מספר האלקטרונים שיכולים להצטרף לאלקטרונים לאטומי הגפרית ב- 4 S להגיב כמחמצן בלבד. יש דרגת חמצון מקסימלית. אטומי הגפרית ב- 4 S יכולים לאטומי הגפריתב- S יש דרגת חמצון מינימלית. אטומי הגפריתב- S יכולים להגיב כמחזר בלבד. לכהלים - קבוצה פונקציונלית (הידרוקסיל). לחומצה קרבוקסילית - קבוצה פונקציונלית (קרבוקסיל). ג. נבדוק את השינוי בדרגות החמצון של האטומים בחצי התגובה דרגת החמצון של אטומי הפחמן עלתה. הכוהל עבר חמצון. לתגובה דרוש חומר מחמצן. S 4 יכולה לתפקד כמחמצןו- S יכולה לתפקד כמחזר S 4 עשויה להגיב בתגובה זו (בפועל מתרחשת בין הכוהל ל- 4 S תגובה אחרת.) 4e -

103 פרק ד - חומצות ובסיסים 103 ד פרק - חומצות ובסיסים שאלות רבות בררה.0.M בריכוז S 4 א. לרשותכם 100 מ"ל תמיסת איזו מהפעולות שלפניכם לא תשנה את ה- p של התמיסה?.1 הוספת 100 מ"ל תמיסת 3 N בריכוז.0.M. הוספת 100 מ"ל תמיסת 3 N בריכוז.0.4M 3. הוספת 100 מ"ל מים..4 הוספת 100 מ"ל תמיסת Ba() בריכוז.0.M ב. נתונים ארבעה חומרים: 3 ( ) 3 ( ) S 4( ) KBr (s) IV III II I המסו במים כל חומר בנפרד, ומדדו את ה- p של כל אחת מהתמיסות. לאילו מהתמיסות? p 7.IV ו- III,II.4.IV ו- III.3.III ו- II..II ו- I.1 S 4 עם 100 מ"ל תמיסת 0.5M בריכוז Ba() ג. ערבבו 100 מ"ל תמיסת בריכוז 3 4 4(s) ( ) Ba S BaS M. התרחשה התגובה מהו המשפט שאינו נכון? התרחשו תגובת שיקוע ותגובת חומצה-בסיס. ה- p של הנוזל שמעל המשקע היה שווה ל- 7. בתום התגובה הנוזל שמעל המשקע מוליך זרם חשמלי בנוזל שמעל המשקע היה עודף יוני

104 104 פרק ד - חומצות ובסיסים 4 ( ) 3 4 S S ד. נתונה התגובה: מהו המשפט הנכון? בתגובה זו יוני S4 מגיבים כבסיס משום שהם בעלי מטען שלילי..1. בתגובה זו, המים ) ( מגיבים כחומצה. בתום התגובה ה- p של התמיסה גדול מ- 7. בהמסת (s)4 NaS במים מתקבלת תמיסה חומצית..3.4 ה. חומצת לימון משמשת כחומר טעם בבישול ובאפייה. לסתירה מלאה של 0.0 מול של חומצת לימון נדרשו 300 מיליליטר של תמיסת Na בריכוז 0.M. כמה מול (s) Na דרושים לסתירה מלאה של 1 מול חומצת לימון? 3 מול מול.4 1 מול מול..1 3N(g), הוא בסיס חלש.. 3N(g) ו. מתילאמין, המסו במים מהו הניסוח המתאים ביותר עבור התגובה של 3N(g) עם המים? N N 3 (g) ( ) (g) ( ) 3 3 N N N N 3 (g) ( ) 3 3 N N 3 (g) ( ) ז. ה- p של מים מינרליים מסוג מסוים שווה ל מהו היון שגורם ל- p זה? 3.4 a.3. Na.1

105 פרק ד - חומצות ובסיסים 105 שאלות פתוחות.IV - I במים. חילקו את התמיסה לארבעה כלים (g) שאלה 1 הכינו 1 ליטר תמיסה על-ידי המסת 0.08 מול לכל כלי הכניסו 50 מ"ל מהתמיסה.. (g) א. לכלי I הוסיפו האם ה- p של התמיסה ירד, עלה או לא השתנה? נמקו את תשובתכם. Ba() ב. לכלי II הוסיפו 40 מ"ל תמיסת בריכוז 0.5M. התרחשה תגובה. נסחו את התגובה שהתרחשה בכלי.II האם בתום התגובה ה- p של התמיסה היה גדול מ- 7, קטן מ- 7 או שווה ל- 7? נמקו את תשובתכם. i ג. בסיום התגובה חיממו את כלי II עד שהמים התאדו. מהו החומר שנותר בכלי? נמקו את תשובתכם. ד. לכלי III הוסיפו 100 מ"ל מים. האם ה- p של התמיסה עלה, ירד או לא השתנה? נמקו את תשובתכם. ה. לכלי IV הוסיפו 0.17 גרם 3(g). N נסחו את התגובה שהתרחשה בכלי. האם ה- p בתום התגובה גדול מ- 7, קטן מ- 7 או שווה ל- 7? פרטו את חישוביכם. i

106 106 פרק ד - חומצות ובסיסים שאלה בטבלה שלפניכם מוצגים נתונים של שישה חומרים המסומנים באופן שרירותי באותיות F. - A החומר מצב צבירה בטמפ' החדר תמיסת תגובה עם Br מוליכות במצב מוצק נוזל גז מגיב A מוצק מגיב תוך שחרור גז B מוצק מגיב מוצק מגיב תוך שחרור גז D גז אינו מגיב E נוזל אינו מגיב F א. התאימו לכל אחת מהאותיות שבטבלה חומר אחד מרשימת החומרים שלהלן:. K 3, N 3, 3,, K, Mg. Br ב. רשמו ניסוחים לתגובות של כל אחד מהחומרים B A, ו- עם תמיסת ג. 3 היא חומצה חלשה, ואילו i הכינו תמיסות שוות-ריכוז של שתי החומצות. היא חומצה חזקה. הציעו בדיקה בעזרתה תוכלו להבחין בין התמיסות המימיות של שתי החומצות. ציינו מה תעשו ומה תראו. האם נפח תמיסת 0.1M Na הדרוש לסתירת 10 מ"ל תמיסת 0.1M גדול מנפח תמיסת 0.1M Na הדרוש לסתירת 10 מ"ל תמיסת 0.1M, 3 קטן ממנו או שווה לו? נמקו את תשובתכם. ד. קבעו עבור כל אחד מההיגדים i ו- אם הוא נכון או לא נכון. נמקו כל קביעה. (s) 3 (g) ( ) Mg Mg נתונה התגובה במהלך התגובה חלה ירידה ב-.p i K הזרמת 3(g) N לתמיסת תגרום לעלייה ב- p של התמיסה.

107 פרק ד - חומצות ובסיסים 107 שאלה 3 אשלגן ברומי, (s), KBr משמש לייצור אמולסיות צילום, תרופות וכחומר מייצב בתעשיית הפלסטיק. במפעל "תרכובות ברום" ברמת חובב מייצרים אשלגן ברומי בתהליך הכולל שני שלבים עיקריים. בשלב הראשון מייצרים תמיסת אשלגן ברומי, בתגובה בין אשלגן הידרוקסידי, (s), K לבין תמיסה של מימן ברומי,. Br א. נסחו את התגובה המתבצעת בשלב הראשון. ב. בשלב השני של התהליך מאדים את המים מתמיסת אשלגן ברומי, בלחץ אטמוספרי. קבעו אם הטמפרטורה במתקן שמבצעים בו את השלב השני, צריכה להיות גבוהה מטמפרטורת החדר, נמוכה ממנה או שווה לה. נמקו את תשובתכם. נסחו את התהליך שמתרחש בשלב השני. i (s)? KBr פרטו את חישוביכם. K (s) ג. כמה ק"ג דרושים לייצור 38 ק"ג עם 10 ד. i כדי לקבוע את הריכוז של תמיסת, Br טיטרו מדגם של 50 מ"ל תמיסת Br. Br פרטו את מ"ל תמיסת Na בריכוז 0.5M. חשבו את הריכוז של תמיסת חישוביכם. כמה ליטר תמיסת, Br שאת ריכוזה חישבתם בתת-סעיף ד i, דרושים לתגובה עם 168 ק"ג (s)? K פרטו את חישוביכם. Br KBr (s) ה. במתקן הייצור של ארעה תקלה וכמות קטנה של תמיסת דלפה החוצה. באיזומן התמיסות, a או, a() עדיף להשתמש כדי לנטרל את החומצה שדלפה?

108 מ 5 מ 5 מ פרק ד - חומצות ובסיסים שאלה 4 נתונות שתי חומצות חלשות: N ו-. 3. N היא חומצה חלשה יותר מ- 3 הכינו תמיסות מימיות של שתי החומצות בריכוז 0.05M כל אחת.. ( ) א. נסחו את התגובה של כל אחת מהחומצות עם מים, p, 3 גבוה יותר? נמקו את תשובתכם. N ב. i לאיזו משתי התמיסות: או.0.1M Na 10 מ"ל תמיסת N נסתרו על-ידי 5 מ"ל תמיסת האם נפח תמיסת 0.1M Na הדרוש לסתירת 10 מ"ל תמיסת 3 גדול מ- "ל, קטן מ- "ל או שווה ל- "ל? נמקו את תשובתכם. הכינו שתי תמיסות שוות-ריכוז של הבסיסים החלשים 3 N ו- 3N.. 3N ה- p בתמיסת 3 N היה נמוך מה- p בתמיסת 3N? נמקו את תשובתכם. N 3 ג. i איזה משני הבסיסים חלש יותר, או נסחו את התגובה המתרחשת בין כל אחד מן החומרים (g)3 N ו- 3N(g) לבין מים..0.1M N 3(g) ד. לתגובה מלאה של גז נדרשו 10 מ"ל תמיסת. רשמו ניסוח לתגובה המתרחשת בין (g)3 N ותמיסת i. פרטו את חישוביכם. חשבו כמה מול (g)3 N הגיב עם תמיסת i מהו הריכוז הכולל של היונים בתמיסה לאחר התגובה? פרטו את חישוביכם.

109 פרק ד - חומצות ובסיסים 109 שאלה 5 במקומות שונים בעולם וגם בישראל, אפשר למצוא מערות נטיפים באזורים שיש בהם סלעי גיר, (3. amg( הנטיפים והזקיפים שבמערות אלו נוצרים בתהליך (s) (g), שנוצר בתהליכי ריקבון I (g) ( ) 3 3 3(s), a וסלעי דולומיט, רב-שלבי. מי הגשמים שחודרים לקרקע באים במגע עם הגז פחמן דו-חמצני, המתרחשים בקרקע. כתוצאה מכך מתרחשת תגובה I שניסוחה: א. האם ה- p של מי הגשמים שחדרו לקרקע גדול מ- 7, קטן מ- 7 או שווה ל- 7? נמקו את תשובתכם. מי הגשמים המכילים יוני 3 מגיבים עם סלע הגיר בתגובת חומצה-בסיס, שניסוחה: 3(s) 3 3 ( ) II a a ב. i ציינו מהו הבסיס ומהי החומצה בתגובה זו. נמקו את תשובתכם. 3 במים שווה ל M, חשבו כמה מול יוני a נוצרים בהנחה שריכוז יוני בתגובה עם ליטר מי גשמים. פרטו את חישוביכם. a ויוני המים, המכילים יוני, 3 מחלחלים דרך סדקים בסלע אל המערה. הסדקים קטנים ביותר, ולכן הטפטוף אטי. טיפות המים נתלות על תקרת המערה או נופלות על הרצפה. III (s) IV a a בשלב זה מתרחשות שלוש התגובות V: - III V 3 (g) ( )

110 ה* ר, 110 פרק ד - חומצות ובסיסים הגז (g) נפלט לחלל המערה, הגיר, (s)3, a שוקע, ומתחילה בניית הנטיף על תקרת המערה והזקיף על רצפת המערה. i ג. האם בתגובה,III יוני את תשובתכם. 3 פועלים כבסיס, כחומצה או גם כבסיס וגם כחומצה? נמקו התבססו על תשובתכם לתת-סעיף ב וחשבו כמה מול יוני את חישוביכם. נוצרו בתגובה.III פרטו 3 3 a מגיבים בתגובה IV עם יוני ד. i כמה מול יוני שנוצרו בתגובה?III כמה גרם גיר, (s)3, a נוצרו? פרטו את חישוביכם. הניסוח הכולל של התגובה להיווצרות הנטיפים והזקיפים הוא סיכום שלוש התגובות V: - III a a 3 3(s) (g) ( ) כאשר אנשים רבים מבקרים במערת נטיפים, ריכוז ה- (g) בחלל המערה עולה. האם לביקורים אלה עשויה להיות השפעה על התהליכים המתרחשים במערה? אם כן - הסבירו כיצד; אם לא - הסבירו מדוע.. (מעובד על-פי ע. מזור, "המסה והשקעה במערות הנטיפים" המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע, 1995). בן צבי ו- י. זילברשטיין, הכימיה-אתגר,

111 פרק ד - חומצות ובסיסים N(g) ו- I (g) שאלה 6 נתונות שתי תרכובות: הכניסו בנפרד כל תרכובת לכלי עם מים. לשתי התמיסות המימיות שהתקבלו p שונה מ- 7. i א. רשמו ניסוח מאוזן לתגובה המתרחשת בין כל אחד משני החומרים לבין מים. לאיזו תמיסה p קטן מ- 7 ולאיזו תמיסה p גדול מ- 7? נמקו את תשובתכם. I (g) ב. i בתגובה בין הגזים ו- 3N(g) נוצר חומר מוצק. רשמו ניסוח מאוזן לתגובה. כאשר ממיסים במים את המוצק, מתקבלת תמיסה שמוליכה זרם חשמלי. רשמו ניסוח מאוזן לתהליך ההמסה במים של המוצק. I בריכוז 0.3M. לתמיסה זו הזרימו 3N(g). התרחשה ג. הכינו 100 מיליליטר תמיסת תגובה מלאה. i רשמו ניסוח לתגובה שהתרחשה. כמה גרם 3N(g) בתנאי החדר הוזרמו לתמיסת? I פרטו את חישוביכם. מימן גפרי, (g), S הוא גז שנוצר באזורי ביצות בתגובה בין תרכובת המכילה גפרית לבין מים. S היא חומצה חלשה, בעוד ש- I היא חומצה חזקה. (g) S עם מים. ד. i רשמו ניסוח לתגובה של. S לאיזו מן התמיסות p גבוה יותר? הכינו שתי תמיסות שוות-ריכוז: של I ושל נמקו את תשובתכם.

112 11 פרק ד - חומצות ובסיסים שאלה 7 נתונות ארבע תרכובות: אתאנול, ), 5 ( מרכיב במשקאות חריפים, נוצר בתסיסה של מיצי פירות; I II חומצה מתאנואית, ), ( מופרשת בשעת עקיצה על-ידי נמלים; חומצה לקטית, אנאירוביים; אלאנין, ), 3 ( נוצרת בכל תא חי בשלב הסופי של פירוק הגלוקוז, בתנאים, N אחת מ- 0 החומצות האמיניות השכיחות בטבע, מרכיבה i 3 כ- 8% מכלל החלבונים. i III IV א. כל אחת משלוש התרכובות III - I הוכנסה בנפרד למים. התקבלו שלוש תמיסות מימיות. רשמו ניסוחים לתהליכים שהתרחשו. קבעו מהו תחום ה- p של כל אחת מהתמיסות: גדול מ- 7, קטן מ- 7 או שווה ל- 7. נמקו את תשובתכם. קבעו אילו מהתמיסות מוליכות זרם חשמלי. נמקו את תשובתכם. i אילו מהתרכובות IV - I עשויות להגיב עם תמיסה מימית של? K נמקו את תשובתכם. ב. איזו מהתרכובות IV - I עשויה להגיב בתגובת חומצה-בסיס עם תשובתכם. )? ( נמקו את. Na 3(s) ג. לתמיסה המימית של הכניסו גבישים של סודה לשתייה, התרחשה תגובה. נסחו את התגובה שהתרחשה. i האם ה- p של התמיסה עלה, ירד או לא השתנה? נמקו את תשובתכם., היא חומצה חלשה. ד. חומצה מתאנואית, 3 בתמיסה גדול מ- 0.1M, קטן הכינו תמיסת בריכוז 0.1M. האם ריכוז יוני מ- 0.1M או שווה ל- 0.1M? נמקו את תשובתכם.

113 פרק ד - חומצות ובסיסים 113 פתרונות לשאלות רבות בררה ז ו ה ד ג ב א בתמיסות 3 א.. ה- p תלוי בריכוז יוני בתמיסה, ולכן נבדוק מהו ריכוז יוני הנתונות. 4( ) ( ) 3 4 S S 1 : : : 1 0.M 0.4M 0.1liter 0.1liter 0.0mol 0.04mol יחס מולים ריכוז () נפח התמיסה (V) מספר מולים (n) 3(g) ( ) 3 3 N N 1 : 1 : 1 : 1 0.4M 0.4M 0.1liter 0.1liter 0.04mol 0.04mol יחס מולים ריכוז () נפח התמיסה (V) מספר מולים (n) 3 שווה לריכוז יוני 0.4M N 3 בתמיסת 3 ריכוז יוני בתמיסת 3 בתמיסת 4 0.M, S ולכן ה- p לא ישתנה אם נערבב את שתי התמיסות. 3 0.M N נמוך מריכוז יוני 3 תשובות שגויות ריכוז יוני בתמיסת.1 p וה-, 3 יקטן ריכוז יוני S 4 ולכן בערבוב עם תמיסת,0.M S 4 3 בתמיסה ירד, וה- p יעלה. יעלה. 3. הוספת מים גורמת למיהול התמיסה. ריכוז יוני 3 יגיבו, ריכוזם ירד, וה- p יעלה. 4. הוספת הבסיס גורמת לתגובת סתירה. יוני

114 114 פרק ד - חומצות ובסיסים KBr (s) I ב.. הוא חומר יוני. בתמיסה המימית של, KBr אין יונים אשר מגיבים עם מים. p 7 כחומצה או כבסיס, ולכן לתמיסת KBr. p היא חומצה חזקה, מגיבה עם מים ליצור תמיסה בעלת 7 S )4 ) II 4( ) ( ) 3 4 S S. p היא חומצה חלשה, מגיבה עם מים ליצור תמיסה בעלת 7 3 ( ) III 3 ( ) ( ) 3 3 ) 3 ( הוא כוהל, אינו מגיב עם מים כחומצה או כבסיס, ולכן לתמיסתו המימית IV. p 7 ( ) 3 ( ) 3 רק לתמיסות של החומרים II ו- III יש. p 7 3 שהגיבו. ג.. נחשב את מספר המולים של יוני ושל יוני ( ) (s) Ba() Ba 1 : 1 : 0.1liter 0.5M 0.05mol 0.1mol יחס מולים נפח התמיסה (V) ריכוז () מספר מולים (n) 4( ) ( ) 3 4 S S 1 : : : 1 0.1liter 0.75M 0.075mol 0.15mol יחס מולים נפח התמיסה (V) ריכוז () מספר מולים (n)

115 פרק ד - חומצות ובסיסים בתמיסה לאחר תגובת הסתירה. נבדוק אם יש עודף של יוני או יוני 3 ( ) 1 : 1 : יחס המולים מספר המולים בכלי מספר המולים שהגיבו מספר המולים שנותרו מספר המולים של יוני 3 גבוה ממספר המולים של יוני, ולכן בתום התגובה 7) (p : משפט 3 נותר עודף יוני אינו נכון. בנוזל שמעל המשקע. הנוזל שמעל המשקע חומצי 4 3 בנוזל שמעל המשקע יש יונים ניידים ) (S, שיכולים לנוע בתנועה מכוונת, ולכן הנוזל מוליך זרם חשמלי. התרחשו תגובת שיקוע ותגובת חומצה-בסיס. משפטים 3 1, ו- 4 נכונים. NaS 4(s) ד. 4. הוא חומר יוני, המתפרק במים ליונים: 4(s) 4 ( ) NaS Na S "מוסרים" S4 בתגובה הנתונה יוני ולכן מתפקדים כחומצה. תשובות שגויות S4 "מוסרים" פרוטונים ) ( למים, ולכן הם מגיבים כחומצה..1 יוני. מולקולות המים, ), ( קושרות פרוטונים ),( ולכן המים הם הבסיס בתגובה זו. 3. בתגובה נוצרים יוני הידרוניום, לכן ה- p של התמיסה יהיה קטן מ- 7.

116 116 פרק ד - חומצות ובסיסים ה. 4. נחשב את מספר המולים של הבסיס, שנדרשו לסתירה מלאה של חומצת הלימון. (s) ( ) Na Na 1 : 1 : 1 0.3liter 0.M 0.06mol 0.06mol יחס מולים נפח התמיסה (V) ריכוז () מספר מולים (n) 3 נסתרו. נבדוק כמה מול יוני 3 ( ) 1 : 1 : 0.06mol 0.06mol יחס מולים מספר מולים (n). 3 ב- 0.0 מול חומצת לימון יש 0.06 מול יוני לסתירה מלאה של 0.0 מול חומצת לימון נדרשו 0.06 מול יוני. 3) מול (s).( Na לפיכך לסתירה מלאה של 1 מול חומצת לימון יידרשו 3 מול יוני ו. 3. נתון ש- 3N(g) הוא בסיס חלש. בתגובה מסומנת עובדה זו על-ידי חץ כפול, המראה על קיומם של מגיבים ושל תוצרים בשיווי-משקל בכלי התגובה. בתגובה עם מים המולקולות של 3N קושרות פרוטונים, ולכן 3N(g) מגיב כבסיס. 3N(g) מגיב כחומצה. תשובות שגויות.1 בניסוח,1. בניסוח אין חץ כפול. בניסוח,4 הפרוטון לקשר. נקלט על אטום הפחמן ב- 3N, שאין עליו זוג אלקטרונים פנוי.4

117 פרק ד - חומצות ובסיסים 117 ז. 4. ה- p של מים מינרליים הוא בסיסי. היון 3 הוא יון שלילי שמסוגל לקשור אליו פרוטון מ- 7. תשובות שגויות ) ( מן המים, ולכן הוא עשוי להגיב כבסיס ולגרום לכך שה- p של המים יהיה גדול הוא יון שלילי של חומצה חזקה, ולכן הוא אינו מגיב כבסיס.. Na ו- a.3,1 הם אינם מגיבים כבסיס. הם יונים חיוביים שאינם יכולים למשוך אליהם פרוטון מן המים, ולכן

118 118 פרק ד - חומצות ובסיסים פתרונות שאלה 1 לשאלות פתוחות בתמיסת 3 נחשב את מספר המולים של שהוכנה: (g) ( ) 3 1 : 1 : 1 : mol 0.08mol 1liter 0.08M יחס מולים מספר מולים (n) נפח התמיסה (V) ריכוז () התמיסה חולקה לארבעה כלים: 1 liter 0.08 mol 0.08M liter 0.0 mol 0.08M liter 0.0 mol 0.08M liter 0.0 mol 0.08M liter 0.0 mol 0.08M 3 כלי IV כלי I כלי II כלי III (g) א. כתוצאה מהוספת גדל מספר המולים של יוני 3 בתמיסה. הוספת הגז אינה משנה 3 בתמיסה עולה גדל, ריכוז יוני 3 את נפח התמיסה. כאשר מספר המולים של יוני וה- p יורד. לכן: ה- p של התמיסה בכלי I ירד.

119 פרק ד - חומצות ובסיסים 119 :0.5M בריכוז Ba() ב. נחשב את מספר המולים של יוני ב- 40 מ"ל תמיסת ( ) (s) Ba() Ba 1 : 1 : 0.04liter 0.5M 0.01mol 0.0mol יחס מולים נפח התמיסה (V) ריכוז () מספר מולים (n) i ניסוח התגובה שהתרחשה: 3 ( ) Ba 4 Ba 3 ( ) ניסוח נטו: 3 לאחר התגובה. נבדוק אם נותר עודף של יוני או עודף של יוני 3 ( ) 1 : 1 : יחס מולים מספר מולים שהוכנסו מספר מולים שהגיבו מספר מולים שלא הגיבו (עודף) או יוני 3 בתום התגובה לא נותרו יוני בתמיסה. ה- p של התמיסה שווה ל- 7.

120 10 פרק ד - חומצות ובסיסים ג. התגובה שהתרחשה בכלי: 3 ( ) Ba 4 Ba או יוני 3 התרחשה תגובת סתירה מלאה, ולא נותרו יוני בתמיסה. חימום ( ) (g) בחימום מתרחש תהליך אידוי מים, והיונים הממוימים הופכים לחומר יוני מוצק. התהליכים שמתרחשים: תהליך אידוי המים (s) Ba Ba תהליך יצירת חומר יוני מוצק מיונים ממוימים. החומר שנותר בכלי II הוא (s) Ba כתוצאה מהוספת המים גדל נפח התמיסה שבכלי. ריכוז יוני ההידרוניום קטן, ולכן ה- p של התמיסה עלה. ה- p בכלי III עלה. ד. 3(g) 3 4 ( ) N N ה. i נחשב את מספר המולים של (g)3 N שהגיבו. 3(g) 3 4 ( ) N N 1 : 1 : 1 : 1 : 1 : gr 17gr/mol 0.01mol יחס מולים מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n)

121 פרק ד - חומצות ובסיסים 11 נבדוק אם נותר עודף של אחד המגיבים. 3(g) 3 4 ( ) N N מספר המולים שהוכנסו מספר המולים שהגיבו מספר המולים שלא הגיבו (עודף).IV בכלי 3 בתום התגובה יש עודף של יוני בתום התגובה ה- p בכלי IV קטן מ- 7. שאלה זיהוי חומרים על-פי יכולת הולכה חשמלית: * חומרים מתכתיים מוליכים זרם חשמלי במצב מוצק ובמצב נוזל. חומרים יוניים מוליכים זרם חשמלי במצב נוזל. חומרים מולקולריים אינם מוליכים במצב מוצק ובמצב נוזל. * תמיסות מימיות של חומרים מולקולריים המגיבים עם מים בתגובות חומצה-בסיס, מוליכות זרם חשמלי. זיהוי חומרים על-פי טמפרטורת רתיחה: ככל שהאינטראקציות בין מולקולות החומר חזקות יותר, טמפרטורת הרתיחה תהיה גבוהה יותר. N 3 A חומר מולקולרי, גז בטמפרטורת החדר, בסיס, מוליך בתמיסה מימית. מגיב עם בתגובת חומצה-בסיס. Br א. חומר יוני, מוצק בטמפרטורת החדר, בסיס, מוליך במצב נוזל. מגיב עם Br בתגובת חומצה-בסיס תוך שחרור. (g) K 3 B חומר יוני, מוצק בטמפרטורת החדר, מוליך במצב נוזל. בסיס, ולכן מגיב עם Br בתגובת חומצה-בסיס. K Mg חומר מתכתי, מוצק בטמפרטורת החדר, מוליך במצב מוצק ובמצב נוזל. D. (g) מגיב עם Br בתגובת חמצון-חיזור תוך שחרור חומר מולקולרי, גז בטמפרטורת החדר, חומצה. חומר מולקולרי, נוזל בטמפרטורת החדר, חומצה. 3 E F האינטראקציות בין מולקולות 3 חזקות יותר מהאינטראקציות בין מולקולות.

122 1 פרק ד - חומצות ובסיסים (g) ( ) 3 Br Br ב. נרשום תגובה עם מים ל- : Br (g). ו- B,A לבין החומרים Br שנוצרו בתמיסת 3 נרשום תגובה בין יוני 3(g) 3 4 ( ) N N : 3 התגובה בין (g)3 N לבין : 3 התגובה בין (s)3 K לבין 3(s) 3 (g) ( ) K K (s) 3 ( ) K K : 3 התגובה בין (s) K לבין ג. i אפשרות - I נבדוק pבשתי התמיסות. 3 היא חומצה חלשה ו- היא חומצה חזקה. למרות שהתמיסות שוות- ריכוז, ריכוז יוני 3 בתמיסה המימית של החומצה החזקה גבוה יותר מאשר 3 בתמיסה של החומצה החלשה, 3 כי החומצה החזקה ריכוז יוני עוברת יינון מלא בתגובתה עם המים והחומצה החלשה אינה עוברת יינון מלא. לכן בתמיסת. 3 נמוך יותר מבתמיסת p נמדוד אפשרות - II נמדוד מוליכות חשמלית בשתי התמיסות. היא חומצה חזקה, מגיבה תוך יינון מלא במים. מכל 1 מול מקבלים 1 מול. ו- 1 מול יוני 3 יוני 3 היא חומצה חלשה, מגיבה עם המים, אך אינה עוברת יינון מלא., 3 ולכן בתמיסת בתמיסת יש יותר יונים ניידים מאשר בתמיסת. 3 נמדוד מוליכות חשמלית גבוהה יותר מבתמיסת ניתן להבחין בין שתי התמיסות בעזרת מדידת p או מדידת מוליכות חשמלית.

123 פרק ד - חומצות ובסיסים 13 : ( ל-( 3 ( ) 3 ( ) ( ) 3 3 נרשום תגובה בין בחומצה חזקה ובחומצה חלשה שוות-ריכוז יש צורך באותה כמות מולים של Na לסתירת יוני, 3 כיוון שהמערכת הרשומה נמצאת במצב של שיווי-משקל. כאשר יוני מגיבים עם יוני בתגובת סתירה, חלה ירידה מתמדת בריכוז יוני 3, 3 שגם הם מגיבים עם ולכן עוד חומצה מגיבה עם המים. נוצרים עוד יוני 3. Na יוני נפח הדרוש לסתירת שתי התמיסות שווה. Br Mg (s) ד. i המשפט לא נכון. בהוספת המתכת לתמיסת התרחשה תגובת חמצון-חיזור עם. 3 ריכוז יוני יוני 3 ירד וכתוצאה מכך ה- p של התמיסה עלה. K N 3(g) המשפט נכון. (g)3 N הוא בסיס. הוספת לתמיסה מימית של תגרום N N 3(g) ( ) 4 : ( ) לתגובה של (g)3 N עם K N 3(g) כמות המולים של בתמיסה תגדל. לכן הוספת לתמיסת תגרום לעלייה בריכוז יוני בתמיסה ולעלייה ב- p של התמיסה. שאלה 3 (g) ( ) 3 Br Br א. נרשום תגובה עם מים ל- : Br (g) בשלב הראשון של תהליך הייצור של (s) KBr מתבצעת התגובה: (s) 3 ( ) K Br K Br ב. i טמפרטורת המתקן צריכה להיות גבוהה מטמפרטורת החדר, כי ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, תהליך האידוי מהיר יותר וכמות המים המתאדה גדולה יותר. חימום ( ) (g)

124 14 פרק ד - חומצות ובסיסים. KBr (s) ג. כתוצאה מאידוי מים מתקבל אשלגן ברומי מוצק, חימום (s) K Br KBr 1 : 1 : 1 יחס מולים 000mol 38,000gr 119gr/mol 000mol מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) חישוב מסת (s) K שנדרשה לתגובה: 3 (s) ( ) Br K K Br 1 : 1 : 1 : 1 : 1 : יחס מולים 000mol 000mol 56gr/mol 11,000gr מספר מולים (n) מסה מולרית ) W (M מסה (m). KBr (s) דרושים 11 ק"ג (s) K לייצור 38 ק"ג Na ד. i חישוב מספר המולים של יוני בתמיסת ששימשה לטיטור: (s) ( ) Na Na 1 : 1 : liter 0.5M יחס מולים נפח התמיסה (V) ריכוז () 0.005mol 0.005mol מספר מולים (n)

125 פרק ד - חומצות ובסיסים 15 התגובה בין (g) Br לבין מים: (g) ( ) 3 Br Br 1 : 1 : 1 : liter? יחס מולים נפח התמיסה (V) ריכוז () 3 כדי לחשב את ריכוז תמיסת Br הטיטור. מציאת מספר המולים של יוני יש צורך לדעת כמה מול הגיבו במהלך 3 שהגיבו בתגובת הסתירה: 3 ( ) 1 : 1 : 0.005mol 0.005mol יחס מולים מספר מולים (n) חישוב הריכוז של תמיסת : Br (g) ( ) 3 Br Br 1 : 1 : 1 : 1 יחס מולים 0.005mol 0.05liter 0.1M 0.005mol מספר מולים (n) נפח התמיסה (V) ריכוז () הריכוז של תמיסת Br הוא 0.1M.

126 16 פרק ד - חומצות ובסיסים. K (s) חישוב נפח תמיסת Br הדרושה לתגובה עם 3 (s) ( ) Br K K Br 1 : 1 : 1 : 1 : 1 : 168,000gr 56gr/mol 3000mol 3000mol 0.1M 30,000liter יחס מולים מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) ריכוז () נפח התמיסה (V).0.1M בריכוז Br לתגובה עם 168 ק"ג (s) K דרושים 30,000 ליטר תמיסת Br ה. כדי לנטרל את תמיסת שדלפה, נשתמש ב-, a() תמיסה בסיסית. בין החומרים 3 ( ) תתרחש תגובתסתירה: תמיסת a אינה בסיסית ולכן לא תגיב עם החומצה שדלפה ולא תנטרל אותה. N N ( ) ( ) 3 3 ( ) ( ) 3 3 שאלה 4 א. 3 בתמיסתה נמוך יותר. ב. i ככל שהחומצה חלשה יותר, ריכוז יוני החומצה 3 חלשה יותר מאשר החומצה. N התמיסות שוות-ריכוז (0.05M), ולכןריכוז היונים בתמיסת N גבוה יותר מריכוז היונים בתמיסת 3 נמוך יותר. כאשר ריכוז ריכוז יוני 3 לכן בתמיסת. 3 יוני 3 נמוך יותר, ה- p יהיה גבוה יותר..0.05M בריכוז N גבוה מלתמיסת p לתמיסת 3 בריכוז 0.05M

127 פרק ד - חומצות ובסיסים 17 שתי התמיסות שוות-ריכוז. בשתי התמיסות תגובת סתירה גורמת לירידה בריכוז יוני. 3 כתוצאה מכך מולקולות החומצה ממשיכות להגיב ולשחרר לתמיסה יוני 3 נוספים. התגובה נמשכת עד שכל יוני 3 נסתרים. לכן בתגובת סתירה של 3 נפח תמיסת 0.1M Na הדרוש לסתירה שווה לנפח הדרוש לסתירת. N.0.1M Na לסתירת תמיסת 3 דרושים 5 מ"ל תמיסת ג. i ככל שהבסיס חלש יותר, ריכוז יוני בתמיסה קטן יותר. ככל שריכוז יוני בתמיסה קטן יותר, ה- p בתחום הבסיסי נמוך יותר. שתי התמיסות שוות-ריכוז. ההבדל בריכוז יוני נובע מההבדל בחוזק שני הבסיסים. 3, N שהוא בסיס בתמיסת בסיס חלש יותר ריכוז יוני נמוך יותר. לכן לתמיסת חלש יותר, p נמוך יותר מלתמיסת 3N. N N 3(g) ( ) 4 N N 3 (g) ( ) 3 3 3(g) 3 4 ( ) N N ד. i ניסוח התגובה: 3 נדרשו לתגובת הסתירה. נחשב כמה מולים של יוני (g) ( ) 3 1 : 1 : 1 : 1 יחס מולים 0.01liter 0.1M 0.001mol 0.001mol 0.001mol נפח התמיסה (V) ריכוז () מספר מולים (n)

128 18 פרק ד - חומצות ובסיסים. 3 נחשב את מספר המולים של הגז (g)3 N שהגיבו עם יוני 3 3(g) ( ) 4 N N 1 : 1 : 1 : 1 יחס מולים 0.001mol 0.001mol 0.001mol מספר מולים (n). הגיבו מול גז (g)3 N N4 נפח התמיסה 10 מיליליטר. בתמיסה יש מול יוני, על-פי תת-סעיף ד i ו מול יוני. נחשב את הריכוז הכולל של היונים: n כולל M V 0.01 הריכוז הכולל של היונים הוא 0.M. שאלה 5 א. בתגובה I נוצרים יוני p לכן מי הגשמים שחדרו לקרקע נעשים חומציים, כלומר ה-, 3 שלהם יהיה קטן מ- 7. ( ) מוסרים פרוטון 3 יוני.II הם החומצה בתגובה, 3 ב. i יוני הידרוניום, והופכים ל- ). ( 3 3 יוני שמקורם ב- (s)3 a הם הבסיס בתגובה.II יוני קושרים פרוטון. 3 ליצור יוני ( )

129 פרק ד - חומצות ובסיסים 19 נחשב כמה מול יוני a נוצרים בתגובה עם מי הגשמים. 3(s) 3 3 ( ) a a 1 : 1 : 1 : 1 : M liter 0.000mol 0.000mol 0.000mol יחס מולים ריכוז () נפח התמיסה (V) מספר מולים (n). a נוצרו מול יוני ג. i בתגובה III יוני 3 פועלים גם כחומצה וגם כבסיס.. 3 ) ) פועלים כחומצה, "מוסרים" פרוטונים 3 חלק מיוני ליצור יוני ( ) חלק מיוני 3 פועלים כבסיס, קושרים את הפרוטונים ליצור חומצה פחמתית, ליצירת III מגיבים בתגובה II שנוצרו בתגובה 3 יוני ו III : 1 : 1 יחס מולים 0.000mol mol mol מספר מולים (n). 3 בתגובה III נוצרו מול יוני

130 ה* 130 פרק ד - חומצות ובסיסים. 3 ד. i על-פי תת-סעיף ג, בתגובה III נוצרו מול יוני 3 3(s) IV a a 1 : 1 : mol mol יחס מולים מספר מולים (n). a בתגובה IV הגיבו מול יוני 3 a מגיבים עם יוני יוני שנוצרו בתגובה.III 3 3(s) a a 1 : 1 : mol mol 100gr/mol 0.01gr יחס מולים מספר מולים (n) מסה מולרית ) W (M מסה (m). נוצרו 0.01 גרם גיר, (s)3 a a a 3 3(s) (g) ( ). (g) אנשים הנכנסים למערה פולטים (g) בתהליך הנשימה. כשעולה ריכוז במערה, גובר קצב התגובה ההפוכה שגורם לפירוק (s)3, a ולכן הנטיפים והזקיפים יינזקו. במערות הנטיפים והזקיפים מקפידים שלא ייכנסו אנשים רבים מדי כדי לשמר את הנטיפים ואת הזקיפים.

131 פרק ד - חומצות ובסיסים 131 שאלה 6 (g) ( ) 3 I I N N 3 (g) ( ) 3 3 א. i 3 במהלך התגובה. מולקולות I מסרו פרוטון תמיסת I חומצית, כי נוצרו יוני. p 7 I במהלך התגובה. לתמיסה המימיתשל ( ) 3N תמיסת 3N בסיסית, כי נוצרו יוני במהלך התגובה. מולקולות. p 7 3N קשרו פרוטון ) ) במהלך התגובה. לתמיסה המימית של N I N I 3 (g) (g) 3 3 (s) ב. i 3 3 (s) 3 3 ( ) N I N I N N 3 (g) ( ) ג. i התרחשה התגובה 3N(g) בתגובת חומצה-בסיס. 3 נחשב כמה מול יוני הגיבו עם (g) ( ) 3 I I 1 : 1 : 1 : 1 0.3M 0.1liter 0.03mol 0.03mol יחס מולים ריכוז () נפח התמיסה (V) מספר מולים (n)

132 13 פרק ד - חומצות ובסיסים נחשב את מסת הגז 3N(g) שהוזרם לתמיסה של (g). I 3 (g) ( ) N N 1 : 1 : 1 : mol 0.03mol 31gr/mol 0.93gr יחס מולים מספר מולים (n) מסה מולרית ) W (M מסה (m) 0.93 גרם 3N(g) הוזרמו לתמיסת החומצה. S S ( ) 3 ד. i היא חומצה חזקה שעוברת יינון מלא במים. מכל מול I מקבלים מול יוני I. 3 S היא חומצה חלשה, שאינה עוברת יינון מלא במים. מכל מול של חומצה נוצרים פחות S קטן יותר. 3 ריכוז יוני. 3 ממול יוני בתמיסת S לכן ה- p של תמיסת גבוה יותר.

133 פרק ד - חומצות ובסיסים 133 שאלה 7 5 ( ) 5 ( ) I II ( ) ( ) 3 III 3 ( ) ( ) 3 3 א. i. p ולכן 7, או יוני 3 בהמסת כוהל במים לא נוצרים יוני I. p ולכן 7, 3 עם מים נוצרים יוני ( ) בתגובת II. p ולכן 7, 3 עם מים נוצרים יוני 3 ()( ) בתגובת III התמיסות המימיות של התרכובות II ו- III מוליכות זרם חשמלי, כי יש בהן יונים ניידים שיכולים לנוע בתנועה מכוונת. i K (s) ב. i הוא חומר יוני. במים הוא מתפרק ליונים ונוצרת תמיסה בסיסית: (s) ( ) K K במולקולות של התרכובות III,II ו- IV יש קבוצה קרבוקסילית,, שמסוגלת להעביר פרוטון,, לבסיס.. K לכן התרכובות III,II ו- IV עשויות להגיב עם ), ( היא חומצה, היכולה להעביר פרוטון,, לבסיס. לאלאנין, תרכובת,II תרכובת N. וקרבוקסילית,, N שתי קבוצות פונקציונליות: אמינית,,IV היא. ( ) קבוצה בסיסית שיכולה לקלוט פרוטון,, ולכן היא תגיב עם אלאנין, חומר,IV יגיב בתגובת חומצה-בסיס עם ), ( חומר.II

134 134 פרק ד - חומצות ובסיסים 3 3(s) (g) ( ) Na Na ג. i 3 בתמיסה ירד. התרחשה תגובת חומצה-בסיס, החומצה הגיבה. ריכוז יוני ה- p של התמיסה עלה. ד. היא חומצה חלשה, ולכן ריכוז היונים (התוצרים) בתמיסה קטן מריכוז המולקולות 3 המומסות (המגיבים). ריכוזה ההתחלתי של הוא 0.1M, ולכן ריכוז יוני יהיה נמוך מ- 0.1M.

135 תגובות שהתלמיד צריך להכיר ולנסח רשימת תגובות בחומצות ובסיסים פרק ד - חומצות ובסיסים 135 א. תגובות לקבלת תמיסה מימית חומצית: ( ) (g) 3 1. X X (X :, Br, I) ( ) 3( ) 3 3. N N ( ) 4( ) S S 4. R R (R :,,...) ( ) ( ) ב. תגובות לקבלת תמיסה מימית בסיסית: 1. N N 3(g) ( ) 4. R N R N (R :, ) (g) ( ) (s) 3. Na Na 3 (g) 4. ג. תגובת סתירה (ניסוח נטו) 3 ( ) X (g) N 3(g) ד. התגובה בין לבין N X N X 3(g) (g) 4 (s) ה. תגובה של היון מימן פחמתי עם חומצה 3 3 (g) ( )

136 136 פרק ד - חומצות ובסיסים תגובות שהתלמיד צריך להכיר, ולא לדעת לנסח אותן (הניסוח יינתן בתוך השאלה) א. תגובות עם מים: 3(s) ( ) 3 Na Na (s) ( ) (g) Na Na (s) ( ) Na Na S S (g) ( ) 3 מלח פחמתי הידריד מתכתי תחמוצת מתכתית תחמוצת אל-מתכתית: ( ) S S 1 (s) ( ) (g) Na Na 5. מתכת אלקלית ב. תגובות של תמיסה חומצית: (s) 3 (g) ( ) Zn Zn 3 3 (g) ( ) 3 3(s) 3 (g) ( ) a a 3 (s) 3 ( ) Na Na 3 עם מתכת עם מלח פחמתי מסיס עם גיר ) 3(s) (a עם תחמוצת מתכתית ג. תגובות של תמיסה בסיסית: (g) 3 ( ).1 עם (g) (g) 3(s) ( ) a a. מי סיד צלולים עם (g)

137 טעם של כימיה פרק ה

138 138 פרק ה - טעם של כימיה ה פרק - טעם של כימיה שאלות רבות בררה א. טמפרטורת ההיתוך של חומצה סטארית, טמפרטורת ההיתוך של חומצה אולאית, היא, 18 : 0, 18 :19, cis היא נתונה נוסחת מבנה של חומצה אולאית: נתונה נוסחת מבנה של חומצה אלאידית:.1 ניתן להסיק שטמפרטורת ההיתוך של חומצה אלדאית היא: לא ניתן לקבוע ללא נתונים נוספים ב. נתון דו-פפטיד A המורכב משתי חומצות אמיניות. N N לפניכם ייצוג מקוצר לנוסחת מבנה של הדו-פפטיד. היעזרו בטבלת החומצות האמיניות שבסוף הפרק וקבעו מהן החומצות האמיניות המרכיבות את מולקולת הדו-פפטיד. Asp,Phe Gu,Phe.1. Asp,Tyr.3 Gu,Tyr.4

139 פרק ה - טעם של כימיה 139 ג. חומצות שומן לא-רוויות נוטות לעבור חמצון. קצב החמצון תלוי במספר הקשרים הכפולים במולקולה. בטבלה שלפניכם מידע על ארבעה שמנים מן הצומח. שמנים חומצות שומן סה"כ חומצות שומן חומצות שומן מן הצומח חד לא-רוויות לא-רוויות רוויות 9% 87% שמן חריע 1% 13% 8% שמן זית 74% 86% 8% שמן קוקוס 6% 7% 88% שמן קנולה 55% איזה מהשמנים עשוי לעבור חמצון בקצב המהיר ביותר?.4.3 שמן חריע. שמן זית שמן קוקוס שמן קנולה.1 ד. סלק סוכר וקנה סוכר עשירים בסוכרוז. סוכרוז הוא דו-סוכר המורכב מיחידת גלוקוז ומיחידת פרוקטוז. לפניכם נוסחת המבנה של הסוכרוז. סוכרוז במפעל לייצור סוכר מיצו.94 מול סוכרוז (סוכר) מקנה סוכר. את הסוכר שנוצר הכניסו לאריזה. נתון: ב- 1 גרם סוכר יש 4 קילוקלוריות. כמה קילוקלוריות יש בסוכר שנמצא באריזה? 1000 קילוקלוריות קילוקלוריות.1 4. אי-אפשר לקבוע ללא נתונים מתאימים 400 קילוקלוריות.3

140 140 פרק ה - טעם של כימיה ה. לפניכם נוסחת פישר לייצוג פרוקטוז. המבנה הטבעתי של מולקולת פרוקטוז נוצר בתגובה שבין הקבוצה הקטונית על פחמן - לבין הקבוצה על פחמן 5-. איזו מבין הנוסחאות שלפניכם היא הנוסחה הנכונה של פרוקטוז לפי שיטת הייוורת?

141 פרק ה - טעם של כימיה 141 ו. בטבלה שלפניכם מידע על מספר חומצות שומן. רישום מקוצר של חומצת השומן שם חומצת השומן פלמיטית אולאית אלאידית פלמיטולאית סימן מקוצר לחומצת השומן P E Po 16 : 0 18 :19, cis 18 :1 9, trans 16 :17, cis לפניכם ייצוג מקוצר לנוסחת מבנה של טריגליצריד. מהו הרישום המקוצר המתאים ביותר לטריגליצריד הנתון? (הרישום כולל את הסימנים המקוצרים של חומצות השומן.) EPoE EPE P Po

142 14 פרק ה - טעם של כימיה ז. -ביוטין ידוע גם כוויטמין -ביוטין B7. מצוי במוצרי חלב, בשמרים, בחלבון ביצה ובכבד. -ביוטין הוא חומר חשוב בתהליכי יצירה של שומנים ובתהליכי הנשימה התאית. חוסר ב- -ביוטין גורם לעור יבש, לפריחה, לאנמיה ולעייפות. חוסר מתמשך ב- -ביוטין יכול לגרום לבעיות נוירולוגיות. -ביוטין הוא חומר שלא משתתף בתהליכים בגוף האדם. לפניכם נוסחת מבנה של -ביוטין ונוסחת מבנה של -ביוטין. N N N N S ( ) 3 S ( 3) -ביוטין -ביוטין לפניכם ארבעה היגדים,.IV - I -ביוטין ו- -ביוטין הם איזומרים. ל- -ביוטין ול- -ביוטין תכונות שונות. בכל המולקולות של שני החומרים יש קבוצה קרבוקסילית אחת. ל- -ביוטין ול- -ביוטין נוסחה מולקולרית שונה. I II III IV מהם ההיגדים הנכונים? I ו- II בלבד. II ו- III בלבד. II,I ו- III בלבד. כל ההיגדים נכונים

143 פרק ה - טעם של כימיה 143 שאלות פתוחות שאלה 1 הטריגליצרידים נמצאים בגוף האדם בתאי השומן ומשמשים מאגר זמין לאנרגיה. חמאת קקאו היא חומר שומני המופק מפולי עץ הקקאו ומשמש כחומר גלם בתעשיית השוקולד. חמאת קקאו מורכבת בעיקר מטריגליצרידים המכילים שלוש חומצות שומן שונות: חומצה פלמיטית, חומצה אולאית וחומצה סטארית. לפניכם רישום מקוצר של שלוש חומצות שומן וכן הנוסחה של גליצרול. חומצה פלמיטית (P) 16 : 0 - חומצה סטארית (S) 18 : 0 - חומצה אולאית () - גליצרול - 18 :19, cis i i א. רשמו נוסחת מבנה מקוצרת של כל אחת משלוש חומצות השומן. רשמו את הנוסחה המולקולרית של כל אחת משלוש חומצות השומן. לאיזו משלוש חומצות השומן טמפרטורת ההתכה הגבוהה ביותר? נמקו את תשובתכם. ב. רשמו ניסוח לתהליך יצירת הטריגליצריד PS מחומצות השומן המתאימות וגליצרול. ג. אם נחליף את החומצה הפלמיטית בטריגליצריד PS בחומצה סטארית, נקבל את הטריגליצריד.SS איזה מהטריגליצרידים ניתך בטמפרטורה גבוהה יותר: PS או?SS נמקו את תשובתכם. ד. חומצה אולאית וחומצה אלאידית הן איזומרים גאומטריים. רשמו רישום מקוצר של חומצה אלאידית. איזו משתי חומצות השומן: אולאית או אלאידית, היא חומצת שומן טבעית? נמקו את תשובתכם. i

144 144 פרק ה - טעם של כימיה שאלה אוקסיטוצין ווזופרסין הם הורמונים המופרשים מבלוטת יותרת המוח. אוקסיטוצין גורם להתכווצויות שרירי הרחם בזמן לידה ולהפרשת החלב בזמן הנקה. וזופרסין מווסת את הפרשת השתן בהתאם לרמת המלחים בדם וכמות הנוזלים בגוף. שני ההורמונים דומים מאוד בהרכבם. השוני הוא בשתי חומצות אמיניות. לפניכם רצף החומצות האמיניות באוקסיטוצין ווזופרסין. ys Tyr Ie Gn AsnysPro Leu Gy ys Tyr Phe Gn AsnysPro Arg Gy אוקסיטוצין: וזופרסין: א. היעזרו בטבלת החומצות האמיניות שבסוף הפרק וענו על השאלות הבאות: ברצף החומצות האמיניות של וזופרסין מופיעות שתי חומצות אמיניות, Phe ו-,Arg במקום ו- Leu באוקסיטוצין. Ie לאיזו משתי החומצות האמיניות - Phe או - Arg מסיסות במים גבוהה יותר? נמקו את תשובתכם. i ב. מיינו את החומצות האמיניות המופיעות בשני ההורמונים לחומצות אמיניות קוטביות ולא קוטביות. לאיזו מהחומצות האמיניות המופיעות בשני ההורמונים יש קבוצת צד העשויה להגיב עם מים בתגובת חומצה-בסיס? נמקו את תשובתכם. ג. רשמו את נוסחת המבנה של הדו-פפטידים: Tyr Ie Ie Gn i ד. כימוטריפסין הוא אנזים המזרז את ההידרוליזה של הקשר הפפטידי אחרי חומצות אמיניות בעלות קבוצות צד המכילות טבעת בנזנית (חומצות אמיניות ארומטיות). אילו חומצות אמיניות ארומטיות מופיעות בוזופרסין? רשמו סימון מקוצר לתוצרים המתקבלים מפעולת כימוטריפסין על וזופרסין. i

145 פרק ה - טעם של כימיה 145 שאלה 3 גלוקוז הוא התרכובת החשובה ביותר בתהליך הפקת האנרגיה ביצורים חיים. גלוקוז נוצר בתהליך הפוטוסינתזה על-ידי צמחים. אנרגיית שמש (g) ( ) 6 1 6(s) כלורופיל (g) לפניכם ניסוח כולל של תהליך הפוטוסינתזה: (g) א. i בתהליך הפוטוסינתזה בצמח נוצרו 1.8 גרם גלוקוז. כמה מול הגיבו? פרטו את חישוביכם. כמה גרם מים, ), ( הגיבו בתהליך זה? פרטו את חישוביכם. גלאקטוז הוא חד-סוכר המצוי במוצרי חלב ובסלק סוכר. גלאקטוז הוא אחד המרכיבים של סוכר החלב, לאקטוז. ל- גלוקוז ול- גלאקטוז מבנה טבעתי. לפניכם נוסחאות המבנה של גלוקוז ושל גלאקטוז. גלאקטוז גלוקוז ב. i רשמו נוסחת מבנה מלאה ל- גלוקוז. רשמו נוסחה מולקולרית ל- גלאקטוז. האם גלוקוז ו- גלאקטוז הם איזומרים? נמקו את תשובתכם. i

146 146 פרק ה - טעם של כימיה ג. לפניכם נוסחת מבנה מקוצרת של דו-סוכר A, המורכב מ- גלוקוז ו- גלאקטוז. דו-סוכר A בין אילו אטומי פחמן נוצר הקשר הגליקוזידי בדו-סוכר A? רשמו מהי תבנית הקשר. כיצד נוצר הקשר הגליקוזידי בין המולקולות של גלוקוז ו- גלאקטוז? קבעו אם דו-סוכר A יכול לעבור מוטרוטציה. נמקו את קביעתכם. i i ד. נתון נוסחת מבנה מקוצרת של דו-סוכר B. דו-סוכר B קבעו עבור כל אחד מההיגדים i - i שלפניכם אם הוא נכון או לא נכון. נמקו את קביעותיכם. דו-סוכר B בנוי משתי יחידות של גלוקוז. i. (1 שני החד-סוכרים קשורים בקשר (6 i דו-סוכר B מתמוסס היטב במים. ה. תאית היא רב-סוכר שבנוי מיחידות של גלוקוז, הקשורות בקשרי קווי המיוצב על-ידי קשרי מימן תוך-שרשרתיים ובין-שרשרתיים. התאית הוא המרכיב העיקרי של דופן תאי הצמחים. המסיסות במים של תאית היא זניחה. הסבירו עובדה זו..(14) מתקבל מבנה שרשרתי

147 מ 8 מ 8 פרק ה - טעם של כימיה 147 שאלה 4 חומרים רבים בהם אנו משתמשים בחיי היום-יום מכילים מרכיבים השייכים למשפחת החומצות הקרבוקסיליות: חומץ, חלב, מיץ לימון, אספירין, חמאה, שמן מאכל. נתונות ארבע חומצות קרבוקסיליות: חומצה פורמית חומצה פומארית חומצה קפרית חומצה לינולאית א. i לאיזו מהחומצות - פורמית או פומארית - טמפרטורת היתוך גבוהה יותר? נמקו את תשובתכם. לאיזו מהחומצות - פורמית או קפרית - מסיסות במים גבוהה יותר? נמקו את תשובתכם. ב. בכלי I, 0 מ"ל תמיסה מימית של חומצה פורמית בריכוז 0.M הגיבו בשלמות עם 8 מ"ל תמיסת.0.5M בריכוז Na בכלי,II 0 מ"ל תמיסה מימית של חומצה פומארית בריכוז 0.M הגיבו בשלמות עם תמיסת.0.5M בריכוז Na מהו הנפח של תמיסת 0.5M Na הדרוש לסתירה מלאה של התמיסה בכלי :II שווה ל- 8 מ"ל, גדול מ- "ל או קטן מ- "ל? נמקו את תשובתכם.

148 148 פרק ה - טעם של כימיה נתונה נוסחת המבנה המקוצרת של גליצרול: נסחו באמצעות נוסחאות מבנה מקוצרות את התגובה המלאה שבין חומצה קפרית לבין גליצרול. מהו סוג התגובה שניסחתם בתת-סעיף ג i: סתירה, איסטור או הידרוליזה? נמקו את תשובתכם. רשמו סימון מקוצר של החומצה הלינולאית. טמפרטורת ההתכה של החומצה הלינולאית נמוכה מטמפרטורת החדר. הסבירו עובדה זו ברמה מיקרוסקופית. i i ג. ד. (g), בנוכחות (s), Ni לשני כלים I ו-.II כלי I הכיל חומצה ה. הזרימו נפחים שווים של גז מימן, שאלה 5 פומארית, כלי II הכיל חומצה לינולאית. המימן הגיב במלואו. האם מספר המולים של החומצה הפומארית שהגיבו עם (g) גדול ממנו או קטן ממנו? נמקו את תשובתכם. היה שווה למספר המולים של החומצה הלינולאית שהגיבו עם, (g) המיונית היא מאכל פופולרי בכל העולם. זהו רוטב סמיך מאוד המכיל בעיקר שמן צמחי וחלמוני ביצה. הכנת המיונית מתבצעת על-ידי הוספת שמן באופן אטי לתוך תערובת המכילה חלמונים, חרדל, חומץ ומלח, תוך כדי ערבוב נמרץ. המיונית היא תחליב (אמולסיה): תערובת שבה טיפות זעירות של שמן מפוזרות בתוך מים. כדי לשמור על יציבות התחליב מוסיפים חומרים שתפקידם למנוע את הפרדת השמן מן המים. חומרים אלה ידועים כחומרים מחליבים. הלציטין שבחלמון הביצה והחרדל פועלים כחומרים מחליבים במיונית. לפניכם נוסחת מבנה מקוצרת של לציטין. N P i א. ציינו שתי קבוצות פונקציונליות במולקולות של לציטין. האם המולקולותשל לציטין מכילות נגזרות של חומצות שומן מסוג ציס או מסוג טרנס? נמקו את תשובתכם.

149 פרק ה - טעם של כימיה 149 ב. הסבירו מדוע לציטין פועל כחומר מחליב (מאפשר ערבוב שמן ומים). 584 מק"ג 0.17 מ"ג 0.4 מ"ג 4.1 מ"ג 3.5 מ"ג 147 מ"ג 100 מ"ג 55 מ"ג ג. בטבלה שלפניכם מידע על מרכיבי חלמון הביצה. חלמון הביצה מים אנרגיה חלבונים פחמימות פחמימות זמינות שומן שומן רווי שומן חד בלתי-רווי שומן רב בלתי-רווי כולסטרול ערך תזונתי ל- 100 גרם ויטמין A ויטמין B1 ויטמין B ויטמין B3 51 גרם 354 קק"ל 16.0 גרם 1.8 גרם 1.8 גרם 3.0 גרם 38% 46% 16% 181 מ"ג ברזל סידן אשלגן נתרן אילו אבות מזון מספק חלמון הביצה? ציינו אילו מרכיבים בחלמון הביצה שייכים למשפחת השומנים (הליפידים). i ד. i ציינו שני הבדלים במבנה של השומן הרווי והשומן הבלתי-רווי. הסבירו כיצד ההבדלים במבנה משפיעים על מצב הצבירה של השומן הרווי והבלתי-רווי בטמפרטורת החדר. הביצים המשווקות בישראל מחולקות לחמש קבוצות על-פי גודלן. קבוצת הביצים שמספרה 1 כוללת ביצים גדולות, שמסתן יותר מ- 70 גרם. כמה קילוקלוריות מספק חלמון של ביצה מספר 1 שמסתה 70 גרם? הניחו שמסת החלמון היא 50% ממסת הביצה. פרטו את חישוביכם. i ה. הסתמכו על נתוני הטבלה וחשבו כמה מולקולות מים יש בחלמון ביצה מספר 1 שמסתה 70 גרם. פרטו את חישוביכם. ו. הפירוק (הידרוליזה) של מרכיבי המזון העיקריים מתבצע בסביבה חומצית במערכת העיכול. מהם תוצרי ההידרוליזה של החלבונים במערכת העיכול? נמקו את תשובתכם.

150 150 פרק ה - טעם של כימיה שאלה 6 גלוקוז, המוכר גם בשם סוכר ענבים, הוא החד-סוכר הנפוץ ביותר בטבע. הגלוקוז מיוצר על-ידי צמחים בתהליך הפוטוסינתזה מ- (g) שבאוויר ו-(, ( בעזרת אנרגיית השמש. פרוקטוז הוא חד-סוכר שמצוי בפירות ונקרא "סוכר פירות". סוכרוז הוא דו-סוכר המורכב מגלוקוז ומפרוקטוז הקשורים ביניהם בקשר גליקוזידי. זהו הממתיק הנפוץ ביותר המוכר גם בשם "סוכר לבן" והוא משמש אותנו בחיי הי ם-ו סוכר ובסלק סוכר. לפניכם שתי נוסחאות I ו-.II נוסחה I היא נוסחת פישר של גלוקוז. נוסחה II היא נוסחת הייוורת של גלוקוז. i א. i מהי הנוסחה המולקולרית של גלוקוז? אילו קבוצות פונקציונליות יש בשרשרת הפתוחה של גלוקוז? ציירו נוסחת הייוורת של גלוקוז, ומספרו את אטומי הפחמן. יום. סוכרוז הוא מרכיב עיקרי בקנה II I ב. i גלוקוז הוא מוצק בטמפרטורת החדר. אילו אינטראקציות פועלות בין מולקולות הגלוקוז? הסבירו את תשובתכם. גלוקוז מתמוסס במים. הסבירו עובדה זו. רשמו ניסוח לתהליך ההמסה במים של גלוקוז. i ג. לפניכם נוסחת פישר של אידוז. אידוז הוא איזומר של גלוקוז. הסבירו עובדה זו. במה שונה השרשרת הפתוחה של אידוז מהשרשרת הפתוחה של גלוקוז? i

151 פרק ה - טעם של כימיה 151 ד. לפניכם נוסחת מבנה מקוצרת של אידוז. i רשמו את נוסחת המבנה המלאה של אידוז ומספרו את אטומי הפחמן במולקולה. אידוז? האם הציור מייצג את נוסחת הייוורת של אידוז או של ה. לפניכם דו-סוכר. נתונה נוסחת המבנה של הדו-סוכר: קבעו אם דו-סוכר זה מכיל שתי יחידות גלוקוז, שתי יחידות אידוז או יחידה של גלוקוז ויחידה של אידוז. בין אילו אטומים נוצר הקשר הגליקוזידי בדו-סוכר הנתון? מהי תבנית הקשר הגליקוזידי בדו-סוכר הנתון? i i שאלה 7 מקובל למיין את הליפידים לשלוש קבוצות עיקריות בעלות חשיבות לגוף האדם ולתפקודו: חומצות שומן, טריגליצרידים וסטרואידים. א. i מהן חומצות שומן ומהי הקבוצה הפונקציונלית המאפיינת אותן? מהם הטריגליצרידים ומהי הקבוצה הפונקציונלית המאפיינת אותם? לכל הליפידים מסיסות זניחה במים ומסיסות טובה בממסים לא קוטביים. הסבירו עובדות אלה ברמה מיקרוסקופית. i

152 15 פרק ה - טעם של כימיה לפניכם נוסחאות מבנה של שתי חומצות שומן: חומצה סטארית וחומצה אלאידית. חומצה סטארית חומצה אלאידית ב. רשמו את הנוסחאות המולקולריות של החומצה הסטארית והחומצה האלאידית. כתבו רישום מקוצר לכל אחת משתי חומצות השומן. i ג. חומצה אולאית, המהווה 49% מכלל חומצות השומן בגופנו, היא איזומר גאומטרי של החומצה האלאידית. לפניכם מידע על טמפרטורות ההיתוך של חומצות שומן. () שם החומצה חומצה אולאית חומצה אלאידית חומצה סטארית טמפרטורת היתוך רשמו נוסחת מבנה מקוצרת של החומצה האולאית. i ד. הסבירו מדוע טמפרטורת ההיתוך של חומצה אלאידית גבוהה מטמפרטורת ההיתוך של חומצה אולאית. הסבירו מדוע טמפרטורת ההיתוך של חומצה אלאידית נמוכה מטמפרטורת ההיתוך של חומצה סטארית. אילו מבין שלוש חומצות השומן: חומצה סטארית, חומצה אולאית וחומצה אלאידית, עשויות להגיב עם החומרים i - i שלפניכם? Na תמיסה מימית של i ה. 5 ( ) אתאנול, (g) מימן, i נמקו עבור כל אחד מהחומרים.

153 פרק ה - טעם של כימיה 153 פתרונות לשאלות רבות בררה ז ו ה ד ג ב א חומצה אלאידית ון-דר-ולס וקשרי מימן 158 לא רוויה טרנס א.. טמפרטורת ההיתוך של חומצה אלאידית היא. 43 חומצה סטארית חומצה אולאית ון-דר-ולס וקשרי מימן 158 לא רוויה ציס ון-דר-ולס וקשרי מימן סוג האינטראקציות בין מולקולות 160 ענן אלקטרונים רוויה סוג חומצת שומן למולקולות של חומצה סטארית ולמולקולות של חומצה אלאידית ענן אלקטרונים דומה. חומצה סטארית היא חומצת שומן רוויה ואילו חומצה אלאידית היא חומצת שומן לא רוויה במבנה טרנס. קיומם של קשרים כפולים לא מאפשר סיבוב חופשי סביב הקשר. לכן מולקולות של חומצות שומן רוויות נארזות באריזה צפופה יותר מאשר מולקולות של חומצות שומן בלתי- רוויות. לפיכך אינטראקציות ון-דר-ולס בין המולקולות של חומצה סטארית חזקות מאינטראקציות ון-דר-ולס בין המולקולות של חומצה אלאידית, וטמפרטורת הרתיחה של חומצה סטארית גבוהה מטמפרטורת הרתיחה של חומצה אלאידית. החומצה האולאית והחומצה האלאידית הן איזומרים גאומטריים. נוכחות קשר כפול לא מאפשר סיבוב חופשי סביב הקשר. סידור הקבוצות סביב לקשר כפול מסוג ציס גורמים לכיפוף בעמוד השדרה של המולקולה. כאשר המולקולות כפופות, יכולתן להיארז באריזה צפופה קטנה יותר. נוצרות פחות נקודות מגע בין המולקולות. הסיכוי לדו-קטבים רגעיים קטן יותר, המשיכה החשמלית בין המולקולות חלשה יותר, ולכן אינטראקציות ון-דר-ולס חלשות יותר. שרשרות המולקולות של חומצה אלאידית כפופות פחות, ולכן מאפשרות נקודות מגע רבות בין המולקולות, לכן טמפרטורת ההיתוך של חומצה אלאידית גבוהה יותר מזו של חומצה אולאית. ב. 1. בנוסחה המקוצרת של הדו-פפטיד ניתן לזהות את השייר של חומצה אספרטית,,Asp N N ואת השייר של פניל-אלאנין,.Phe קשר אמידי

154 154 פרק ה - טעם של כימיה ג. 1. חומצות שומן חד לא-רוויות מכילות קשר כפול אחד במולקולה. חומצות שומן רב לא-רוויות מכילות יותר מקשר כפול אחד במולקולה. נחשב מהו אחוז חומצות שומן רב לא-רוויות. סה"כ חומצות שומן לא-רוויות = חומצות שומן חד לא-רוויות + חומצות שומן רב לא-רוויות שמן שמן חריע שמן זית שמן קוקוס שמן קנולה % חומצות שומן לא-רוויות בעלות יותר מקשר כפול אחד סה"כ חומצות שומן לא-רוויות 87% 8% 8% 88% ( ) (8 74 8) (8 6 ) ( ) 75% 8% % 33% ככל שמספר הקשרים הכפולים במולקולת חומצת השומן גדול יותר, כך קצב החמצון מהיר יותר. לשמן חריע האחוז הגבוה ביותר של חומצות שומן רב לא-רוויות (75%), ולכן מספר הקשרים הכפולים במולקולות חומצות השומן בשמן חריע הוא הגדול ביותר. לפיכך שמן חריע יעבור חמצון בקצב המהיר ביותר. M W 34gr / mol m n M gr W. הנוסחה המולקולרית של סוכרוז היא 1 11 ב- 1 גרם סוכר יש 4 קילוקלוריות. ב גרם סוכר יש x קילוקלוריות x 4000 kcal 1 באריזת הסוכר יש 4000 קילוקלוריות. ד. 1.

155 פרק ה - טעם של כימיה 155 במולקולה של פרוקטוז יש קבוצה קטונית על פחמן -. הטבעת נסגרת בין פחמן - לבין ה- על פחמן 5-, ולכן היא מחומשת (בנויה מחמישה אטומים). ה. 4. סגירת הטבעת רק בנוסחאות 1 ו- 4 יש טבעת מחומשת, המתאימה למבנה של פרוקטוז. בנוסחה 1 הקבוצה על פחמן - נמצאת מעל מישור הטבעת, בדומה לעמדת המתילול על פחמן 5-. נוסחה 1 מתאימה ל- פרוקטוז. בנוסחה 4 הקבוצה על פחמן - נמצאת מתחת למישור הטבעת, בניגוד לעמדת המתילול על פחמן 5-. נוסחה 4 היא נוסחת הייוורת של פרוקטוז. ו.. מולקולת הטריגליצריד הנתון מורכבת משתי חומצות שומן זהות בעלות 18 אטומי פחמן בשלד ומחומצת שומן אחת בעלת 16 אטומי פחמן בשלד. שתי חומצות השומן הזהות מכילות קשר כפול אחד. המבנה סביב הקשר הכפול הוא טרנס, לכן הוא מתאים למבנה של חומצה אלאידית, E. חומצת השומן בעלת 16 אטומי הפחמן היא חומצה רוויה, לפיכך היא חומצה פלמיטית, P. הנוסחה המקוצרת של הטריגליצריד הנתון היא.EPE ז. 3. ל- -ביוטין ול- -ביוטין יש אותה נוסחה מולקולרית - לכן הם איזומרים. איזומרים הם חומרים שונים, בעלי תכונות שונות. ל- -ביוטין ול- -ביוטין קבוצה קרבוקסילית, לפיכך היגדים II I, ו- III נכונים NS ונוסחת מבנה שונה,, אחת.

156 156 פרק ה - טעם של כימיה פתרונות לשאלות פתוחות שאלה 1 : 16 : 0 א.,i חומצה פלמיטית, 1531 חומצה סטארית, : 18 : חומצה אולאית, : 18 :19, cis 1733 בין המולקולות של כל אחת משלוש חומצות השומן קיימות בעיקר אינטראקציות מסוג ון-דר- ולס ומעט אינטראקציות מסוג קשרי מימן. אין הבדל בין שלוש חומצות השומן בסוג ובכמות של קשרי המימן היכולים להיווצר מסביב למולקולה אחת. לחומצה הסטארית ולחומצה האולאית 18 אטומי פחמן, ולחומצה הפלמיטית 16 אטומי פחמן, ולכן ענן האלקטרונים של מולקולות החומצה הסטארית והאולאית גדול יותר, דבר המשפיע על חוזק אינטראקציות ון-דר-ולס. אינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות החומצה הסטארית ובין מולקולות החומצה האולאית חזקות יותר מאינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות החומצה הפלמיטית. למולקולות החומצה הסטארית וגם למולקולות החומצה האולאית 18 אטומי פחמן, אך במולקולות של החומצה האולאית יש קשר כפול. המולקולות של החומצה הסטארית פרושות, ולכן יכולות להסתדר באריזה צפופה. מולקולות יכולות להשפיע זו על זו ולכן ייווצרו דו-קטבים רגעיים רבים יותר, דבר שיגרום לאינטראקציות ון-דר-ולס חזקות יותר. בחומצה האולאית - בגלל המבנה המרחבי סביב הקשר הכפול (ציס) - המולקולות אינן יכולות להסתדר באריזה צפופה, ייווצרו פחות דו-קטבים רגעיים, דבר שיגרום לאינטראקציות ון-דר-ולס חלשות יותר. לפיכך נקודת ההתכה של החומצה הסטארית גבוהה יותר מנקודת ההתכה של החומצה האולאית. מבין שלוש חומצות השומן הנתונות, לחומצה הסטארית נקודת ההתכה הגבוהה ביותר. i

157 פרק ה - טעם של כימיה 157 ב. ניסוח התהליך ליצירת הטריגליצריד :PS (P) (S) () חימום, זרז חומצת שומן גליצרול ג. המולקולות של שני הטריגליצרידים נבדלות בחומצת שומן אחת: השרשרת הפחמימנית בשייר של החומצה הסטארית, S, ארוכה מזו שבשייר של החומצה הפלמיטית, P. ענן האלקטרונים במולקולות של הטריגליצריד SS גדול יותר, ולכן אינטראקציות ון-דר-ולס בין המולקולות של הטריגליצריד SS חזקות יותר מאינטראקציות ון-דר-ולס שבין המולקולות של הטריגליצריד.PS טמפרטורת ההתכהשל הטריגליצריד SS גבוהה מטמפרטורת ההתכה של הטריגליצריד.PS. 18 :1 9, trans ד. i הרישום המקוצר של החומצה האלאידית:.cis החומצה האולאית היא חומצת שומן טבעית. חומצות שומן טבעיות הן מסוג שאלה א. ל- Phe יש קבוצת צד הידרופובית (טבעת בנזנית), ואילו ל- Arg יש קבוצת צד המכילה קשרי. N לקבוצת הצד ב- Arg יש אפשרות ליצור קשרי מימן עם המים, בגלל קיומו של אטום מימן "חשוף" מאלקטרונים הקשור לאטום בעל אלקטרושליליות גבוהה וזוג אלקטרונים לא-קושר, בעוד שקבוצת הצד ב- Phe אינה קוטבית, ולכן לא תיצור אינטראקציות עם המים. לכן: לחומצה האמינית Arg מסיסות במים טובה יותר מאשר לחומצה האמינית.Phe ב. i חומצות אמיניות בעלות קבוצת צד קוטבית: חומצות אמיניות בעלות קבוצת צד לא-קוטבית:. Ie,Leu,.Arg,Asn, Gn,Tyr Gy,Pro,Phe,ys

158 158 פרק ה - טעם של כימיה. קבוצת צד בה קשורה הקבוצה הפונקציונלית N Arg לחומצה האמינית הקבוצה N מגיבה עם מים כבסיס ב- p מתאים. התגובה של קבוצת N ב- Arg עם ) : ( ( ) 3 N N ג. i N N 3 3 Tyr Ie N N 3 3 N Ie Gn ד. i לוזופרסין שתי חומצות אמיניות ארומטיות, Tyr ו-.Phe ys Tyr Phe Gn AsnysProArgGy ys Tyr Phe Gn וזופרסין: בפירוק וזופרסין על-ידי כימוטריפסין מתקבלים שלושה תוצרים: ys Tyr Phe Gn Asn ys Pr o Arg Gy 1 3 יתקבלו

159 פרק ה - טעם של כימיה 159 שאלה 3 (g) א., i נחשב כמה מול נדרשו לתהליך הפוטוסינתזה. נחשב כמה גרם ) ( הגיבובתהליך הפוטוסינתזה (g) ( ) 6 1 6(s) (g) 6 : 6 : 1 : 6 יחס מולים 1.08gr 18gr/mol 0.06mol 0.06mol 1.8gr 180gr/mol 0.01mol מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n). (g). ( ) בתהליך הגיבו 0.06 מול בתהליך הגיבו 1.08 גרם ב. i גלוקוז הנוסחה המולקולרית של גלאקטוז היא גלוקוז וגלאקטוז הם איזומרים. לשניהם אותה נוסחה מולקולרית,, 6 16 אך המבנה שלהם שונה. i ג. i הקשר הגליקוזידי בדו-סוכר A נוצר בין פחמן 1- ב- גלוקוז לפחמן 4- ב- גלאקטוז.. (1 הקשר הוא (4

160 160 פרק ה - טעם של כימיה A: תהליך הדחיסה בו נוצר דו-סוכר ( ) גלוקוז גלאקטוז נוסחת מבנה לדו-סוכר A הקשר הגליקוזידי נוצר בתגובת דחיסה בין המולקולות של שני החד-סוכרים. זאת תגובה בין קבוצת של הפחמן האנומרי לבין קבוצת נוספת על חד-סוכר אחר תוך יציאת מולקולה של מים. קבוצת שעל אטום פחמן 1- במולקולת גלוקוז עוזבת ביחד עם אטום מימן שבקבוצת שעל אטום פחמן 4- במולקולת גלאקטוז, ויוצרת איתו מולקולת מים. אטום החמצן שנותר על פחמן 4- במולקולת גלאקטוז נקשר לאטום פחמן 1- במולקולת גלוקוז. ד. i המשפט לא נכון. בגלוקוז קבוצת בגלאקטוז קבוצת על פחמן 4- נמצאת מתחת למישור הטבעת, נגד כיוון המתילול. על פחמן 4- נמצאת מעל מישור הטבעת, עם כיוון המתילול. בדו-סוכר B, בשני החד-סוכרים קבוצת כיוון המתילול. דו-סוכר B בנוי משתי יחידות של גלאקטוז. המשפט נכון. הקשר הגליקוזידי נוצר בין קבוצת על פחמן 4- נמצאת מעל מישור הטבעת, עם על פחמן -1 במולקולת הגלאקטוז העליונה לבין קבוצת שעל פחמן 6- במולקולת הגלאקטוז התחתונה. קבוצת על פחמן 1- במולקולת הגלאקטוז העליונה היא במבנה מולקולות הגלאקטוז הוא. (1 6) המשפט נכון. לדו-סוכר B הרבה קבוצות, ולכן הקשר הגליקוזידי בין שתי. בכל קבוצה יש אטום מימן "חשוף" מאלקטרונים ואטום חמצן אלקטרושלילי מאוד עם זוגות אלקטרונים לא-קושרים. גם במולקולות המים יש אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים ואטומי חמצן אלקטרושליליים מאוד. נוצרים הרבה מוקדים ליצירת קשרי מימן. מולקולות דו-סוכר B נקשרות למולקולות המים בקשרי מימן, ולכן דו-סוכר B מתמוסס במים. i

161 פרק ה - טעם של כימיה 161 ה. תאית היא רב-סוכר הבנוי ממולקולות גלוקוז הקשורות ביניהן בקשרים קוולנטיים ליצירת שרשרות (מבנה ענק). בתוך השרשרות וביניהן קיימים קשרי מימן. חלק גדול מן המוקדים ליצירת קשרי מימן תפוס. המים אינם יכולים ליצור מספיק קשרי מימן עם מולקולות הענק ולהרחיק אותן זו מזו, לכן התאית אינה מתמוססת במים. שאלה 4 א. i בין מולקולות חומצה פורמית ובין מולקולות חומצה פומארית מתקיימות אינטראקציות מסוג קשרי מימן ואינטראקציות מסוג ון-דר-ולס. בין המולקולות של שתי החומצות אינטראקציות מסוג קשרי מימן נובעות מקיומו של אטום מימן "חשוף" בקבוצת הקשור לאטום חמצן בעל אלקטרושליליות גבוהה במולקולה אחת, שיכול להיקשר לזוג אלקטרונים לא- קושרים על אטום חמצן במולקולה אחרת. במולקולות חומצה פומארית שתי קבוצות, ולכן מספר המוקדים ליצירת קשרי מימן גדול יותר וייווצרו יותר אינטראקציות בין מולקולות שכנות. במולקולות החומצה הפומארית ענן האלקטרונים גדול יותר, ולכן גם האינטראקציות מסוג ון-דר-ולס חזקות יותר. לכן טמפרטורת ההתכה של חומצה פומארית גבוהה מטמפרטורת ההתכה של חומצה פורמית. בזמן ההמסה ניתקות אינטראקציות בין מולקולות המומס לבין עצמן ובין מולקולות הממס לבין עצמן, ונוצרות אינטראקציות חדשות בין מולקולות המומס לביןמולקולות הממס. ככל שאינטראקציות ון-דר-ולס (האינטראקציות ההידרופוביות) חזקות יותר, המסיסות במים, שהם ממס קוטבי, תהיה קטנה יותר. בין המולקולות של שתי החומצות לבין עצמן פועלות אינטראקציות מסוג ון-דר-ולס, וקיימים קשרי מימן. מספר המוקדים ליצירת קשרי מימן בשתי המולקולות שווה. בין מולקולות החומצה הקפרית פועלים כוחות ון-דר-ולס חזקים יותר בשל ענן אלקטרונים גדול יותר (חלק הידרופובי גדול יותר). בין מולקולות חומצה קפרית לבין מולקולות המים נוצרים קשרי מימן שאינם מספיקים כדי להפריד בין מולקולות החומצה הקפרית ליצירת תמיסה. בין מולקולות חומצה פורמית קיימות אינטראקציות ון-דר-ולס חלשות (חלק הידרופובי קטן), לכן קשרי המימן שנוצרים עם מולקולות המים מספיקים כדי להפריד בין מולקולות החומצה הפורמית ליצירת תמיסה מימית. המסיסות במים של החומצה הפורמית טובה יותר מזו של החומצה הקפרית.

162 16 פרק ה - טעם של כימיה ב. בשני הכלים התרחשה תגובת סתירה. (תגובת הסתירה היא מלאה גם כשמדובר בחומצות חלשות.) בכל מולקולה של חומצה פורמית יש קבוצה קרבוקסילית אחת, לכן בתהליך ההמסה במים של 1 מול שיגיבו עם 1 מול יוני 3 חומצה פורמית יווצרו 1 מול יוני בתגובת סתירה. בכל מולקולה של חומצה פומארית יש שתי קבוצות קרבוקסיליות, לכן בתהליך ההמסה של 1 מול שיגיבו עם מול יוני 3 חומצה פומארית במים יווצרו מול יוני בתגובת סתירה. לפיכך לסתירה מלאה בכלי II יידרש נפח כפול של תמיסת Na בריכוז של 0.5M. נפח Na שיידרש לסתירה מלאה של תמיסת החומצה הפומארית בכלי II גדול מ- 8 מ"ל. אפשר לפתור את השאלה על-ידי חישוב נפח תמיסת הפומארית. שנדרש כדי להגיב עם החומצה = ( ) 3 1 : : 1 : 0.0liter 0.M 0.004mol 0.008mol = יחס מולים נפח התמיסה (V) ריכוז () מספר מולים (n) 3 ( ) 1 : 1 : 0.008mol 0.008mol 0.5M 0.016liter יחס מולים מספר מולים (n) ריכוז () נפח התמיסה (V) 16 מ"ל תמיסת 0.5M Na נדרשו לסתירת החומצה הפומארית. נפח Na שיידרש לסתירה מלאה של תמיסת החומצה הפומארית בכלי II גדול מ- 8 מ"ל.

163 פרק ה - טעם של כימיה 163 ג. i נוסחת המבנה המקוצרת של חומצה קפרית היא: התגובה בין גליצרול ל- 3 מול חומצה קפרית: 3 3 ( ) תגובת איסטור היא תגובה בין קבוצה פונקציונלית קרבוקסילית,, לבין קבוצה פונקציונלית הידרוקסילית,, תוך יציאת מולקולת מים. התגובה בין חומצה קפרית לגליצרול היא תגובת איסטור.. 18:6,cis,cis ד. i רישום מקוצר של חומצה לינולאית: טמפרטורת ההתכה של חומצה לינולאית נמוכה מטמפרטורת החדר, ולכן חומצה לינולאית היא נוזל בטמפרטורת החדר. בכל מולקולה של חומצה לינולאית יש שני קשרים כפולים במבנה גאומטרי ציס. קשרים כפולים במבנה ציס גורמים לכך שמולקולות החומצה הלינולאית יהיו כפופות ולא פרושות. לכן האריזה צפופה פחות. ייווצרו פחות דו-קטבים רגעיים על המולקולות, ואינטראקציות ון-דר-ולס בין המולקולות יהיו חלשות. ה. גז מימן מגיב עם קשר כפול שבמולקולות החומצות בתגובת סיפוח. הקשר הכפול נפתח. נוצר קשר יחיד פחמן-פחמן, ונוצרים קשרים יחידים בין אטומי פחמן ומימן. על כל מול קשר כפול דרוש מול. (g) שתי החומצות הגיבו עם נפח שווה של מימן, כלומר מספר המולים של (g) שהגיבו היה שווה. לכן שהגיבו היה שווה. גם מספר המולים של קשרי בכל מולקולה של חומצה פומארית יש קשר כפול אחד, ובכל מולקולה של חומצה לינולאית יש שני קשרים כפולים. לפיכך מספר המולים של חומצה לינולאית שהגיבו עם (g) היה מחצית ממספר המולים של חומצה פומארית שהגיבו עם (g). מספר המולים של חומצה פומארית שהגיבו היה גדול ממספר המולים של חומצה לינולאית שהגיבו.

164 164 פרק ה - טעם של כימיה שאלה 5 א. i במבנה של מולקולת הלציטין אפשר לזהות (1) קבוצה פונקציונלית אסטרית,. () קבוצה אלקנית,. במולקולה של לציטין יש קשר כפול אחד. המבנה המרחבי סביב הקשר הכפול הוא ציס, כי שני אטומי המימן נמצאים באותו צד של מישור הקשר. למולקולות של לציטין חלקים הידרופוביים גדולים שיכולים ליצור אינטראקציות ון-דר-ולס חזקות עם מולקולות השמן, וחלקים הידרופיליים שיכולים ליצור אינטראקציות חשמליות עם מולקולות מים: 1. משיכה חשמלית בין קבוצה יונית טעונה שלילית במולקולת לציטין לבין קוטב חיובי במולקולת מים ובין קבוצה יונית טעונה חיובית במולקולת לציטין לבין הקוטב השלילי במולקולת מים;. קשרי מימן בין זוגות אלקטרונים לא-קושרים של אטומי החמצן שבלציטין לבין אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים שבמולקולות המים; 3. קשרי מימן בין אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים במולקולות לציטין (אטומי מימן ב. שקשורים לאטומי חנקן) לבין זוגות אלקטרונים לא-קושרים במולקולות מים. מבנה זה מאפשר למולקולות לציטין "לגשר" בין מולקולות שמן לבין מולקולות מים כדי ליצור תחליב, ובכך למזג בין שמן לבין מים. ללא לציטין, שמן ומים לא יתערבבו זה בזה. ג. i חלמון הביצה מספק את כל אבות המזון החיוניים: שומנים, חלבונים ופחמימות, הדרושים לגוף האדם בכמויות גדולות יחסית; וחלק מהויטמינים והמינרלים, הדרושים לגוף בכמויות זעירות. ליפידים הם קבוצת תרכובות, הכוללת חומצות שומן, טריגליצרידים וסטרואידים. המרכיבים בחלמון הביצה השייכים למשפחת הליפידים הם כל סוגי השומן: רווי, חד בלתי-רווי, רב בלתי-רווי וכולסטרול. (1) ד. i שומן רווי בנוי ממולקולות של טריגליצרידים המכילות שיירי חומצות שומן רוויות. במולקולות אלו הם קשרים יחידים. כל קשרי שומן בלתי-רווי בנוי ממולקולות של טריגליצרידים המכילות שיירי חומצות שומן לא- רוויות. בחומצות שומן אלו יש נוסף לקשרי גם קשר כפול אחד או יותר. () בשומן הרווי: שיירי חומצות השומן שבטריגליצרידים פרושים, וקיימות אינטראקציות ון-דר-ולס רבות וחזקות בין מולקולות הטריגליצרידים. בשומן הבלתי-רווי: שיירי חומצות השומן שבטריגליצרידים לא פרושים, ולכן אינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות הטריגליצרידים חלשות יותר.

165 פרק ה - טעם של כימיה 165 בשומן הרווי יש אינטראקציות ון-דר-ולס חזקות ורבות בין המולקולות של הטריגליצרידים, ולכן טמפרטורת ההתכה של השומן הרווי גבוהה והוא מוצק בטמפרטורת החדר. בשומן הבלתי-רווי אינטראקציות ון-דר-ולס חלשות יותר ומעטות יותר, ולכן טמפרטורת ההתכה של השומן הבלתי-רווי נמוכה יותר והוא נוזל בטמפרטורת החדר. ה. i מסת הביצה 70 גרם. מסת חלמון הביצה 35 גרם (50% ממסת הביצה). 100 גרם חלמון מספק 354 קילוקלוריות. 35 גרם חלמון מספק x קילוקלוריות x 13.9 kca 100 חלמון ביצה מספר 1 מספק 13.9 קילוקלוריות. נחשב את מסת המים שבחלמון ביצה שמסתה 70 גרם. ב- 100 גרם חלמון יש 51 גרם מים (על-פי הטבלה). ב- 35 גרם חלמון יש x גרם מים x 17.85gr 100 בחלמון של ביצה שמסתה 70 גרם יש גרם מים. ב- 1 מול מים יש : m 17.85gr MW 18gr/mol m n 0.99 mol M 18 W מולקולות מים. ב מול מים יש x מולקולות מים.. 3 מולקולות x ב- 35 גרם חלמון ביצה יש מולקולות ו. בסביבה חומצית מתרחשת תגובת הידרוליזה, במהלכה מתפרקים הקשרים הפפטידיים שבין החומצות האמיניות בחלבונים. לכן במערכת העיכול החלבונים מתפרקים לחומצות אמיניות.

166 166 פרק ה - טעם של כימיה שאלה א. i הנוסחה המולקולרית של גלוקוז היא. בשרשרת הפתוחה של גלוקוז יש קבוצה אלדהידית,, וקבוצה הידרוקסילית, 6 נוסחת הייוורת של גלוקוז: i ב. i בין מולקולות הגלוקוז קיימים קשרי מימן ואינטראקציות ון-דר-ולס. במולקולות הגלוקוז קיימות קבוצות. אטום החמצן בקבוצת הוא אלקטרושלילי מאוד ולכן מושך אליו את אלקטרוני הקשר. אטום המימן הופך "חשוף" מאלקטרונים ולכן בעל מטען חלקי חיובי. אטום המימן ה"חשוף" מאלקטרונים שבמולקולה אחת נמשך אל זוג אלקטרונים של אטום חמצן בעל מטען חלקי שלילי במולקולה שכנה, וכך נוצר קשר מימני. בגלוקוז הרבה מוקדים ליצירת קשרי מימן. המולקולות של גלוקוז יכולות ליצור קשרי מימן רבים עם מולקולות המים ולהתמוסס במים. אטום מימן "חשוף" מאלקטרונים על מולקולות גלוקוז יימשך אל זוג אלקטרונים לא-קושר של אטום חמצן טעון מטען חלקי שלילי במולקולות המים, או אטום מימן "חשוף" מאלקטרונים במולקולות המים יימשך לזוג אלקטרונים לא-קושר של אטום חמצן טעון מטען חלקי שלילי במולקולות גלוקוז. ( ) 6 1 6(s) 6 16 i ג. i הנוסחה המולקולרית של אידוז היא הנוסחה המולקולרית של גלוקוז היא אידוז הוא איזומר של גלוקוז. לשניהם אותה נוסחה מולקולרית, אך נוסחת מבנה שונה. אידוז שונה מגלוקוז במיקום קבוצות ה- על אטומי הפחמן -, 3- ו- 4-. קבוצות שהיו מתחת למישור הטבעת בגלוקוז נמצאות מעל מישור הטבעת באידוז ולהפך.

167 בס( פרק ה - טעם של כימיה 167 ד. i נוסחת מבנה מלאה של אידוז: פחמן 1- הוא אטום הפחמן הקשור לאטום החמצן על הטבעת. קבוצת על פחמן 1- נמצאת מתחת למישור הטבעת בכיוון הפוך למתילול על פחמן 5-, לכן זאת נוסחת הייוורת של אידוז ה. Ido גלוקוז אידוז Gc רטוט הטבעת של גלוקוז מסובבת כך שפחמן 1- בגלוקוז מתקרב לפחמן 1- באידוז.) דו-סוכר זה מכיל יחידה של אידוז ויחידה של גלוקוז. הקשר הגליקוזידיבדו-סוכר נוצר בין פחמן 1- באידוז לפחמן 1- בגלוקוז. i האנומר של גלוקוז הוא. קבוצת על פחמן 1- שהשתתפה ביצירת הקשר נמצאת מעל i למישור הטבעת, בכיוון המתילול על פחמן 5-. האנומר שלאידוז הוא. קבוצת על פחמן 1- שמשתתפת בקשר הגליקוזידי נמצאת באותו כיוון כמו המתילול על פחמן 5-. תבנית הקשר הגליקוזידי בדו-סוכר היא. Ido (1 1) Gc

168 168 פרק ה - טעם של כימיה שאלה 7 א. i חומצות שומן הן תרכובות, המאופיינות על-ידי שרשרת ארוכה של אטומי פחמן שאליהם קשורים אטומי מימן (שרשרת פחמימנית). בקצה השרשרת נמצאת קבוצה קרבוקסילית,, שהיא הקבוצה הפונקציונלית המאפיינת את חומצות השומן. הטריגליצרידים הם תלת-אסטרים הנוצרים בתגובת דחיסה בין גליצרול לשלוש חומצות שומן. הקבוצה הפונקציונלית המאפיינת את מולקולות הטריגליצרידים היא הקבוצה האסטרית,. לכל הליפידים מסיסות טובה בממסים לא-קוטביים ומסיסות זניחה במים. בין המולקולות של הליפידים יש אינטראקציות ון-דר-ולס חזקות. בין המולקולות של הליפידים לבין המולקולות של ממסים לא-קוטביים יכולות להיווצר אינטראקציות ון-דר-ולס חזקות (אינטראקציות הידרופוביות), מה שמסביר את מסיסותם הטובה בממסים מסוג זה. מולקולות הליפידים בנויות משיירים הידרופוביים גדולים ומשיירים הידרופיליים קטנים. ככל שהשיירים ההידרופוביים גדולים יותר, ענן האלקטרונים גדול יותר, ואינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות הליפידים חזקות יותר. כתוצאה מכך מולקולות המים אינן "מצליחות" לחדור בין המולקולות של חומצות השומן וליצור עמן מספיק קשרי מימן כדי להפרידן. i או 1836 ב. i הנוסחה המולקולרית של חומצה סטארית: הנוסחה המולקולרית של חומצה אלאידית: 1834 או רישום מקוצר של חומצה סטארית: רישום מקוצר של חומצה אלאידית:. 18 : :1 9, trans

169 פרק ה - טעם של כימיה 169 ג. שתי חומצות השומן - אלאידית ואולאית - הן איזומרים גאומטריים. לחומצה אלאידית טמפרטורת היתוך גבוהה יותר (בשל אריזה צפופה יותר), ולכן המבנה הגאומטרי של המולקולה שלה הוא טרנס, והמבנה הגאומטרי של המולקולה של חומצה אולאית הוא ציס. חומצה אולאית - ציס: חומצה אלאידית - טרנס: i ד. שתי החומצות הן איזומרים גאומטריים בעלי מבנה מרחבי שונה: למולקולת חומצה אלאידית שרשרת פרושה (טרנס), ולמולקולת חומצה אולאית שרשרת כפופה (ציס). הדבר משפיע על יכולתן של המולקולות להיארז באריזה צפופה ליצירת נקודות מגע רבות בין המולקולות. ככל שיש יותר נקודות מגע בין המולקולות יש סיכוי לדו-קטבים רבים יותר, המשיכה החשמלית בין המולקולות חזקה יותר, ולכן אינטראקציות ון-דר-ולס חזקות יותר. שרשרות פרושות מאפשרות נקודות מגע רבות יותר בין המולקולות, לכן טמפרטורת ההיתוך של חומצה אלאידית (טרנס) גבוהה יותר. למולקולות חומצה סטארית ענן אלקטרונים גדול מלמולקולות חומצה אלאידית ואריזה צפופה יותר. ככל שענן האלקטרונים גדול יותר, הסיכוי ליצירת דו-קטבים רגעיים גדול יותר, ולכן המשיכה החשמלית בין המולקולות חזקה יותר. קיומו של קשר כפול שמהווה קטע קשיח גורם לחוסר גמישות של המולקולות. לכן מולקולות של חומצות שומן רוויות נארזות באריזה צפופה יותר מאשר מולקולות של חומצות שומן בלתי-רוויות. אינטראקציות ון-דר-ולס בין המולקולות של חומצה סטארית חזקות מאינטראקציות ון-דר-ולס בין המולקולות של חומצה אלאידית. לכן טמפרטורת הרתיחה של חומצה סטארית גבוהה מטמפרטורת הרתיחה של חומצה אלאידית. Na ה. i הוא בסיס ויגיב עם כל חומצות השומן בתגובת חומצה-בסיס. ) 5 ( הוא כוהל שיגיב עם כל חומצות השומן בתגובת איסטור. (g) מגיב בתגובת סיפוח עם קשר כפול, לכן (g) יגיב רק עם חומצות שומן לא-רוויות - i חומצה אולאית וחומצה אלאידית.

170 170 פרק ה - טעם של כימיה רשימת חומצות אמיניות שם החומצה הקבוצה הצדדית R שם החומצה הקבוצה הצדדית R 3 Thr גליצין Gy תראונין N Asn אלאנין Aa אספרגין 3 N Gn ואלין Va גלוטמין ( 3) Asp לויצין Leu (3 ( חומצה אספרטית Gu איזולויצין Ie ( 3)3 חומצה גלוטמית N Lys פרולין Pro ליזין N N N N Arg פניל-אלאנין Phe ארגינין N N is טירוזין Tyr היסטידין S ys טריפטופן Trp ציסטאין N S3 Met סרין Ser מתיונין

171 קטעי מאמר מדעי פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי

172 17 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי ו פרק - ניתוח קטע ממאמר מדעי שאלות פתוחות שאלה 1 קראו את הקטע שלפניכם, וענו על כל הסעיפים הבאים אחריו. הקפידו לרשום ניסוחים מאוזנים ויחידות נכונות. נורת הלהט נורת הלהט, הנורה הפשוטה המלווה אותנו בחיי היום-יום, הומצאה על-ידי תומס אלווה אדיסון בשנת הנורה בנויה מבסיס מתכת שדרכו עובר זרם חשמלי, המגיע ממערכת החשמל, דרך החוטים המוליכים אל חוט להט. חוט הלהט עשוי ממתכת טונגסטן (וולפרום). כאשר החוט מתחמם ל- 500 הוא פולט אנרגיית אור. האור שנפלט צבעו צהוב. גז אציל חוט להט חוטים מוליכים בסיס הנורה בטבלה שלפניכם מספר תכונות של טונגסטן וזהב. המתכת טמפרטורת היתוך () מוליכות חשמלית במצב מוצק תגובה עם חמצן 3410 טונגסטן, W טובה מאוד מגיב בטמפ' גבוהה 1063 זהב, Au טובה מאוד אינו מגיב נורות מסוג אחר הקיימות בשוק הן נורות הלוגן. בנורות אלו יש חוט להט, העשוי טונגסטן, אך הגז בנורה הוא הלוגן (בדרך כלל אדי ברום,, Br (g) יוד, אדי או.( I (g) חיים ארוך יותר בהשוואה לנורת הלהט, וגם אפשר לקבל ממנה אור חזק יותר. בנורות הלוגן הטונגסטן שעבר המראה מגיב עם Br (g) על-פי הניסוח: לנורת ההלוגן אורך W Br WBr (g) (g) (s) חלקיקי (s) WBr שוקעים על חוט הלהט ובטמפרטורה הגבוהה, מתפרקים ליסודותיהם: WBr W Br (s) (s) (g) (מעובד מתוך "אוריינות מדעית בכימיה", משרד החינוך, המזכירות הפדגוגית, האגף לתכנון ולפיתוח תכניות לימודים, תשנ"ו)

173 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי 173 i א. היעזרו בציור, והסבירו אילו חלקים בנורה מהווים את המעגל החשמלי שהזרם נע בו. ציינו שתי תכונות חשובות המאפשרות לחוט עשוי טונגסטן לשמש חוט להט. הסבירו כל אחת מן התכונות בעזרת המבנה המיקרוסקופי של המתכת. i המתכת זהב אינה מתאימה לשמש חוט להט בנורה. הסבירו מדוע. בתגובה בין טונגסטן, (s), W לחמצן, (g), נוצרת התחמוצת (s). W ב. i רשמו ניסוח מאוזן לתגובה בין טונגסטן לחמצן. כמה מול גז חמצן דרושים לתגובה על מנת לקבל.16 גרם (s)? W פרטו את חישוביכם. ג. את הנורה ממלאים בגז אציל, ולא באוויר. הסבירו מדוע. ד. כאשר הטמפרטורה של חוט הלהט עולה, מתרחש תהליך המראה. i נסחו את תהליך ההמראה של טונגסטן. תהליך ההמראה הוא תהליך הדורש אנרגיה (אנדותרמי). הסבירו עובדה זו. לאחר שימוש ממושך בנורת הלהט, חוט הלהט נקרע. הסבירו עובדה זו. i WBr (s) ה. i האם תגובת הפירוק של בנורת ההלוגן הוא תהליך חמצון-חיזור? אם כן, רשמו את המחמצן ואת המחזר; אם לא, הסבירו מדוע. הסבירו כיצד תגובת הפירוק של (s) WBr מאריכה את משך החיים של נורת ההלוגן.

174 174 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי שאלה קראו את הקטע שלפניכם, וענו על כל הסעיפים הבאים אחריו. הקפידו לרשום ניסוחים מאוזנים ויחידות נכונות. הרדיואקטיביות בשירות האדם במאה האחרונה חלה התפתחות עצומה ברפואה האבחנתית. גילוי קרני x ורדיואקטיביות יחד עם התפתחות הטכנולוגיה אפשרו מעבר מאבחון בסטטוסקופ ובדיקות של נוזלי הגוף לאבחון באמצעות קרני רנטגן (x), מצלמת גאמא ושיטות הדמיה. קרני רנטגן מאפשרות לקבל מידע בעיקר על שלד ועצמות. מצלמת גאמא מאפשרת לקבל מידע על רקמות רכות ולבצע מיפוי עצמות. בבדיקה מזריקים לתוך הווריד של הנבדק חומר רדיואקטיבי שפולט קרינת גאמא. בדרך כלל מזריקים תרכובת המכילה איזוטופ רדיואקטיבי של טכנציום Tc או יוד I. איזוטופ טכנציום מתרכז בעצמות באזורים שבהם חילוף החומרים אינו תקין. אזורים אלו נראים בצילום כאזורים כהים. כך, למשל, ניתן לאבחן "שבר הליכה". איזוטופ רדיואקטיבי של טכנציום נקשר לחלבון הדם אלבומין. האלבומין שוקע בכלי הדם הקטנים ומצלמת גאמא קולטת קרינה רדיואקטיבית המשתחררת ממנו. ירידה באספקת הדם לאיבר מסוים גורמת לירידה בכמות הרדיואקטיביות הנקלטת. שיטה זו מספקת מידע חשוב על אספקת הדם לריאות, ומידע על מערכת סילוק הפסולת מהגוף. איזוטופים רדיואקטיביים משמשים לא רק לאבחון אלא גם לריפוי מחלות. (מעובד מתוך "אוריינות מדעית בכימיה", משרד החינוך, המזכירות הפדגוגית, האגף לתכנון ולפיתוח תכניות לימודים, תשנ"ו) א. i מנו שני סוגי קרינה רדיואקטיבית שלא הוזכרו בקטע. ציינו מה מבדיל בין שני סוגי הקרינה שרשמתם. ב. i למור יש דלקת בדרכי השתן ולאביטל חשד לשבר ביד. לאיזו בדיקה הייתם מפנים כל אחת מהן? נמקו. במקרה של גידול סרטני חלה עלייה במספר כלי הדם סביב הגידול. כיצד תבוא תופעה זו לידי ביטוי בפענוח תוצאות הבדיקה במצלמת גאמא?

175 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי 175 i איזה מהגרפים הבאים תומך בתשובתך לסעיף? נמק. כמות הקרינה הנקלטת ע"י המצלמה כמות הקרינה הנקלטת ע"י המצלמה b a כמות הדם המגיעה לרקמה כמות הדם המגיעה לרקמה מות הדם ה כ מגיעה לרקמה כמות הדם המגיעה לרקמה d c כמות הקרינה הנקלטת ע"י המצלמה כמות הקרינה הנקלטת ע"י המצלמה ג. ליסוד טכנציום i, 43 Tc שהוא מתכת בצבע אפור-כסף, מספר איזוטופים בטבע. האיזוטופ הרדיואקטיבי הנפוץ שלו בעל מספר מסה 98. האיזוטופ הרדיואקטיבי של טכנציום שמשמש ברפואה הוא בעל מספר מסה 99. רשמו שני הבדלים בין שני האיזוטופים. רשמו שני מאפיינים דומים לשני האיזוטופים (שלא מוזכרים בשאלה) Mo טכנציום 99 Tc הוא תוצר התפרקות של מוליבדן. רשמו ניסוח התפרקות של Mo i ד. זמן מחצית החיים של איזוטופ רדיואקטיבי מוגדר כזמן הנחוץ למחצית מכמות האטומים של האיזוטופ להתפרק ולהפוך ליסוד אחר. זמן מחצית החיים של 98 Tc הוא 4. מיליון שנים. זמן 99 Tc מחצית החיים של 99 Tc הוא 6 שעות. הסבירו מדוע משתמשים ברפואה אבחונית באיזוטופ ולא באיזוטופ. Tc 98 ה. לחולה עם חשד לגידול בבלוטת התריס הזריקו גרם איזוטופ של איזוטופ זה 13.3 שעות I זמן מחצית החיים של חשבו כמה מול אטומי 13 I נותרו בגופו של הנבדק לאחר 39.9 שעות. פרטו.

176 176 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי שאלה 3 קראו את הקטע שלפניכם, וענו על כל הסעיפים הבאים אחריו. הקפידו לרשום ניסוחים מאוזנים ויחידות נכונות. תהליכי שיתוך במתכות שיתוך (קורוזיה) היא תגובת חמצון-חיזור של חומרים שונים, בעיקר של מתכות ושל סגסוגות, עם חומרים מהסביבה. הפנים שלה זיהומים באוויר, או בתוכה. מיליארדי דולרים בשנה. החלודה, של הברזל, השיתוך. שיתוך המתכות התהליך מתרחש הוא תהליך של חמצון המתכת, בטמפרטורת החדר סביבה חומצית ומגע עם מתכות שונות. מתרחש והוא בנוכחות חמצן ומים, נזקי השיתוך בשטח ובהשפעת נאמדים במאות Fe3(s), היא תוצאה של שיתוך של ברזל. לחלודה מבנה גבישי שונה לחלוטין מזה לכן היא מתפוררת בקלות. תהליך השיתוך של ברזל מורכב משני שלבים: ישנן מתכות כמו אבץ, שטח הפנים של המתכת נותר גלוי להמשך תהליך (s) ( ) (g) 1 (g) 3(s) ( ) I Fe Fe 4 II Fe 4 Fe, Zn (s) ואלומיניום,, A (s) שמגיבות עם חמצן ליצירת תחמוצת בעלת מבנה גבישי דומה למתכת. תחמוצת זו משמשת שכבה המגנה על המתכת מפני קורוזיה נוספת. (מעובד על-פי: ד. קצביץ, נ. ארנסט, ר. ברד, ד. רפפורט, "כימיה... זה בתוכנו", המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע, 006) א. תארו ברמה מיקרוסקופית את המבנה של הברזל, (s), Fe לפני השיתוך, ואת המבנה של חלודה, Fe3(s), שנוצרה בתהליך השיתוך. i i i ב. ג. הציעו שיטה אחת למניעת שיתוך של ברזל. אלומיניום, (s), A מחזר טוב יותר מברזל, (s). Fe למרות זאת סירים עשויים מאלומיניום מאריכים ימים, בעוד שמוט ברזל מתכלה במשך הזמן. הסבירו עובדות אלו. ציינו את המחזר ואת המחמצן בכל אחד משלבי תהליך השיתוך של ברזל. נמקו את תשובתכם. כמה מול יוני Fe הגיבו בשלב II כאשר התקבלו 16 גרם חלודה? פרטו את חישוביכם. כמה מול אלקטרונים עברו בסך הכול בשני התהליכים I ו-?II פרטו את חישוביכם.

177 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי 177 ד. סגסוגת היא תערובת של מתכות שונות או תערובת של מתכות ואל-מתכות (בעיקר פחמן). בהשוואה למתכות, אי-אפשר לרקע ולמתוח סגסוגות בקלות. הסבירו בעזרת מודל מתאים מדוע קשה לרקע סגסוגות. על שער בית ספר שעשוי ברזל הופיעו כתמים אדומים בתקופת החורף. מהם הכתמים האדומים, ומדוע נוצרו דווקא בחורף? i ה. כדי למנוע את התופעה הוחלט לצבוע את השער בקיץ. רשמו שתי תכונות שצריכות להיות לצבע על מנת למנוע את הופעת הכתמים האדומים.

178 178 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי שאלה 4 קראו את הקטע שלפניכם, וענו על כל הסעיפים הבאים אחריו. הקפידו לרשום ניסוחים מאוזנים ויחידות נכונות. אמוניה ודשנים החל מהמאה ה- 19 חל גידול משמעותי באוכלוסיית העולם. כדי לספק מזון לאוכלוסיה הגדלה, היה צורך לשפר את פוריות הקרקע על ידי הוספת דשנים, בעיקר דשנים המכילים חנקן. דשנים המכילים חנקן מיוצרים בעיקר מאמוניה. השיטה התעשייתית הנפוצה לייצור אמוניה מבוססת על תהליך שפותח בגרמניה במלחמת העולם הראשונה על ידי פריץ האבר וקארל בוש. בתהליך זה מייצרים אמוניה,, N 3(g) מחנקן,, N (g) שמקורו באוויר, שמקורו בפחמימנים. תהליך הייצור הוא תהליך פולט אנרגיה (אקסותרמי) וניסוחו: וממימן,, (g) N +3 N (g) (g) 3(g) כדי שהתגובה תתרחש בקצב מתאים יש להוסיף זרז, ולחץ מתאימים., Fe3(s) ולעבוד בתנאי טמפרטורה דשן הוא בדרך כלל חומר יוני המכיל לפחות אחד מיסודות המאקרו (היסודות הדרושים לצמח בכמות גדולה יחסית): (P). וזרחן (N) חנקן (K), אשלגן הדשן חייב להיות מסיס במים, כי שורשי הצמח יכולים לקלוט רק חומרים מומסים במים. את החנקן יכול הצמח לקלוט בעיקר בצורה של יוני N4 או יוני. N3 אחד הדשנים המיוצרים בתעשייה הוא אמון חנקתי, הייצור של דשן זה הוא: N + N N N 3(g) 3( ) 4 3(s) הנחשב לדשן עשיר ביסוד חנקן. תהליך (מעובד על-פי מ. קסנר, לא על הדשן לבדו, המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע, 1998)

179 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי 179 4(g), לבין א. i מדוע חשוב לייצר אמוניה? את המימן הנדרש להפקת אמוניה מפיקים בין היתר בתגובה בין מתאן, מים,. (g) ופחמן דו-חמצני,, (g) תוצרי התגובה הם מימן,. (g) רשמו ניסוח מאוזן לתהליך בו מפיקים את המימן. כמה גרם 4(g) דרושים להפקת 1000 ליטר (g), בתנאים בהם 1 מול גז תופס 50 i ליטר? פרטו את חישוביכם. נתון: ב. ערכי האלקטרושליליות של היסודות הבאים:,3.0 N..1 i i iv למולקולות האמוניה מבנה של פירמידה משולשת. רשמו נוסחת מבנה למולקולת האמוניה. האם למולקולת האמוניה דו-קוטב קבוע? הסבירו את תשובתכם. אמוניה מתמוססת היטב במים. רשמו תיאור סכמתי לשני קשרי מימן שונים שיכולים להיווצר בין מולקולת אמוניה לשתי מולקולות מים. אמוניה היא בסיס חלש. רשמו תגובה של אמוניה, 3(g), N עם מים. אחת משתי התגובות הרשומות בקטע היא תגובת חמצון-חיזור. איזו מן התגובות היא תגובת חמצון-חיזור? הסבירו את תשובתכם. i מי מהמגיבים בתגובה שבחרתם עבר חמצון? נמקו את תשובתכם. ג. ), (N הם דשנים. (s) ואוריאה,, KN 3(s) אשלגן חנקתי,, N4N3(s) ד. אמון חנקתי, רשמו יתרון אחד לשימוש בדשן N4N3(s) ויתרון אחד (אחר) לשימוש בדשן. KN 3(s) i. (N ) (s) רשמו נוסחת ייצוג אלקטרונים ל-. N4N3(s). (N ) (s) רשמו ניסוח לתהליך ההמסה במים של רשמו ניסוח לתהליך ההמסה במים של התמיסה לא מוליכה זרם חשמלי. i iv 3(s), KN ואמון חנקתי, ה. נתונים מדגמים של 0 גרם משני דשנים, אשלגן חנקתי, N4N3(s). איזה דשן עשיר יותר בחנקן? נמקו את תשובתכם.

180 180 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי שאלה 5 קראו את הקטע שלפניכם, וענו על כל הסעיפים הבאים אחריו. הקפידו לרשום ניסוחים מאוזנים ויחידות נכונות. גז הצחוק - זה לא צחוק גז הצחוק דו-חנקן חמצני,, N (g) משמש כחומר מוריד חרדה במהלך טיפולי שיניים. הוא ניתן לשימוש רפואי בשילוב עם גז חמצן בריכוזים נמוכים. שאיפת הגז, החזקתו בחלל הפה ופליטתו לשקית יוצרות הרגשת רוגע, סחרור, עילפון, הזיות ואף "שכרון מעמקים". שימוש בגז הצחוק ללא שילוב חמצן, שלא לצורך רפואי וללא פיקוח רפואי, יכול לגרום נזק במערכת העצבים והמוח, חולשה ורפיון, חוסר תחושה באיברי הגוף, איבוד האיזון ואיבוד שיווי-משקל, חוסר שליטה במיומנויות מוטוריות, חוסר התמצאות ופגיעה בנחירי האף, במיתרי הקול וברקמות הריאה. שימוש חוזר בגז גורם להתמכרות ועלול לגרום לפגיעה בלתי-הפיכה במערכת העצבים המרכזית ובמערכת הדם. מפיקים את הגז נוצרים גם אדי מים. שימוש נוסף ב- N (g) על-ידי חימום עדין של אמון מותך, חנקתי. N4N3 N (g) להגדיל את הספק המנוע. הוא כתוסף לאוויר המוזרק למנוע שרפה פנימי בכלי רכב, בתגובה שנועד הספק מנוע תלוי בין היתר בכמות הדלק שמגיבה עם חמצן. ככל שכמות גדולה יותר של דלק ואוויר יכולה להיכנס לתא השרפה ולהגיב בתגובת שרפה, כך הספק המנוע גדול יותר. 1 ליטר אוויר שנכנס לתא השרפה, מספק 0. ליטר חמצן. הוספת (g) N לתערובת אוויר/דלק מעלה את הספק המנוע. בטמפרטורה הקיימת בתא השרפה של המנוע (g) N מתפרק על-פי הניסוח: N N (g) (g) (g) הגז (g) N מאוחסן במכונית בלחץ גבוה מאוד, כך שלמעשה מצב הצבירה שלו הוא נוזל. (מעובד על-פי ד. קצביץ, "גז הצחוק", על-כימיה, גיליון 7, פברואר 005)

181 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי 181 (g), N ללא שילוב חמצן. א. i רשמו שלוש תופעות שנגרמות על-ידי שימוש בגז הצחוק, למה גורם שימוש חוזר וממושך בגז הצחוק? גז הצחוק משמש להקלת כאבים בזמן טיפול שיניים, בעיקר בילדים. על מה חייב רופא השיניים להקפיד בזמן השימוש בגז הצחוק? i. N4N3(s) ב. i רשמו ניסוח לתהליך ההיתוך של אמון חנקתי,. N (g) רשמו ניסוח מאוזן לתגובה באמצעותה מפיקים ג. כמה גרם N4N3(s) גזיים בתנאי התגובה? פרטו את חישוביכם. דרושים, לתגובה שניסחתם בתת-סעיף ג, כדי להפיק 0.04 מול תוצרים ד. i מדוע, לדעתכם, מאוחסן הגז במכונית בלחץ גבוה? האם כתוצאה מאידוי ) N ( לחץ הגזים בתא השרפה עולה או יורד? נמקו את תשובתכם. לפניכם ניסוח תגובת השרפה של אוקטאן,, אחד ממרכיבי הדלק למנועים. 8 18( ) בתגובה זו נפלטת אנרגיה המשמשת ברובה להנעת הרכב ( ) (g) (g) (g) האם במהלך תגובת השרפה הטמפרטורה בתא השרפה של המנוע עולה או יורדת? נמקו את תשובתכם. i ה. i כמה מול גז חמצן, N (g) יכול להתקבל מ- 1 מול, (g) הקיימים בתא השרפה? פרטו את חישוביכם. שמוזרק למנוע בטמפרטורה ובלחץ האם תוך כדי הפירוק של קביעתכם. (g), N הלחץ בתא השרפה של המנוע עולה או יורד? נמקו את

182 ד( 18 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי שאלה 6 קראו את הקטע שלפניכם, וענו על כל הסעיפים הבאים אחריו. הקפידו לרשום ניסוחים מאוזנים ויחידות נכונות. האינסטלטור, הכימאי החובב בשוק קיימות ערכות שונות לפתיחת סתימות בכיורים. אחת הערכות מכילה בקבוק המכיל נתרן הידרוקסידי,, Na ובקבוקון קטן המכיל גרגרי מתכת אלומיניום,. A (s) בהוראות השימוש מופיע "שפוך את גרגרי המוצק אל הכיור והוסף להם את התמיסה שבבקבוק, חכה מספר דקות ושטוף בהרבה מים". התגובה המתרחשת בכיור היא: (s) ( ) 4 (g) A 6 A () 3 במהלך התגובה נפלטת אנרגיה. פתיחת הסתימה מתרחשת בשל הגורמים הבאים: * יצירת גז מימן גורמת לעליית הלחץ בכיור, הגז הנוצר דוחף את החומרים היוצרים את הסתימה אל הביוב. * הטמפרטורה בפתח הכיור עולה וגורמת להיתוך חלק מהשומנים. * תמיסת Na מגיבה עם השומנים והם מתפרקים לתוצרים מסיסים במים. השומנים שגורמים לסתימות בכיור הם בעיקר טריגליצרידים.. עובדיהו, ידיעון "כימיה, טכנולוגיה, חברה", גיליון 000) 81, א. i רשמו דרגות חמצון לכל אחד מן האטומים המופיעים בתגובה. מי המחמצן ומי המחזר בתגובה זו? נמקו את תשובתכם. הכניסו.7 גרם אלומיניום, (s), A לתמיסת נתרן הידרוקסידי,. Na האלומיניום הגיב כולו. i i ב. מהו נפח גז מימן, פרטו את חישוביכם. (g), המתקבל בתהליך בתנאי חדר? (V 5liter / mol) M ג. כמה מול אלקטרונים עברו בתהליך כאשר.7 גרם אלומיניום הגיבו? פרטו את חישוביכם. מדוע הלחץ בפתח הכיור גדל בזמן התגובה? מדוע הטמפרטורה בכיור עולה בזמן התגובה?

183 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי 183 ד. הטריגליצרידים בכיור עוברים הידרוליזה ותגובת חומצה-בסיס. כתוצאה מכך נוצרים גליצרול ומלח של חומצת שומן. טריפלמיטין הוא דוגמה לטריגליצריד שעשוי לגרום לסתימה בכיור. (a) הידרוליזה של טריפלמיטין: טריפלמיטין (s) 3 ( ) חומצה פלמיטולאית גליצרול (b) בסביבה בסיסית מתרחש תהליך סתירה של החומצה הפלמיטולאית: ( ) Na Na הסבירו כיצד תהליך ההידרוליזה מאפשר את פתיחת הסתימה בכיור. רשמו ניסוח לתהליך נוסף אותו עוברים הטריגליצרידים בכיור. i ה. i לפניכם גרף המתאר את השינוי בלחץ הגז בכיור במהלך התגובה. לחץ הגז בכיור b c a d זמן הסבירו את הגרף תוך התייחסות לנקודות על הגרף., Na יחד לכלי סגור. הסבירו מדוע מסוכן להכניס (s) A ותמיסת נתרן הידרוקסידי,

184 מ( 184 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי שאלה 7 קראו את הקטע שלפניכם, וענו על כל הסעיפים הבאים אחריו. הקפידו לרשום ניסוחים מאוזנים ויחידות נכונות. הלאקטוז שבחלב לאקטוז הוא דו-סוכר המצוי בחלב. מולקולה של בנויה לאקטוז מיחידת גלוקוז הקשורה בקשר גליקוזידי ליחידת גלאקטוז. לפניכם נוסחת הייוורת של מולקולת לאקטוז. גלוקוז גלאקטוז תינוקות וילדים יכולים בדרך כלל לעכל את הלאקטוז באמצעות אנזים שנקרא לאקטאז. הלאקטאז מפרק את הקשר הגליקוזידי בין גלאקטוז לבין גלוקוז. כאשר יש חוסר באנזים לאקטאז, מערכת העיכול מתקשה לטפל בסוכר החלב, ופעילותה נפגמת. אנשים שחסר להם האנזים לאקטאז, סובלים מגזים ומשלשולים ונחשבים רגישים ללאקטוז. באוכלוסיות שונות, בגיל מבוגר, יש ירידה בכמות האנזים לאקטאז, דבר המחייב הימנעות מצריכת חלב ומוצריו. ישנם ילדים הנולדים עם מחסור באנזים לאקטאז ולכן הם לא יכולים לשתות חלב המכיל לאקטוז. חברה שבדית האורזת מוצרי חלב, פיתחה שיטה להפחתת כמות הלאקטוז בחלב. על-ידי הוספת כמות זעירה של האנזים לאקטאז למכלי החלב, החלב עובר עיכול מוקדם במשך שבעה עד עשרה ימים. הלאקטוז מתפרק. לאחר מכן עובר החלב עיקור (חימום לטמפרטורה בה מושמדים החיידקים בחלב). חלב זה הוא דל-לאקטוז, ולכן אנשים הרגישים ללאקטוז יכולים לשתות אותו. עובד על-פי: א. לולב, מתוק מדבש, המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע, 1987)

185 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי 185 א. i מהו הקשר הגליקוזידי שקיים בין גלאקטוז לבין גלוקוז בדו-סוכר לאקטוז? גלוקוז. לפניכם נוסחת הייוורת של במה שונה מולקולה של גלוקוז ממולקולה של גלאקטוז? i לאקטוז מסיס במים. הסבירו עובדה זו בעזרת המבנה המיקרוסקופי של לאקטוז ומים. ב. רשמו ניסוח לתהליך פירוק הלאקטוז באמצעות האנזים לאקטאז. ג. i לפניכם שלושה גרפים (a), (b), ו- (c) המתארים את השינוי של כמות הלאקטוז כפונקציה של זמן העיכול. נתונות שלוש אוכלוסיות: אוכלוסייה שמעכלת לאקטוז ללא בעיה; אוכלוסייה שיש לה ירידה בכמות הלאקטאז; אוכלוסייה שנולדה ללא האנזים לאקטאז. התאימו כל גרף לאוכלוסייה המתאימה. נמקו את בחירתכם. כמות לאקטוז כמות לאקטוז כמות לאקטוז 1 שעה (c) 1 שעה (a) זמן עיכול זמן עיכול זמן עיכול 1 שעה (b) הסבירו את התהליך שמתרחש במכלי החלב לאחר הוספת האנזים לאקטאז.

186 186 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי ד. ה. לדו-סוכר לאקטוז הוסיפו בתהליך דחיסה יחידת גלוקוז. הקשר שנוצר בין הגלוקוז בלאקטוז לבין. (1 ציירו נוסחת הייוורת לתלת-הסוכר שנוצר. הגלוקוז הנוסף הוא קשר (6 עמילוז הוא רב-סוכר שנוצר בתגובה בין מולקולות גלוקוז. המבנה המרחבי של מולקולות עמילוז הוא סלילי. בסליל קיימים קשרי מימן בין קבוצות שונות. עמילוז הוא חומר תשמורת עיקרי בתאי הצמח. הסבירו מדוע המסיסות במים של עמילוז היא זניחה.

187 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי 187 פתרונות שאלה 1 א. i בסיס הנורה, החוטים המוליכים וחוט הלהט שעשויים ממתכת מהווים את המעגל החשמלי הסגור שהזרם נע בו. בסיס הנורה מקבל את הזרם ממערכת החשמל. שתי התכונות החשובות המאפשרות לטונגסטן לשמש חוט להט הן: מוליכות חשמלית וטמפרטורת היתוך גבוהה. מוליכות חשמלית - כדי שהחוט יפלוט אנרגיית אור, צריך לעבור דרכו זרם חשמלי, ולכן החוט צריך להיות עשוי מחומר שמוליך חשמל במצב צבירה מוצק. טונגסטן היא מתכת הבנויה מיונים חיוביים המוקפים באלקטרונים שיכולים לנוע בתנועה מכוונת, ולכן היא מוליכה זרם חשמלי. טמפרטורת היתוך גבוהה - כדי לפלוט אנרגיית אור, חוט הלהט מתחמם ל-.,500 החוט חייב להישאר מוצק בטמפרטורה זו כדי שתישמר צורת החוט, וזרם האלקטרונים ינוע במעגל החשמלי הסגור. במצב צבירה נוזלי צורת החוט אינה נשמרת. חוט להט חוטים מוליכים המתכת זהב אינה מתאימה לשמש חוט להט, מפני שטמפרטורת ההיתוך שלה נמוכה בסיס הנורה מ-, 500 והיא לא תישאר במצב צבירה מוצק בטמפרטורה שחוט הלהט מגיע אליה. i W W (s) (g) (s) ב. i ניסוח התגובה בין טונגסטן לחמצן: W W (s) (g) (s) 1 : 1 : 1.16gr 16gr/mol 0.01mol 0.01 mol יחס מולים מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n). דרושים 0.01 מול גז חמצן על מנת לקבל.16 גרם (s) W ג. על-פי הטבלה, טונגסטן מגיב עם חמצן בטמפרטורה גבוהה. כדי שחוט הלהט לא יגיב עם החמצן שבאוויר, ממלאים את הנורה בגז אציל, ולא באוויר.

188 188 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי W (s) W (g) ד. i תהליך ההמראה: בתהליך ההמראה ניתקים קשרים מתכתיים ומתקבלים אטומים בודדים במצב גזי. כדי לנתק את הקשרים יש להשקיע אנרגיה. התהליך דורש אנרגיה - תהליך אנדותרמי. חוט הלהט הולך ונעשה דק בגלל תהליך ההמראה, תהליך שבו עוברים אטומים של טונגסטן למצב צבירה גזי. ברגע מסוים החוט דק עד כדי כך שנוצר נתק בחוט, והוא נקרע. i WBr W Br (s) (s) (g) ה. i חל שינוי בדרגות החמצון של הטונגסטן ושל הברום, לכן התגובה היא תגובת חמצון-חיזור. טונגסטן שעבר המראה מגיב עם הגז ברום, (g), Br שבנורת ההלוגן בתגובה: W Br WBr (g) (g) (s) התרכובת היונית (s) WBr שוקעת על חוט הלהט, ושם בטמפרטורה גבוהה מתרחש פירוק של התרכובת היונית ליסודותיה: WBr W Br (s) (s) (g) בדרך זו חוזרים חלק מאטומי הטונגסטן שהמריאו אל חוט הלהט. לפיכך איבוד האטומים בחוט הלהט, כתוצאה מתהליך ההמראה של המתכת, הוא תהליך ממושך יותר. משך החיים של חוט הלהט בנורת ההלוגן ארוך יותר. שאלה א. i קרינת ו e 4. e קרינה של חלקיקים כבדים וטעונים חיובית יוני - - קרינה של חלקיקים בעלי מסה זניחה וטעונים שלילית אלקטרונים i ב. צילומי רנטגן מאפשרים קבלת מידע בעיקר על שלד ועצמות וצילומי גאמא מאפשרים קבלת מידע על הרקמות הרכות וביצוע מיפוי עצמות. לכן למור כדאי לעשות בדיקה עם מצלמת גאמא ולאביטל צילום רנטגן. עלייה במספר כלי הדם סביב לגידול תגרום לעלייה בכמות הקרינה הנקלטת מאזור זה במצלמת גאמא. כמות הדם באזור הגידול עולה, ולכן כמות האיזוטופ הרדיואקטיבי

189 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי 189 שנקשר לחלבון הדם תעלה, דבר שיגרום לעלייה בקרינה הרדיואקטיבית שנפלטת מאזור הגידול. גרף a. ככל שיש יותר כלי דם, כך שוקע יותר חלבון הקשור לאיזוטופ וכך נפלטת קרינה רבה יותר (ולכן גרף b לא מתאים). גרפים c ו- d לא מתאימים, כי המשתנה התלוי בהם הוא כמות הדם ולא כמות הקרינה. i ג. i האיזוטופים שונים זה מזה במספר הנויטרונים בגרעין ובמסה. האיזוטופים דומים במספר הפרוטונים, מספר האלקטרונים וההתנהגות הכימית Mo 43Tc 1 אין שינוי במסה, יש עלייה במספר אטומי (מספר פרוטונים) ולכן זו פליטת. 0 1 e i ד. בבחירת החומר הרדיואקטיבי המוחדר לגוף האדם לצורך אבחון יש חשיבות לזמן שהוא ישהה בגוף. 99 Tc הוא בעל זמן מחצית חיים קצר יותר. הוא יתפרק תוך זמן קצר יותר והכמות שתישאר בגוף תהיה קטנה יותר I : m 0.013gr MW 13gr / mol n mol 13 ה. הזריקו מול אטומי יוד I. זמן מחצית החיים הוא 13.3 שעות. אחרי פרק זמן זה נותרת חצי ממסת המדגם, כלומר נותרת מחצית מכמות האטומים שהיו במדגם. זמן (שעות) כמות אטומי I מול מול מול מול לאחר 39.9 שעות נותרו בגוף הנבדק מול אטומי יוד רדיואקטיבי.

190 190 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי שאלה 3 ברזל, א. (s), Fe הוא יסוד מתכתי בעל מבנה גבישי, שיש בו שכבות רבות של יונים חיוביים המוקפים בים אלקטרונים, שיוצרים יחד צבר. בין היונים החיוביים לבין האלקטרונים השליליים (אלקטרוני ערכיות) פועלים כוחות משיכה חשמליים, ונוצרים קשרים מתכתיים. תחמוצת הברזל, Fe3(s), היא תרכובת יונית בעלת מבנה גבישי. בצבר יונים חיוביים מוקפים ביונים שליליים ולהפך. בין היונים המנוגדים פועלים כוחות משיכה חשמליים, ונוצרים קשרים יוניים. i ב. אפשר למנוע שיתוך של ברזל על-ידי בידודו מהסביבה המשתכת, למשל על-ידי צביעה או ציפוי. ברזל מגיב עם חמצן. אלומיניום מחזר טוב יותר מברזל, ולכן יגיב גם הוא עם חמצן. תחמוצת אלומיניום היא בעלת מבנה גבישי דומה לזה של מתכת אלומיניום. תחמוצת זו נצמדת היטב לשטח הפנים של סיר המתכת, מבודדת את המתכת מסביבתה ובכך מגנה על סיר האלומיניום מפני שיתוך נוסף. לכן סיר האלומיניום מאריך ימים. תחמוצת הברזל היא בעלת מבנה גבישי שונה ממתכת הברזל. תחמוצת זו אינה נצמדת לשטח הפנים של המתכת. תחמוצת הברזל נפרדת ממוט הברזל. מוט הברזל מתפורר ומתכלה. (s) ( ) (g) I Fe Fe 4 ג. i (s) Fe הוא המחזר, כי דרגת החמצון של אטומי Fe עולה. (g) בתהליך I החומר בתהליך I החומר הוא המחמצן, כי דרגת החמצון של אטומי יורדת. 1 (g) 3(s) ( ) II Fe 4 Fe בתהליך II היון Fe הוא המחזר, כי דרגת החמצון של יוני ברזל עולה. בתהליך II החומר (g) הוא המחמצן, כי דרגת החמצון של אטומי יורדת.

191 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי 191.II שהגיבו בשלב Fe נחשב את מספר המולים של יוני 1 (g) 3(s) ( ) Fe 4 Fe : 4 : 1 : 1 : 16gr 160gr/mol 0.mol 0.1mol יחס מולים מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n). Fe בשלב II הגיבו 0. מול יוני Fe שנוצרו בשלב I שווה נחשב כמה מול אלקטרונים עברו בשלב I. מספר מול יוני i.ii שהגיבו בשלב Fe למספר מול יוני Fe (s) Fe 0 + e / (s) Fe Fe e 1 : 1 : 0.mol 0.4mol יחס מולים מספר מולים (n) בשלב I עברו 0.4 מול אלקטרונים. נחשב כמה מול אלקטרונים עברו בשלב.II Fe Fe 3(s) e / 3(s) Fe Fe e : 1 : 0.mol 0.mol יחס מולים מספר מולים (n) בשלב II עברו 0. מול אלקטרונים. בשני השלבים עברו בסך הכול 0.6 מול אלקטרונים.

192 19 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי ד. במתכת כל היונים החיוביים זהים, וביניהם נעים אלקטרונים חופשיים. בזמן ריקוע ומתיחה, מחליקות שכבות זהות של יוני מתכת זו מעל זו בלי שהמבנה המתכתי נהרס, כי יוני מתכת משכבה אחת מחליפים יוני מתכת זהים בשכבה אחרת. סגסוגת היא תערובת של מספר מתכות או מתכות ואל-מתכות, כמו פחמן. קיום חלקיקים שונים בגודלם גורם לעיוות המבנה הרציף של השכבות, ויש הפרעה להחלקה של השכבות. לכן קשה לרקע סגסוגות. מודל של מתכת (אטומים זהים) מודל של סגסוגת (אטומים שונים) ). ( ברזל מגיב עם חמצן Fe3(s). בחורף ירדו גשמים - ה. i הכתמים האדומים הם חלודה, בסביבה מימית ועובר שיתוך. צבע אמור לבודד את הברזל מהסביבה, ולכן * אסור שתהיה תגובה בין הצבע לבין ברזל; * הצבע צריך להיות קשה תמס כדי שלא יתמוסס בגשם ובלחות; * על הצבע להיצמד היטב לשטח הפנים של הברזל.

193 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי 193 שאלה 4 א. i חשוב לייצר אמוניה, כי אמוניה היא חומר גלם עיקרי ליצירת דשנים המכילים חנקן. דשנים אלו חשובים כדי לשפר את פוריות הקרקע ולספק יותר מזון לאוכלוסיית העולם. 4(g) (g) (g) 4(g) 4(g) נחשב כמה מול (g) התקבלו וכמה מול הגיבו. i 4(g) (g) (g) 4(g) 1 : : 1 : liter 50 liter/mol 5mol 0mol יחס מולים נפח הגז (V) נפח מולרי ) M (V מספר מולים (n) נחשב כמה גרם (g)4 דרושים לתגובה. m MW n gr 80 גרם מתאן דרושים לקבלת 1000 ליטר גז מימן. N ב. i למולקולת האמוניה דו-קוטב קבוע. אטום החנקן בעל אלקטרושליליות גבוהה מזו שיש לאטום המימן, ומטענו החלקי. לאטומי המימן מטען חלקי. בגלל המבנה המרחבי של המולקולה, קדקוד הפירמידה טעון שלילית ובסיסה טעון חיובית. פיזור המטען אינו אחיד, המולקולה אינה סימטרית, ולכן קיים דו-קוטב קבוע.

194 194 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי i N N N 3(g) ( ) 4 iv ג. i נרשום דרגות חמצון לכל החלקיקים המשתתפים בשתי התגובות. N +3 N (g) (g) 3(g) התגובה היא תגובת חמצון-חיזור, כי יש שינוי בדרגות החמצון במהלך התגובה. N + N N N 3(g) 3( ) 4 3(s) התגובה אינה תגובת חמצון-חיזור, כי אין שינוי בדרגות החמצון במהלך התגובה. דרגת החמצון של אטומי המימן עלתה במהלך התגובה. (g) עבר חמצון. ד. i יתרון לדשן N4N3(s) - דשן עשיר בחנקן. יתרון נוסף: הצמח יכול לקלוט את החנקן בעיקר N3 N4 בצורת יונים של ושל אותם מספק דשן זה. יתרון לדשן (s)3 - KN מכיל שני יסודות מאקרו, אשלגן (K) וחנקן (N). 4 3(s) 4 3 ( ) N N N N (s) ( ) (N ) (N ) N N N4N3(s) הוא חומר יוני. ( (N הוא חומר מולקולרי. (s) i iv

195 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי 195 ה. N4N3(s) 80gr/mol 0gr 0.5mol 0.5mol KN 3(s) 101gr/mol 0gr 0.mol 0.mol מסה מולרית ) W (M מסה (m) מספר מולים (n) מספר מול אטומי חנקן. KN (s)3 יש יותר אטומי חנקן מאשר ב- 0 גרם N4N3(s) N4N3(s) ב- 0 גרם הדשן עשיר יותר בחנקן. שאלה 5 i i i א. ב. שימוש בגז הצחוק ללא שילוב חמצן יכול לגרום לנזק במערכות שונות בגוף, שיתבטא בתופעות הבאות: חולשה ורפיון, חוסר תחושה באיברי הגוף, איבוד האיזון ושיווי-משקל, פגיעה בנחירי האף, במיתרי הקול וברקמות הריאה, חוסר שליטה במיומנויות מוטוריות. שימוש חוזר וממושך בגז הצחוק יכול לגרום להתמכרות, לפגיעה בלתי-הפיכה במערכת העצבים המרכזית ובמערכת הדם. הרופא חייב להשתמש בריכוזים נמוכים של גז הצחוק ולהשתמש בו בשילוב עם גז חמצן. חימום 4 3(s) 4 ( ) 3 ( ) N N N N חימום 4 ( ) 3 ( ) (g) (g) N N N. N4N3(s) נוצרו בחימום (g) N (g) ג. נחשב כמה מול גז וגז חימום 4 3(s) (g) (g) N N N יחס מולים 1 : 1 :.x הוא (g) מכל 1 מול N4N3 אם מספר המולים של נוצרים 3 מול גזים. (g) N הוא x, מספר המולים של n 0.04 mol כולל n n 0.04 mol N (g) (g)

196 196 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי x x 0.04 mol x mol n mol n N (g) (g) mol נחשב כמה גרם N4N3(s) חיממו. חימום 4 3(s) (g) (g) N N N 1 : 1 : 0.008mol 0.008mol 0.016mol 80gr/mol 0.64gr יחס מולים מספר מולים (n) מסה מולרית ) W (M מסה (m) נדרשים 0.64 גרם של N4N3(s). i i ד. הגז מאוחסן במכונית בלחץ גבוה מטעמי חיסכון במקום. ככל שהלחץ גבוה יותר, נפח הגז קטן יותר. בלחץ גבוה הנפח קטן וגז הופך לנוזל. כתוצאה מפעולת האידוי עולה מספר המולים של הגז בתא השרפה, וכתוצאה מכך עולה לחץ הגזים בו. במנוע מתרחש תהליך שרפת הדלק. זהו תהליך אקסותרמי. האנרגיה הנפלטת משמשת בעיקר להנעת המכונית. חלק מן האנרגיה נפלט לסביבה ומחמם את המנוע. הטמפרטורה במנוע עולה.. N (g) (g) ה. i נחשב את מספר המולים של הגז שמתקבלים מ- 1 מול N N (g) (g) (g) : : 1 1 mol 0.5mol יחס מולים מספר מולים (n) N (g) אפשר לקבל 0.5 מול (g) מ- 1 מול שמוזרק למנוע. תגובת הפירוק של (g) N גורמת להגדלת הלחץ בתא השרפה, כי מספר המולים של תוצרי הפירוק, הגזים (g) N ו- (g), גדול ממספר המולים של הגז N (g) שהכנסנו לתא השרפה.

197 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי 197 שאלה 6 (s) ( ) 4 (g) A 6 A () א. i 3 A(s) A e ( ) (g) e / אלומיניום מחזר - עולה בדרגת החמצון. מים מחמצן - חלק מאטומי המימן יורדים בדרגת החמצון. ב. i (s) ( ) 4 (g) A 6 A () 3 : : 6 : : 3 יחס מולים.7gr 7gr/mol 0.1mol 0.15mol מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) VV n M V liter נחשב את נפח גז המימן שהתקבל: התקבלו 3.75 ליטר גז מימן. (s) 3 A A 3e 1 : 1 : 3 0.1mol 0.3mol יחס מולים מספר מולים (n) 0.3 מול אלקטרונים עברו בתהליך.

198 198 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי i ג. בזמן התגובה נוצר גז מחומר מוצק ומתמיסה. גז תופס נפח גדול בהרבה מן המוצק והנוזל, ולכן מעלה את הלחץ בפתח הכיור. התהליך המתרחש הוא תהליך פולט אנרגיה (אקסותרמי). משתחררת אנרגיה לסביבה (הסתימה שבכיור), לכן טמפרטורת החלקיקים בסביבה גבוהה יותר. ד. i הטריגליצרידים הם שומנים מוצקים שאינם מסיסים במים. בתהליך ההידרוליזה, מתקבלים גליצרול וחומצות שומן. חומצות השומן מגיבות עם הבסיס ומתקבל חומר יוני. החומר היוני חשמלית. 1531Na מסיס במים, כי בין מולקולות המים ליונים נוצרת משיכה גליצרול הוא תלת-כוהל. גליצרול מסיס במים, כי נוצרים קשרי מימן בין מולקולות גליצרול למולקולות המים. במהלך השטיפה של הכיור, על-פי ההוראות, מתמוססים הגליצרול והמלח של חומצת השומן במים ונשטפים אל הביוב. התהליך הנוסף המתרחש הוא התכת הטריגליצרידים. תהליך זה נגרם עקב עליית הטמפרטורה בכיור (s) חימום ( ) i ה. - a בתחילה קיים בכיור לחץ האוויר הרגיל כתוצאה מהימצאות האוויר. - b לחץ האוויר גדל כתוצאה מיצירת גז המימן בתגובה ועליית נפח הגז באזור הסתימה. - c הלחץ יורד בהדרגה חזרה ללחץ המקורי, כי הגז מתפזר, מכיוון שהמערכת אינה סגורה. - d הלחץ הסופי הוא לחץ האוויר בכיור שהיה קיים בתחילת התגובה. מסוכן להכניס את החומרים יחד לכלי סגור, משום שבמהלך התגובה ביניהם נוצר גז ונפלטת אנרגיה. הטמפרטורה והלחץ בכלי עולים והכלי עלול להתפוצץ.

199 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי 199 שאלה 7.(14) א. i הקשר הקיים בין גלאקטוז לגלוקוז בלאקטוז הוא קשר 4 4 גלאקטוז גלוקוז מולקולת גלאקטוז שונה ממולקולת גלוקוז בעמדה מספר 4. קבוצת בעמדה זו היא מעל מישור הטבעת, ולא מתחתיו. לאקטוז הוא סוכר החלב, והוא מסיס בחלב. מכיוון שהחלב מורכב ברובו ממים, לאקטוז מסיס במים. מולקולות לאקטוז יוצרות קשרי מימן עם מולקולות מים. קשרי מימן בין מולקולות נוצרים כאשר מתקיימים שני תנאים: i במולקולה אחת יש אטום מימן הקשור בקשר קוולנטי לאטום אלקטרושלילי מאוד ולכן אטום המימן "חשוף" מאלקטרונים; במולקולה השנייה יש אטום בעל אלקטרושליליות גבוהה, ולו זוג או זוגות אלקטרונים לא-קושרים;.1. קשרי מימן מאופיינים בכיווניות. הסידור המועדף - שלושת האטומים המשתתפים בקשר המימני נמצאים על קו ישר, מה שתורם ליצירת קשרי מימן חזקים. ללאקטוז הרבה קבוצות קיים אטום מימן "חשוף" מאלקטרונים הקשור בקשר. לאטום חמצן בעל אלקטרושליליות גבוהה. על אטום החמצן קיימים זוגות אלקטרונים לא-קושרים. לכן מתקיימים תנאי 1 ותנאי. במולקולות המים יש אטום מימן "חשוף" מאלקטרונים הקשור לאטום חמצן אלקטרושלילי מאוד ובעל זוגות אלקטרונים לא-קושרים. לכן מתקיימים תנאי 1 ותנאי. מכיוון שבמולקולות הלאקטוז קיימים הרבה מוקדים ליצירת קשרי מימן, נוצרים קשרי מימן בין כל מולקולת לאקטוז לבין מספר מולקולות מים. לפיכך הלאקטוז מסיס במים.

200 00 פרק ו - ניתוח קטע ממאמר מדעי ב. לאקטאז ( ) לאקטוז גלוקוז גלאקטוז גלוקוז ו- גלאקטוז הם תוצרים נוספים בתגובה זו. ג. i גרף (c) מתאים לאוכלוסייה שמעכלת לאקטוז היטב. לאחר שעה של עיכול כמות הלאקטוז הנותרת קטנה. גרף (a) מתאים לאוכלוסייה שחלה בה ירידה בכמות הלאקטאז. קצב העיכול של הלאקטוז אטי. גרף (b) מתאים לאוכלוסייה שנולדה ללא האנזים לאקטאז. אין שינוי בריכוז הלאקטוז גם לאחר שעה. למכלי החלב מוסיפים את האנזים לאקטאז. האנזים מזרז הידרוליזה של קשרים גליקוזידיים ומפרק את רוב קשרי (1 בלאקטוז. בחלב נותרים בעיקר חד-סוכרים גלוקוז וגלאקטוז. 4) ד. נוסחת הייוורת לתלת-הסוכר גלוקוז גלאקטוז ה. גלוקוז עמילוז מורכב ממולקולות ענק הקשורות בקשרי מימן ביניהן ובקשרי מימן במבנה הסלילי של כל מולקולה. לפיכך מספר המוקדים שנשארים פנויים לקשרי מימן עם מולקולות המים הוא קטן מאוד. בנוסף, המולקולותשל עמילוז לא יכולות להשתלב בקשרי מימן עם מולקולות המים בגלל גודלן, והמסיסות במים זניחה. (מסיסותן של מולקולות ענק במים היא בדרך כלל זניחה.)

201 בחינות מתכונת פרק ז

202 0 בחינת מתכונת 1 בחינת מתכונת 1 השאלות פרק ראשון - חובה (40 נקודות) ענו על שתי השאלות 1 ו- (לכל שאלה - 0 נקודות) ענו על כל הסעיפים א-ח בגיליון התשובות המצורף (לכל סעיף -.5 נקודות). בכל סעיף הקיפו במעגל את הספרה המציינת את התשובה הנכונה. לפני שתענו, קראו את כל התשובות האפשריות..1 א. גז ראדון, המצוי במרתפים, מגיע לריאות בתהליך הנשימה. במשך הזמן 86 Rn הופך למתכת פולוניום, 18, 84 Po השוקעת על צינורות האוויר (סימפונות) שבריאות. לפניכם ארבעה משפטים.IV - I 134 נויטרונים. 18 ל- 136 נויטרונים ול- 84 Po 86 Rn I 18 נויטרונים. 18 ל- נויטרונים ול- 84 Po 86 Rn II ל- 136 אלקטרונים ול- 134 אלקטרונים Po ל- 86 אלקטרונים ול- 84 אלקטרונים Po 86 Rn 86 Rn III IV איזה/אילו מהמשפטים IV - I נכונים? I בלבד. IV בלבד. I ו- IV בלבד. II ו- III בלבד

203 בחינת מתכונת 03 1 ב. האותיות X ו- הןY סימנים שרירותיים המייצגים שני יסודות הנמצאים במחזור (שורה) השלישי בטבלה המחזורית. הנוסחאות של הכלורידים (תרכובות עם כלור) של שני היסודות הן. Y 3 ו- X 3 מהו המשפט הנכון? שני הכלורידים הם גזים בטמפרטורת החדר. רק אחד הכלורידים מוליך זרם חשמלי במצב נוזל. שני הכלורידים מוליכים זרם חשמלי במצב נוזל. אין באותה שורה שני יסודות שלהם אותה יכולת קישור (ערכיות) ג. בתעשייה הכימית משתמשים בברום, חיטוי קרקע, חיטוי מים, בתעשיית הצילום ועוד. הברום, ), Br( מופק בתגובה שניסוחה: ), Br( לייצור מגוון תרכובות המשמשות לעיכוב בעירה, (g) ( ) Br Br במעבדה מסוימת הפיקו ברום בניסוי שבוצע בתנאי החדר. בניסוי זה הזרימו ליטר (g) לתוך תמיסת NaBr בריכוז 0.1M. אילו מבין הנתונים שלפניכם הם נתונים ספציפיים הקשורים לניסוי זה?. Br יחס המולים בין (g) ו- I II המסה המולרית של החומרים שמשתתפים בתהליך זה.. NaBr הריכוז של תמיסת III IV נפח ה- (g) שהוזרם. I ו- II בלבד. III ו- IV בלבד. III,I ו- IV בלבד. כל הנתונים

204 04 בחינת מתכונת 1 ד. בכפית שטוחה של סוכר יש 3.4 גרם סוכר,. לתוך כוס תה הוכנסו כפיות 1 11(s) שטוחות של סוכר. נפח תמיסת התה בגמר ההכנה היה 00 מ"ל. מהו ריכוז הסוכר בתה? 0.0M M 0.1M 34.M..3.4 ה. בטבלה שלפניכם מוצגות תוצאות של מספר ניסויים. בכל ניסוי הוכנסה לוחית מתכת לתמיסה מימית שהכילה יונים של מתכת אחרת. הסימן (+) מציין שהתרחשה תגובה. הסימן ( ) מציין שלא התרחשה תגובה. r 3+ Mg + Au + Au (s) + Mg (s) + r (s) לפניכם ההיגדים הבאים: Au + הוא המחזר הטוב ביותר. I. Mg (s) >r (s) >Au(s) סדר המתכות על-פי יכולתן לחזר הוא II III יוני מתכת הם מחמצנים בלבד כי דרגת החמצון שלהם מינימלית. r 3+ בין המתכת (s) Mg ליוני מתרחשת התגובה: IV 3+ + (s) (s) 3Mg +r 3Mg + r מהם ההיגדים הנכונים?.1 II ו- IV בלבד. II,I ו- IV בלבד. III,II ו- IV בלבד. כל ההיגדים נכונים...3.4

205 ה, ה, בחינת מתכונת 05 1 ו. לפניכם ארבעה תהליכים שבהם ניתן לקבל: (g) S מ- S 8(s) I (s) K מ- K (s) II A מ- 3(s) מ-( ( A (s) (g) III IV באילו מן התהליכים IV - I יש צורך במחמצן? I ו- II בלבד. III ו- IV בלבד. I ו- III בלבד. II ו- IV בלבד ז. מהו המשפט הנכון?.1 כאשר מערבבים 0.1 ליטר תמיסת 1M עם 0. ליטר תמיסת,0.5M Na מתקבלת תמיסה בעלת. p 7. כאשר מוסיפים 0.1 ליטר תמיסת 0.1M Na לכלי המכיל 0.1 ליטר תמיסת - p של התמיסה בכלי יורד. 0.1M כאשר מוסיפים (s) K ל- 0.1 ליטר תמיסת 0.1M K - p של התמיסה אינו.3 משתנה. 4. כאשר מוסיפים 0.56 גרם (s) K ל- 0.1 ליטר תמיסת 1M, מתקבלת תמיסה בעלת. p 7

206 06 בחינת מתכונת 1. במולקולות של חומצה 18 3 ח. הנוסחה המולקולרית של חומצת שומן מסוג אומגה 6 היא זו יש שני קשרים כפולים. איזו מנוסחאות המבנה שלפניכם מייצגת מולקולה של חומצת השומן מסוג אומגה 6?

207 בחינת מתכונת 07 1 ניתוח קטע ממאמר מדעי. קראו את הקטע שלפניכם, וענו על כל הסעיפים הבאים אחריו. הקפידו לרשום ניסוחים מאוזנים ויחידות נכונות. חומציות בקיבה ותרופות סותרות חומצה הקיבה היא כיס שרירי הנמצא בחלקו הקדמי של חלל הבטן. רוב המזון מגיע לקיבה בלתי- מעוכל, כחלקיקים מעורבבים בריר. כניסת מזון לקיבה מעוררת בה פעילות מוגברת. על דפנות הקיבה קפלים רבים ותאים ריריים. עמוק בתוך הרקמה שקועות בלוטות שמייצרות ומפרישות מיצי עיכול. פעולת השרירים אחראית לערבוב המזון עם מיצי העיכול. ה- p של נוזלי הקיבה נע תמיד בין הפרשות הקיבה נחלקות לשלושה סוגים: 1. אנזימים, כמו ליפאז שתפקידו לזרז את הפירוק של חלק מהשומנים, ופפסין המזרז את הפירוק של חלק מהחלבונים לפפטידים (פעילות אופטימלית של פפסין מתרחשת ב- = ;(p. חומצה מימן כלורית,..3 ריר וחומרי סיכה. נוזלי הקיבה החומציים מהווים מכשול לחדירה של גורמי מחלה לתוך הגוף ומשמשים כסביבה מתאימה לפעילות האנזימים. צרבת היא תחושת צריבה הנגרמת כתוצאה מחומציות יתר בקיבה. הטיפול התרופתי בצרבת כולל שימוש בתרופות סותרות חומצה המכילות חומרים כמו ו- Mg() (s) Al() 3(s) (אלומאג, מאלוקס), 3(s) Mg ו- a 3(s) (טאמס, רני), (אלקא-זלצר). תרופות אלו ניתנות במינון מתאים כך שינטרלו את עודף Na 3(s) החומציות, וישמרו על ה- p המיטבי בקיבה. (מעובד על-פי א. שמידט-הופפלד, "מזון, תזונה ובריאות", המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע, 00)

208 08 בחינת מתכונת 1 א. מדוע חשוב שה- p של נוזלי הקיבה יהיה חומצי מאוד? ציינו שתי סיבות.. Al() 3(s) ב. i נסחו את התגובה שמתרחשת עם לקיחת תרופה נגד צרבת המכילה איזה מבין הגרפים IV,III,II I, שלפניכם עשוי לתאר נכון את השתנות ה- p בקיבה עקב נטילת תרופה סותרת חומצה? נמקו את תשובתכם. p 7 p 7 זמן זמן II I p 7 p 7 זמן זמן IV III ידועות מספר "תרופות סבתא" שנועדו גם להקל על תחושת הצרבת, כמו חלב ומי-סודה (מים מוגזים). ה- p של חלב ומי-סודה הוא חומצי חלש (6-6.5). ג. ציינו סיבה אחת אפשרית להקלה בתחושת הצרבת שחשים אנשים אחרי שתיית חלב או מי-סודה. פחמימות, חלבונים ושומנים המצויים במזון מגיעים אל הגוף כמולקולות גדולות. מולקולות אלה אינן נקלטות על-ידי התאים. מערכת העיכול, באמצעות חומצות ואנזימים, מפרקת את המזון למולקולות קטנות היכולות להיקלט בתאים. מולקולות אלה נספגות ממערכת העיכול לדם ומובלות לתאי הגוף.

209 בחינת מתכונת 09 1 ד. לפניכם נוסחת מבנה של טריפפטיד. N N N 3 3 רשמו נוסחת מבנה מקוצרת לטריפפטיד הנתון. ציינו אילו אינטראקציות יכולות להיווצר בין המולקולות של הטריפפטיד. i פפסין הוא אנזים המזרז את פירוק החלבונים לחומצות אמיניות בודדות. בפירוק הטריפפטיד התקבלו שלוש חומצות אמיניות: גליצין, ואלין וסרין. N + N + N 3 3 סרין ואלין גליצין לאיזו משלוש החומצות האמיניות, גליצין, ואלין או סרין, המסיסות במים הגבוהה ביותר? נמקו את תשובתכם. רשמו נוסחת מבנה לחלקיקי הגליצין כפי שהם מצויים בתמיסה ב-. p 7 i iv הטריגליצריד העיקרי בחמאת קקאו הוא טריאולאין. טריאולאין מתפרק בקיבה לשלוש חומצות שומן זהות - חומצה אולאית. לפניכם נוסחת מבנה מקוצרת של טריאולאין. ה. i מהו סוג התגובה של פירוק טריאולאין בקיבה: איסטור, חומצה-בסיס או הידרוליזה? רשמו נוסחאות מבנה מקוצרות לתוצרי הפירוק של טריאולאין בקיבה. רשמו רישום מקוצר לחומצה אולאית. i

210 10 בחינת מתכונת 1 פרק שני (60 נקודות) ענו על שלוש מהשאלות 8-3 (לכל שאלה - 0 נקודות). הקפידו לרשום ניסוחים מאוזנים ויחידות נכונות. מבנה וקישור יהלום (s) לפניכם חמישה זוגות של חומרים. א. a (s).3 S 8(s) 3 ( ) 3N(g) Rb (s) LiBr (s) 3 ( ) (g) Rb (s) ב. ג. ד. ה. הציעו בדיקה באמצעותה אפשר להבחין בין שני החומרים שבכל אחד מזוגות החומרים א - ה. הציעו לכל זוג בדיקה שונה. הסבירו את תשובותיכם ברמה המיקרוסקופית. אם ההבחנה היא באמצעות תגובה, נסחו את התגובה. חישובים בכימיה יוני נתרן,, Na מסייעים בשמירת מאזן הנוזלים, המלחים והחומצות בגוף. הם משתתפים.4 בתפקוד תאי העצב והשרירים, בשמירה על קצב לב תקין ובספיגת גלוקוז ממערכת העיכול לדם. ריכוז גבוה מדי או נמוך מדי של יוני Na בגוף יכול לשבש את תפקודו. יוני Na מצויים בכל המזונות, ובעיקר במלח בישול, (s). Na המנה המומלצת של יוני Na היא,00 מ"ג יוני נתרן ליום. צריכה של יותר מ- 3,000 מ"ג ליום יכולה לגרום לבצקת Na ולעלייה בלחץ הדם. חריגה מן המנה המומלצת מביאה לעלייה בריכוז יוני בדם.. Na (s) א. i רשמו ניסוח לתהליך ההמסה במים של הניחו כי כל יוני הנתרן מקורם במלח בישול, וחשבו כמה גרם מלח מותר לאכול ביום כדי לא לעבור על המנה המומלצת.

211 בחינת מתכונת 11 1 ב. לחדר מיון הגיע חולה עם לחץ דם גבוה ובצקת בגפיים. הועלה חשד שהוא סובל מעודף יוני נתרן בדם. בבדיקה שנערכה נמצא שריכוז יוני הנתרן בדמו של החולה היה 0.035M. קבעו, על-פי תוצאות הבדיקה, אם החולה צרך יוני Na מעבר למנה המומלצת. פרטו את חישוביכם. הניחו כי נפח הדם אצל אדם ממוצע הוא חמישה ליטרים. ג. שתיית כמות גדולה של מים שאינם מכילים יוני נתרן יוצרת הרעלת מים. כאשר ריכוז יוני הנתרן נמוך מאוד, יש חשש להרעלת מים המסכנת חיים. הטיפול כולל בין היתר מתן תמיסה לטיפול דרך הווריד (אינפוזיה). הריכוז הכולל של יוני נתרן ושל יוני כלור בתמיסה זו הוא 0.31M. מהו הריכוז של כל אחד מהיונים בתמיסה המתאימה לטיפול דרך הווריד? פרטו את חישוביכם. Na ד. במעבדה בדקו אם הריכוז של תמיסת מתאים לטיפול דרך הווריד. מדגם של 100 מ"ל מהתמיסה הגיב בשלמות עם 31 מ"ל תמיסת 3 AgN 1M בתגובה שניסוחה: האם תמיסה זו מתאימה לטיפול דרך הווריד? פרטו את חישוביכם. (s) Ag Ag Na ה. לרשותכם תמיסת בריכוז 0.6M. כמה מ"ל מתמיסה זו יש למהול במים כדי להכין 1 ליטר של תמיסה המתאימה לטיפול דרך הווריד? פרטו את חישוביכם. חמצון-חיזור השאלה עוסקת באקונומיקה שהיא תמיסה של (s) Na במים. אקונומיקה היא חומר מלבין..5 Na (s) א. i רשמו תגובה להמסת במים. האם תמיסת (s) Na מוליכה זרם חשמלי? נמקו את תשובתכם. כתם צבע יכול להיות חומר בעל מולקולות מסוג R 1 = R ) R 1, R הם שרשרות פחמימנים). התהליך אותו עוברות מולקולות הכתם בעת ההלבנה עם אקונומיקה הוא: R 1 = R Na ¾¾¾¾ R 1 R

212 1 בחינת מתכונת 1 i ב. מהו המטען החלקי על אטומי הפחמן בקבוצות הפונקציונליות במגיבים ובתוצרים? האם התהליך אותו עוברות המולקולות המרכיבות את כתם הצבע הוא תהליך חמצון או תהליך חיזור? נמקו את תשובתכם. () (1) ג. לפניכם שלוש אפשרויות לתוצר המתקבל מן האקונומיקה בעת ההלבנה: (3) בחרו את התוצר המתקבל מן האקונומיקה בעת ההלבנה. הסבירו מדוע לא בחרתם בכל אחת משתי האפשרויות האחרות. i Na (s) ד. הכינו תמיסת אקונומיקה על ידי המסת 7.45 גרם במים. נפח התמיסה הסופי היה 00 מ"ל. i מהו ריכוז תמיסת האקונומיקה? כדי להלבין את כתם הצבע השתמשו ב- מ "ל מהתמיסה שהוכנה. כל כמות האקונומיקה שנלקחה הגיבה עם הכתם. כמה מול אלקטרונים עברו מן האקונומיקה אל כתם הצבע? פרטו את חישוביכם. מבנה וקישור לפניכם טבלה ובה מידע חלקי על ארבעה חומרים. המידע נרשם בשלוש רמות הבנה שונות בכימיה. המספרים שבסוגריים בטבלה מייצגים את המספר האטומי של היסוד..6 רמה מאקרוסקופית יוד (53) מוצק בטמפרטורת החדר מוליך חשמל בנתך מתמוסס במים בכל היחסים רמת הסמל A() ( ) 5 ( ) 5 רמה מיקרוסקופית יונים ניידים של בריום (56) ויונים ניידים של כלור (17) יכולים לנוע בתנועה מכוונת בתמיסה מימית א. העתיקו את הטבלה למחברותיכם והשלימו אותה.

213 ר. בחינת מתכונת 13 1 i ב. הסבירו את העובדות הבאות ברמה המיקרוסקופית: טמפרטורת ההיתוך של זרחן,, P 4 גבוהה מטמפרטורת ההיתוך של אתאנול,. 5 הקסאן,. 4( ) מתמוסס בפחמן ארבע כלורי,, 6 14( ) טמפרטורת הרתיחה של היא ואילו טמפרטורת הרתיחה של 3N 65 היא 3. 6 i ג. טמפרטורת הרתיחה של פרופאנול,, 3 היא 97 שמו נוסחת מבנה לאיזומר של פרופאנול שטמפרטורת הרתיחה שלו נמוכה מ-. 97 חומצות ובסיסים אינדיקטורים לחומצות ולבסיסים הם חומצות חלשות (In) או בסיסים חלשים.(In) In מסמל אינדיקטור שהוא חומצה חלשה. לצורתם המיוננת של האינדיקטורים צבע שונה מזה של צורתם הבלתי-מיוננת. בתמיסה מימית של האינדיקטור In מתקיים שיווי-המשקל:.7 In In ( ) 3 צבע 1 צבע Na א. בהוספת תמיסת לתמיסת האינדיקטור מתקבל צבע. בהוספת תמיסת לתמיסת האינדיקטור מתקבל צבע 1. לפניכם שני היגדים, i ו-. קבעו עבור כל אחד מההיגדים אם הוא נכון או לא נכון. נמקו את קביעותיכם. N 3(g) בהוספת i לתמיסת האינדיקטור מתקבל צבע 1. בהוספת 3 לתמיסת האינדיקטור מתקבל צבע 1. הצבעים של צמחים רבים, בעיקר האדומים, הכחולים והסגולים, רגישים לשינויי,p ולכן הם יכולים לשמש כאינדיקטורים לחומצה-בסיס. צבעם החום של עלי התה נובע מנוכחות תנין וחומצה תנית. הצבע של החומצה התנית רגיש לשינויי.p כאשר מוסיפים לימון, הצבע של התה נעשה בהיר יותר, כי הלימון מכיל חומצה ציטרית.

214 14 בחינת מתכונת 1. N 3,, Mg ב. נתונות תמיסות מימיות של שלושה חומרים: איזו מהתמיסות עשויה לגרום לצבע התה להפוך בהיר יותר? נמקו את תשובתכם.. Na (s), 3 ( ), (g) נתונים ארבעה חומרים: ), S 4( ג. i נסחו את תהליכי ההמסה במים של כל אחד מהחומרים הנתונים. ציינו בכל מקרה אם ה- p של התמיסה גדול מ- 7, קטן מ- 7 או שווה ל- 7. בטבלה שלפניכם מידע על סוגי תה צמחים וצבעיהם בתמיסות בעלות p חומצי או בסיסי. p 7 ב- p 7 תה ב- p 7 יסמין צהוב חום כהה לוונדר ורוד סגול ירוק תפוז אדום ירוק Na ד. i האם אפשר להשתמש בתה לוונדר כדי להבחין בין תמיסת לבין תמיסת? 3 נמקו את תשובתכם. באיזה/באילו מהאינדיקטורים שבטבלה אפשר להשתמש כדי להבחין בין תמיסת Na לבין תמיסת? נמקו את תשובתכם. לתה יסמין הוסיפו תמיסת. Na האם הצבע של התה השתנה לצהוב, לחום כהה, i או לא השתנה כלל? נמקו את תשובתכם. טיטרציה של חומצה ובסיס היא שיטת עבודה כמותית, המתבססת על תגובת הסתירה בין חומצה לבסיס. באמצעותה ניתן לקבוע ריכוז של תמיסת בסיס או חומצה. S 4 ה. i לכלי התגובה הכניסו תמיסת ואינדיקטור מתאים וטיטרו בעזרת תמיסת Na עד לשינוי הצבע של האינדיקטור. רשמו ניסוח מאוזן לתגובה שהתרחשה. באיזה מהאינדיקטורים שבטבלה תבחרו לטיטרציה של תמיסת 4 S עם תמיסת? Na נמקו את תשובתכם.

215 בחינת מתכונת 15 1 (16 :1 7, cis) טעם של כימיה.8 החומצה הפלמיטולאית היא מרכיב בשמנים שמקורם בקוקוס, גרעיני כותנה וזיתים. בתגובה בין החומצה הפלמיטולאית לבין גז מימן, (g) החומצה הפלמיטית. (תגובת הידרוגנציה), מתקבלת א. i רשמו את נוסחאות המבנה המקוצרות של החומצה הפלמיטולאית והחומצה הפלמיטית. בתגובה עם תשובתכם. (g), האם החומצה הפלמיטולאית עוברת חמצון או חיזור? נמקו את ב. הסבירו מדוע תהליך ההידרוגנציה גורם לקבלת מרגרינה מוצקה מהשמן הנוזלי. ג. מקובל להוסיף למרגרינה ויטמינים המסיסים בשומן (A, E). D, לפניכם נוסחת מבנה של ויטמין A הסבירו מדוע ויטמין A מסיס בשומן. ד. שמן עובר חמצון כאשר הוא נחשף לאוויר ולאור ומתקלקל. הוספת אנטיאוקסידנטים (נוגדי חמצון), כמו ויטמין A, מונעת תהליך זה. הסבירו כיצד האנטיאוקסידנט מונע את קלקול השמן.

216 16 בחינת מתכונת 1 פתרונות שאלה 1 ח ז ו ה ד ג ב א פרוטונים, 86 אלקטרונים ו- 136 נויטרונים. ל- א Rn ל- 84 פרוטונים, 84 אלקטרונים ו- 134 נויטרונים Po משפטים I ו- IV נכונים. ב.. X ו- Y נמצאים בשורה השלישית בטבלה המחזורית. על-פי נוסחאות הכלורידים, לשני היסודות X ו- Y יכולת קישור (ערכיות) 3. אחד מהם נמצא בטור השלישי, והוא בעל שלושה אלקטרונים ערכיים, זהו A (מתכת). השני נמצא בטור החמישי והוא בעל חמישה אלקטרונים ערכיים (מתוכם שלושה אלקטרונים בודדים שהם אלקטרונים קושרים), זהו P (אל-מתכת).. A כוחות המשיכה בין היונים חזקים, יוני אלומיניום יוצרים עם יוני כלור תרכובת יונית, 3 התרכובת מוצקה בטמפרטורת החדר. במצב צבירה נוזלי היונים ניידים. החומר A במצב 3 צבירה נוזל מוליך זרם חשמלי, כי היונים נעים בתנועה מכוונת אל האלקטרודות המתאימות. אטומי זרחן יוצרים עם אטומי כלור תרכובת מולקולרית. P 3 חומר מולקולרי יכול להיות מוצק, נוזל או גז בטמפרטורת החדר, בהתאם לחוזק האינטראקציות הבין-מולקולריות בין המולקולות שלו. במצב צבירה נוזלי אין חלקיקים טעונים (יונים או אלקטרונים) בעלי כושר ניידות, ולכן חומרים מולקולריים אינם מוליכים. תשובות שגויות כל החומרים היוניים הם מוצקים בטמפרטורת החדר, וכך גם התרכובות במצב צבירה גזי. - A לא ייתכן ששתי 3 A חומר יוני, מוליך זרם חשמלי במצב צבירה נוזלי. P 3 חומר מולקולרי, לא מוליך 3 זרם חשמלי במצב צבירה נוזלי..1.3

217 בחינת מתכונת 17 1 נוסחת החומר נקבעת לפי יכולת הקישור של האטומים הקשורים. לאטומים של יסודות מהטורים 1 ו- 7 יכולת קישור 1. לאטומים של יסודות מהטורים ו- 6 יכולת קישור. לאטומים של יסודות מהטורים 3 ו- 5 יכולת קישור 3. לאטומים של יסודות מטור 4 יכולת קישור 4. לכן יכולים להיות כלורידים של שני יסודות שונים באותה שורה, שלהם אותה יכולת קישור..4 ג.. הנתונים הקבועים בתהליך המתרחש הם ניסוח התהליך, המסות המולריות של החומרים. הנתונים הספציפיים קשורים לכמויות המגיבים שנלקחו לצורך התגובה ולתנאים בהם מתבצע התהליך. נתונים II ו- IV הם הנתונים הספציפיים הקשורים לניסוי הנתון. m gr ד. 3. m מסת הסוכר שהוכנסה לתה: - המסה המולרית של הסוכר: 34 גרם למול. M W m 6.84 n 0.0mol M 34 W n M V 0. n מספר המולים של הסוכר: ריכוז הסוכר בתמיסת התה: ה. 1. על-פי התוצאות בטבלה ניתן לדרג את יוני המתכות על-פי יכולתם לחמצן ואת המתכות על-פי יכולתן לחזר. הכושר לחמצן: 3 Au r Mg Mg r Au הכושר לחזר: (s) (s) (s) היגדים II ו- IV נכונים. בהיגד II מופיע סדר המתכות הנכון על-פי יכולתן לחזר, ובהיגד IV מופיעה תגובה נכונה ומאוזנת בין מגנזיום ליוני כרום. היגד I אינו נכון כי יוני Au הם המחמצנים הטובים ביותר. היגד III אינו נכון כי דרגת החמצון של יוני המתכות היא בדרך כלל מקסימלית ואף פעם לא מינימלית. דרגת חמצון מינימלית 0 יש ליסודות המתכתיים.

218 18 בחינת מתכונת 1 ו. 4. מחמצן דרוש לתהליכי חמצון. בתהליכי חמצון יש עלייה בדרגת החמצון. יש ירידה בדרגת החמצון של אטומי S. התהליך הוא תהליך חיזור. יש צורך במחזר לתהליך. S S I יש עלייה בדרגת החמצון של אטומי. התהליך הוא תהליך חמצון. יש צורך במחמצן לתהליך. K K II. A יש ירידה בדרגת החמצון של יוני 3 התהליך הוא תהליך חיזור. יש צורך במחזר לתהליך. A A III יש עלייה בדרגת החמצון של אטומי. התהליך הוא תהליך חמצון. יש צורך במחמצן לתהליך IV בתהליכים II ו- IV יש צורך במחמצן לתהליך.. או בריכוז יוני 3 ז. 1. p של תמיסה משתנה כאשר יש שינוי בריכוז יוני ושל יוני 3 נחשב את מספר המולים של יוני שהגיבו ביניהם בתגובת סתירה. (g) ( ) 3 1 : 1 : 1 : 1 0.1liter 1M 0.1mol 0.1mol יחס מולים נפח התמיסה (V) ריכוז () מספר מולים (n)

219 בחינת מתכונת 19 1 (s) ( ) Na Na 1 : 1 : 1 0.liter 0.5M 0.1mol 0.1mol יחס מולים נפח התמיסה (V) ריכוז () מספר מולים (n) התגובה שהתרחשה: 3 ( ) יחס מולים 1 : 1 : 0.1mol 0.1mol מספר מולים (n). 3 מספר המולים של יוני שווה למספר המולים של יוני התרחשה סתירה מלאה. ה- p של התמיסה המתקבלת יהיה 7. תשובות שגויות הוספת תמיסת, Na בעלת p ניטרלי, לכלי המכיל תמיסת חומצה, גורמת למיהול. תמיסת החומצה. ריכוז יוני ההידרוניום קטן, כי אותו מספר מולים של יוני הידרוניום נמצא. p 7 בהוספת המוצק (s) K מתרחשת תגובת המסה: בנפח תמיסה גדול יותר. ה- p יעלה..3 לתמיסת K (s) ( ) K K ריכוז יוני בכלי גדל. ה- p של התמיסה יעלה. נחשב את מספר המולים של (s) K שהוכנסו לתמיסה..4 K (s) 0.56gr 56gr/mol 0.01mol מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n)

220 0 בחינת מתכונת 1 3 שהיו בכלי התגובה. נחשב את מספר המולים של יוני (g) ( ) 3 1 : 1 : 1 : 1 יחס מולים 0.1liter 1M 0.1mol 0.1mol נפח תמיסה (V) ריכוז התמיסה () מספר מולים (n) הוספת (s) K לתמיסת תגרום לתגובת סתירה. (s) 3 ( ) K K 1 : 1 : 1 : 1 : : עודף 0 3 בתמיסה לפני ההוספה של K הוא 0.1 מול. (s) 3 שהגיבו הוא 0.01 מול. יחס מולים מספר המולים בכלי מספר המולים שהגיבו מספר המולים שנותרו מספר המולים של יוני מספר המולים של יוני. p 7 בתום התגובה יש עודף יוני הידרוניום, ולכן ה- p של התמיסה יהיה ח. 3. למולקולה הנתונה של חומצת השומן מסוג אומגה 6 יש 18 אטומי פחמן בשרשרת. הקשר הכפול הראשון יופיע בין פחמן 6- לפחמן 7- בשרשרת. את מיקום הקשר הכפול הראשון נהוג לספור מאטום הפחמן הקיצוני, המרוחק ביותר מהקבוצה הקרבוקסילית. בחומצות שומן שיש בהן שני קשרים כפולים, ממוקמים קשרים אלו, כך שביניהם מרווח של קבוצת אחת. נוסחת מבנה 3 מייצגת מולקולה של חומצת שומן מסוג אומגה

221 בחינת מתכונת 1 1 תשובות שגויות 1. מיקום הקשר הכפול אינו נכון. הקשר הכפול הראשון ממוקם בין פחמן 9- לפחמן 10-. הקשרים הכפולים צמודים, אין ביניהם מרווח של קבוצת (קשר כפול בין פחמן 6- לבין. פחמן 7- וקשר כפול בין פחמן 8- לבין פחמן 9-). 4. לחומצת השומן 19 אטומי פחמן בשרשרת, ולא 18. שאלה ה- p של נוזלי הקיבה חומצי מאוד. עובדה זו חשובה משתי סיבות: נוזלי הקיבה החומציים מהווים מכשול לחדירה של גורמי מחלה לתוך הגוף. (1) נוזלי הקיבה החומציים משמשים כסביבה מתאימה לפעילות האנזימים. () א. 3 ב. i התהליך המתרחש בעת לקיחת תרופה נגד צרבת הוא תהליך חומצה-בסיס. יוני שבקיבה מגיבים עם הבסיס שבתרופה, יש מעבר פרוטונים, התהליך שמתרחש:, ונוצרות מולקולות מים. 3 3(s) 3 ( ) A() 3 A 6 התרופה סותרת את עודף החומציות - עודף יוני ההידרוניום בקיבה. בעקבות נטילת התרופה, 3 ריכוז יוני בקיבה יורד וה- p עולה עד ל- p הקבוע של נוזלי הקיבה. הגרף המתאר נכון את השתנות ה- p בקיבה עקב נטילת תרופה סותרת חומצה, הוא גרף.III בגרף זה, בעקבות נטילת התרופה, ה- p בקיבה עולה ומגיע חזרה ל- p הקבוע של נוזלי הקיבה, בין 1.5 ל-.. גרף גרף I אינו מתאים, כי ה- p בגרף עולה באופן רציף. ה- p של נוזלי הקיבה נע תמיד בין 1.5 ל- II אינו מתאים, כי ה- p בקיבה עולה ל-. p 7 הקיבה אינה יכולה למלא את תפקידה בעיכול מזון ב- p זה. גרף IV אינו מתאים, כי ה- p יורד בעקבות נטילת התרופה.

222 בחינת מתכונת 1 (1) ג. סיבות אפשריות להקלה שחשים אנשים אחרי נטילת "תרופות סבתא" הן: עלייה ב-,p עקב ירידה בריכוז יוני 3 על-ידי מיהול (הגדלת נפח התמיסה בקיבה). עלייה ב-,p עקב ירידה בריכוז יוני 3 בעקבות ערבוב חומצה חלשה (חלב או סודה) () בחומצה חזקה.( ) חלב מכיל חומצות שומן היוצרות מעטפת שומנית על רירית הקיבה, מה שמקל על תחושת הצריבה. (3) ד. i נוסחה מקוצרת לטריפפטיד: N N N בין המולקולות של הטריפפטיד הנתון יכולות להיווצר אינטראקציות ון-דר-ולס ואינטראקציות מסוג קשרי מימן. בפירוק הטריפפטיד התקבלו שלוש חומצות אמיניות בודדות: גליצין, ואלין וסרין. i N + N + N 3 3 סרין ואלין גליצין לכל החומצות האמיניות מבנה דומה: N R החומצות האמיניות נבדלות זו מזו רק בקבוצת הצד R. רק קבוצת הצד של סרין יכולה ליצור אינטראקציות מסוג קשרי מימן עם המים, לכן מבין שלוש החומצות האמיניות הנתונות, לסרין המסיסות במים הגבוהה ביותר. לסרין המסיסות במים הגבוההביותר.

223 בחינת מתכונת 3 1 בתמיסה מימית ב- p 7 מתקבלים ממולקולות הגליצין חלקיקים טעונים (דו-יון). iv ה. i תגובת הפירוק של טריאולאין בקיבה היא תגובת הידרוליזה. תגובת איסטור היא התגובה בה נוצר טריגליצריד מגליצרול וחומצות שומן. תגובת חומצה-בסיס היא תגובה בה יש מעבר של פרוטון, 3 N. תוצרי הפירוק של טריאולאין בקיבה הם: חומצה אולאית גליצרול. 18,19: cis רישום מקוצר של חומצה אולאית: i שאלה 3 בין א. (s) a לבין (s) יהלום אפשר להבחין באמצעות בדיקת המוליכות החשמלית. (s) a הוא מתכת, הבנויה מיונים חיוביים בים של אלקטרונים ניידים. כאשר מכניסים את המתכת למעגל חשמלי, האלקטרונים נעים בתנועהמכוונת. לכן (s) a מוליך זרם חשמלי. (s) יהלום הוא סריג אטומרי-קוולנטי שבו כל אטום פחמן קשור בקשרים קוולנטיים לארבעה אטומי פחמן אחרים. במבנה זה אין אלקטרונים ניידים שיכולים לנוע בתנועה מכוונת, ולכן היהלום אינו מוליך זרם חשמלי. אפשרות נוספת לתשובה: הבחנה באמצעות בדיקת ריקוע. LiBr (s) S 8(s) ב. אפשר להבחין בין לבין על-ידי בדיקת מסיסותם במים של שני החומרים. כאשר נוסיף מים לכלי המכיל (s) LiBr תתקבל תמיסה צלולה. כאשר נוסיף מים לכלי המכיל (s)8 S נראה עכירות, והגפרית המוצקה תשקע לתחתית הכלי. הוא חומר יוני. (s) LiBr מתמוסס במים, כי בין מולקולות המים הקוטביות לבין היונים LiBr (s) החיוביים והשליליים נוצרים כוחות משיכה חזקים יותר מכוחות המשיכה בין היונים בסריג היוני של. LiBr (s)

224 4 בחינת מתכונת 1 (s) ( ) LiBr Li Br תהליך ההמסה במים של (s) : LiBr S 8(s) (גפרית) הוא חומר מולקולרי. בין המולקולות של גפרית קיימות אינטראקציות ון-דר-ולס. מולקולות 8(s) S אינן קוטביות. מולקולות המים הן קוטביות, אטומי המימן "חשופים" מאלקטרונים, וביניהם לבין אטומי חמצן של מולקולות שכנות קיימות אינטראקציות מסוג קשרי מימן. לא נוצרת משיכה חשמלית בין מולקולות הגפרית לבין מולקולות המים. לכן הגפרית אינה מתמוססת במים. אפשרויות נוספות לתשובה: (1) הבחנה באמצעות בדיקת טמפרטורת ההיתוך. () הבחנה באמצעות בדיקת המסיסות בממס אל-מימי (כגון הקסאן) שיוצר אינטראקציות ון-דר-ולס בלבד. ) 3 ( לבין ) 3 ( על-ידי מדידת טמפרטורת הרתיחה. ג. נבחין בין לפרופאנול, ), 3 ( טמפרטורת רתיחה גבוהה מזו של פרופאנאל,. 3 ( ) נוסחת ייצוג אלקטרונים של פרופאנול: - + פרופאנול הוא חומר מולקולרי קוטבי ובין המולקולות שלו מתקיימות אינטראקציות ון-דר-ולס וקשרי מימן. בפרופאנול יש אטום מימן "חשוף" מאלקטרונים, כי הוא קשור לאטום חמצן בעל אלקטרושליליות גבוהה. אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים יימשכו לזוגות אלקטרונים לא- קושרים שעל אטומי חמצן במולקולות שכנות, וייווצרו קשרי מימן בין המולקולות. נוסחת ייצוג אלקטרונים של פרופאנאל: הפרופאנאל הוא חומר מולקולרי קוטבי, ובין המולקולות שלו מתקיימותאינטראקציות ון-דר-ולס. לא קיימים במולקולה אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים, ולכן בין מולקולות חומר זה לא נוצרים קשרי מימן.

225 בחינת מתכונת 5 1 למולקולות של שני החומרים ענן אלקטרונים בגודל דומה, ולכן חוזק אינטראקציות ון-דר-ולס דומה. האינטראקציות בין מולקולות 3 חזקות מהאינטראקציות בין מולקולות 3 בשל קיום קשרי מימן, ולכן טמפרטורת הרתיחה של ) 3 ( גבוהה מזו של ). 3 ( אפשרות נוספת לתשובה: הבחנה באמצעות תגובת איסטור. ד. אפשר להבחין בין החומרים. (g) (g) ל- 3N(g) על-ידי בדיקת ה- p של התמיסות המימיות של שני הוא חומר מולקולרי המגיב עם מים בתגובת חומצה-בסיס. אטום החמצן במולקולות יוני המים, הטעון במטען חלקי שלילי, מושך אליו את אטום המימן במולקולות, הטעון מטען חלקי חיובי. אטומי המימן ה"חשופים" מאלקטרונים נקשרים לאטומי החמצן שבמולקולות המים. נוצרים 3 ויוני. p 7 (g) ( ) 3. מתקבלת תמיסה בעלת 3N(g) הוא חומר מולקולרי המגיב עם מים בתגובת חומצה-בסיס. אטום החנקן, הטעון במטען חלקי שלילי במולקולות 3N מושך אליו אטום מימן הטעון מטען חלקי חיובי ממולקולות המים. אטומי המימן ה"חשופים" מאלקטרונים נקשרים לאטומי החנקן שבמולקולות נוצרים יוני. 3N ויוני. p מתקבלת תמיסה בעלת 7. 3N3 N N 3 (g) ( ) 3 3 אפשר להבחין בין התמיסות המימיות של שני החומרים בעזרת אינדיקטורים כמו לקמוס, פנולפתלאין ומי כרוב. בתמיסת נייר לקמוס אדום ישתנה לכחול. אפשרות נוספת לתשובה: הבחנה באמצעות הוספת נייר לקמוס כחול ישתנה לאדום. בתמיסת 3N. Mg (s) Rb (s) Rb (s) ה. אפשר להבחין בין לבין על-פי התנהגותם במים. - מתכת אלקאלית מטור ראשון, מגיבה עם מים תוך שחרור גז מימן, (g). Rb (s) מבחינים בבועות גז שעולות מתוך התמיסה. ) (g) גז דליק ואפשר לזהותו באמצעות גפרור דולק. כאשר המימן בוער נשמע קול נפץ).

226 6 בחינת מתכונת 1 1 (s) ( ) (g) *Rb Rb בהמסת (s) Rb במים לא מבחינים בשחרור בועות גז. (s) ( ) Rb Rb - חומר יוני קל-תמס. Rb (s) אפשרויות נוספות לתשובה: מדידת ה- p של התמיסה, בדיקת מוליכות חשמלית במוצק. * התלמיד לא צריך לדעת לנסח את התגובה. שאלה 4 (s) ( ) Na Na : Na (s) א. i תהליך ההמסה במים של m 00 mg. gr המנה היומית המומלצת של יוני נתרן,, Na היא: נחשב כמה גרם מלח בישול אפשר לאכול ביום מבלי לעבור על המנה המומלצת. (s) ( ) Na Na 1 : 1 : 1 יחס מולים 5.59gr.gr מסה (m) 58.45gr/mol 3gr/mol 0.096mol 0.096mol מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) מותר לאכול עד 5.59 גרם מלח בישול ביום. Na Na ב. נחשב כמה מול יוני יש בדמו של החולה ונשווה למספר המולים של יוני במנה המומלצת. [Na ] 0.035M ריכוז יוני Na בדמו של החולה: V 5liter n V mol מספר המולים של יוני Na בדמו של החולה: המנה המומלצת לצריכה של יוני Na היא מול. החולה צרך יוני Na מעבר למנה המומלצת.

227 בחינת מתכונת 7 1 כולל 0.31M 0.31M Na ג. ריכוז היונים הכולל בתמיסה לטיפול דרך הווריד: בתמיסת על כל מול יוני יש מול יוני כולל M Na. Na Na ריכוז כל אחד מהיונים בתמיסת האינפוזיה: 0.155M. : Na AgN 3 Ag ד. נבדוק כמה מול יוני יש בתמיסת שהגיבה עם תמיסת 3(s) 3 ( ) AgN Ag N 1 : 1 : 1 1M liter 0.031mol 0.031mol 0.031mol יחס מולים ריכוז () נפח התמיסה (V) מספר מולים (n) נבדוק כמה מול יוני שקעו: (s) Ag Ag 1 : 1 : mol 0.031mol יחס מולים מספר מולים (n) נבדוק כמה מול יונים יש בתמיסה הנבדקת: (s) ( ) Na Na 1 : 1 : mol 0.031mol יחס מולים מספר מולים (n). Na בתמיסה שנבדקה יש מול יוני ו מול יוני n mol כולל V 0.1lit n M V 0.1 מספר המולים הכולל של היונים בתמיסה: כולל הריכוז הכולל של היונים בתמיסה הוא 0.6M, ולכן היא אינה מתאימה לטיפול דרך הווריד.

228 8 בחינת מתכונת 1 ה. נבדוק את הריכוז הכולל של היונים בתמיסה. התמיסה שלרשותנו: (s) ( ) Na Na 1 : 1 : 1 יחס מולים 0.6M 1 liter 0.6mol 0.6mol 0.6mol ריכוז () נפח (V) מספר מולים (n) n n n mol Na מספר המולים הכולל של היונים בתמיסה: נפח התמיסה 1 ליטר. הריכוז הכולל של היונים בתמיסה: כולל כולל n M V 1 הריכוז הכולל הדרוש: 0.31M. ריכוז התמיסה גדול פי ארבעה מהדרוש. יש למהול את התמיסה הנתונה פי ארבעה. כדי להכין תמיסה המתאימה לטיפול דרך הווריד, יש לקחת 50 מ"ל מהתמיסה הנתונה לתוך בקבוק מדידה שנפחו 1 ליטר ולהוסיף מים עד להשלמת הנפח ל- 1 ליטר. שאלה (s) ( ) Na ¾¾¾ Na + i א. התמיסה מוליכה זרם חשמלי, כי יש יונים חופשיים בתמיסה היכולים לנוע בתנועה מכוונת במעגל החשמלי. R 1 = R Na R 1 R ב. i

229 בחינת מתכונת 9 1 אטומי הפחמן בחומר הצבע עלו בדרגת החמצון ולכן עברו תהליך חמצון. ג. i כתם הצבע עובר חמצון ולכן התוצר המתקבל מהאקונומיקה בתהליך ההלבנה הוא תוצר החיזור, כלומר דרגת החמצון של אטומי הכלור בתוצר צריכה להיות נמוכה יותר מאשר דרגת החמצון של אטומי הכלור במגיב. דרגת החמצון של אטומי כלור במגיב: דרגת החמצון של אטומי הכלור בתוצר צריכה להיות נמוכה מ-. Na R 1 = R +1-1 Na R 1 R 0. התוצר המתאים הוא (3), חומר הצבע עבר חמצון, לכן האקונומיקה צריכה לעבור חיזור. דרגת החמצון של אטומי הכלור ב- לא השתנתה ודרגת החמצון של אטומי החמצן לא השתנתה, ולכן לא ייתכן שזהו תוצר של תהליך חיזור. דרגת החמצון של אטומי הכלור ב- עלתה ודרגת החמצון של אטומי החמצן לא השתנתה, ולכן לא ייתכן שזהו תוצר של תהליך חיזור. ד. i Na 7.45gr 74.5 gr/mol 0.1mol מסה (m) מסה מולרית ) w (M מספר מולים (n) n 0.1mol 0.5M V 0.liter ריכוזתמיסת האקונומיקה הוא 0.5M.

230 30 בחינת מתכונת 1 e : : liter 0.5M 0.001mol 0.00mol יחס מולים נפח התמיסה (V) ריכוז () מספר מולים (n) 0.00 מול אלקטרונים עברו מכתם הצבע אל האקונומיקה. שאלה 6 א. רמה מאקרוסקופית יוד (53) מוצק בטמפרטורת החדר רמה מיקרוסקופית בין מולקולות דו-אטומיות של יוד במצב צבירה מוצק קיימות אינטראקציות מסוג ון-דר-ולס בין המולקולות. מולקולות יוד נעות בתנועת תנודה. רמת הסמל I (s) A Ba ( ) ( ) 5 ( ) 5 מוליך חשמל בנתך (במצב צבירה נוזלי) 3 A שבמתכת יש בין יוני אלקטרונים חופשיים הנעים בצורה מכוונת במעגל החשמלי. יוני נעים בתנועת סיבוב. A 3 התמיסה המימית של בריום כלורי מוליכה זרם חשמלי מתמוסס במים בכל היחסים יונים ניידים של בריום (56) ויונים ניידים של כלור (17) יכולים לנוע בתנועה מכוונת בתמיסה מימית. היונים מוקפים במולקולות מים כך שהקוטב המנוגד למטען היון פונה אל היון. מולקולות כוהל מוקפות במולקולות מים, ויוצרות קשרי מימן עם מולקולות מים. המולקולות נעות בתמיסה.

231 בחינת מתכונת 31 1 P 4 ב. i שני החומרים הם חומרים מולקולריים. בין מולקולות קיימות אינטראקציות מסוג ון-דר-ולס. בין מולקולות למולקולות P 4 5 קיימות אינטראקציות מסוג ון-דר-ולס וקשרי מימן. 60 אלקטרונים. למולקולות 6 5 אלקטרונים. למולקולות P 4 אלקטרונים גדול יותר. אינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות אינטראקציות ון-דר-ולס וקשרי מימן בין מולקולות לפרוק האינטראקציות בין מולקולות P 4 חזקות יותר מאשר ענן. 5 לכן תידרש אנרגיה רבה יותר, P 4 מה שמסביר את העובדה שטמפרטורת ההיתוך של P 4 גבוהה יותר. בין מולקולות 6 14 וגם בין מולקולות 4 יש אינטראקציות מסוג ון-דר-ולס. כאשר המולקולות של שני החומרים מתערבבות, נוצרות אינטראקציות ון-דר-ולס ביניהן, ולכן חומרים אלה מסיסים זה בזה. שני החומרים הם חומרים מולקולריים. בין מולקולות ון-דר-ולס וקשרי מימן. בין מולקולות וקשרי מימן. אין הבדל בגודל ענן האלקטרונים: למולקולות 3 קיימות אינטראקציות מסוג 3N קיימות אינטראקציות מסוג ון-דר-ולס 18 3 אלקטרונים, וגם למולקולות 18 3N אלקטרונים. קוטביות הקשר התוך-מולקולרי משפיעה על חוזק קשרי המימן בין המולקולות. הפרש האלקטרושליליות בין אטום לאטום גדול מהפרש האלקטרושליליות בין אטום N לאטום, ולכן אטום המימן שקשור לאטום החמצן "חשוף" יותר מאלקטרונים מאשר אטום המימן הקשור לאטום החנקן וכתוצאה מכך קשרי מימן בין מולקולות מקשרי מימן בין מולקולות העובדה שטמפרטורת הרתיחה של 3 חזקים יותר 3N ותידרש אנרגיה רבה יותר לפירוקם, מה שמסביר את 3 גבוהה יותר. i ג. שני איזומרים אפשריים הם: 3 3 (אינטראקציות ון-דר-ולס בלבד) (אינטראקציות ון-דר-ולס חלשות יותר בגלל שטח פנים קטן יותר).

232 3 בחינת מתכונת 1 שאלה 7 א. Na בסיס ו- חומצה. 3 N בסיס ו- 3 חומצה. היגד i לא נכון. בהוספת (g)3 N לתמיסת האינדיקטור יתקבל צבע כמו בהוספת תמיסת i Na לתמיסת האינדיקטור, כי שתי התמיסות בסיסיות. היגד נכון. בהוספת 3 לתמיסת האינדיקטור יתקבל צבע 1 כמו בהוספת תמיסת לתמיסת האינדיקטור, כי שתי התמיסות חומציות.. p 7 ב. לימון גורם לצבע התה להפוך בהיר יותר. הלימון מכיל חומצה, ולכן למיץ הלימון. p 7 לתמיסה המימית של Mg. p 7. p 7 N 3 לתמיסה המימית של לתמיסה המימית של רק תמיסת היא חומצית, ולכן תהפוך את הצבע של התה בהיר יותר, בדומה למיץ לימון. (s) ( ) Na Na p 7 3 ( ) 3 ( ) p 7 (g) ( ) 3 p 7 4( ) ( ) 3 4 S S p7 ג.,i p 7 3 ד. i אפשר להשתמש בתה לוונדר כדי להבחיןבין שתי התמיסות. לתמיסת p 7 וצבעה יהיה סגול בנוכחות תה לוונדר. לתמיסת Na וצבעה יהיה ירוק בנוכחות תה לוונדר., p 7 ולתמיסת Na אפשר להשתמש בכל אחד מהאינדיקטורים, כי לתמיסת. p 7 לאינדיקטורים הנתונים צבעים שונים ב- p בסיסי וחומצי. תמיסת Na בסיסית, ולכן הצבע של התה חום כהה. i

233 בחינת מתכונת ( ) 4 S Na 4 Na S i ה. יוני בתחילת הטיטרציה ה- p של התמיסה קטן מ- 7. בסוף הטיטרציה ה- p שווה ל- 7, כי כל של החומצה נסתרו על-ידי יוני 3 של הבסיס. בטיטרציה זו כדאי להשתמש בתה לוונדר. צבע התמיסה בסוף הטיטרציה יהיה סגול. שאלה 8 א. i חומצה פלמיטולאית: חומצה פלמיטית: בתהליך ההידרוגנציה מספר אטומי המימן במולקולה עולה. דרגת החמצון של אטומי הפחמן. - בקשר הכפול היא. דרגת החמצון של אותם אטומי פחמן לאחר ההידרוגנציה היא דרגת החמצון של אטומי הפחמן יורדת. לכן מולקולות החומצה הפלמיטולאית עוברות חיזור. נרשום דרגות חמצון לאטומי הפחמן המשתתפים בתגובת ההידרוגנציה: -1-1 (g) חומצה פלמיטית חומצה פלמיטולאית -

234 34 בחינת מתכונת 1 ב. מרגרינה מיוצרת משמני מאכל ותוספים. התהליך כולל הרוויית הקשרים הכפולים בחומצות השומן שבשמן, על-ידי הזרמת (g) בנוכחות הזרז ניקל. בתהליך סיפוח המימן הופכות חומצות השומן הבלתי-רוויות לחומצות שומן רוויות. הקשר הכפול מקבע את המבנה ואינו מאפשר סיבוב חופשי סביב הקשרים ופרישה של המולקולה. הקשר הכפול בעמדת ציס במולקולות חומצות השומן הבלתי-רוויות אינו מאפשר אריזה מסודרת וצפופה של המולקולות. כתוצאה מכך נוצרות פחות נקודות מגע בין המולקולות ולכן פחות דו-קטבים רגעיים. אינטראקציות ון-דר-ולס בין המולקולות עם קשר כפול במצב ציס חלשות יחסית, ולכן טמפרטורת ההיתוך נמוכה מטמפרטורת החדר, והחומר במצב צבירה נוזל. פתיחת הקשרים הכפולים משנה את המבנה של המולקולות ממצב כפוף לפרוש. המולקולות ללא הקשר הכפול פרושות ומסתדרות באריזה צפופה ומסודרת, שמאפשרת נקודות מגע רבות בין המולקולות ויצירת דו-קטבים רגעיים חזקים יותר. אינטראקציות ון-דר-ולס מתחזקות, וטמפרטורת ההתכה עולה. טמפרטורת ההתכה גבוהה מטמפרטורת החדר, ולכן תוצר התגובה עם מימן, המרגרינה, מוצק בטמפרטורת החדר. ג. מולקולת ויטמין A בנויה משייר הידרופובי גדול ומקבוצה הידרופילית קטנה,. השומן במרגרינה בנוי ממולקולות של טריגליצרידים. מולקולות של טריגליצרידים הן בעלות שיירים הידרופוביים גדולים וקבוצות הידרופיליות קטנות ( (. הערבוב ליצירת תמיסה הומוגנית ד. בין ויטמין A לטריגליצרידים נובע מיצירת אינטראקציות ון-דר-ולס בין השיירים ההידרופוביים. כתוצאה מכך ויטמין A מסיס בשומן. חומצות השומן שבשמן עוברות תהליך חמצון בנוכחות אור ואוויר. תפקיד האנטיאוקסידנט הוא לגרום להאטה של תהליך החמצון בשמן. האנטיאוקסידנטים הם מחזרים טובים שקל יחסית למשוך מהם אלקטרונים. לכן האנטיאוקסידנטים מגיבים עם מולקולות החמצן שבאוויר, במקום המולקולות של חומצות השומן, וגורמים לכך שפחות מולקולות חומצות שומן יעברו חמצון. פעולה זו מעכבת את קלקול השמן.

235 ל( בחינת מתכונת 35 בחינת מתכונת השאלות פרק ראשון - חובה (40 נקודות) ענו על שתי השאלות 1 ו- (לכל שאלה - 0 נקודות) ענו על כל הסעיפים א-ח בגיליון התשובות המצורף (לכל סעיף -.5 נקודות). בכל סעיף הקיפו במעגל את הספרה המציינת את התשובה הנכונה. לפני שתענו, קראו את כל התשובות האפשריות..1 א. נתונים ערכי אנרגיית יינון ראשונה של ארבעה יסודות עוקבים המסומנים באותיות D., B, A, יסוד A המספר האטומי הנמוך ביותר.) D B היסוד A אנרגיית יינון (kj/mol) מהו המשפט הנכון? היסודות B, A, ו- D נמצאים באותה שורה בטבלה המחזורית. היסוד עשוי להיות נתרן,.Na לאטום של היסוד B יש יותר רמות אנרגיה מאשר לאטום של היסוד A. נוסחת התחמוצת של היסוד D היא. D ב. קצה של גפרור מכיל את התרכובת חמצן, והגפרור נדלק: (s)3. PS 4 שפשוף הגפרור בדופן הקופסה גורם לתגובה עם PS 4 3(s) 8(g) P 4 10(s) 3S(g) בהנחה שקצה הגפרור מכיל גרם (s)3, PS 4 כמה גרם חמצן, (g), דרושים להדלקת 100 גפרורים? 1.8 גרם 1.1 גרם גרם גרם..1

236 36 בחינת מתכונת ) 5 ( (האלכוהול במשקה), נספג בדם. בין ג. כאשר שותים משקה אלכוהולי, אתאנול, מולקולות האתאנול לבין מולקולות המים שבדם נוצרות אינטראקציות מסוג קשרי מימן. איזה/אילו מבין התיאורים הסכמתיים שלפניכם עשוי/עשויים לתאר נכון את קשרי המימן המיטביים בין מולקולה של מים למולקולה של אתאנול? II I IV III II בלבד II ו- III בלבד II,I ו- III בלבד.1..3 III,I ו- IV בלבד.4

237 בחינת מתכונת 37 ד. לפניכם ארבעה איורים IV - I בהם מיוצגים באופן סכמתי חלקיקים של חומרים במצב צבירה גזי. IV III II I מהו המשפט הנכון? 1. רק באיורים I ו- IV מיוצגים חלקיקים של חומר טהור.. באיורים II ו- IV מיוצגת תערובת גזים..III מתאים להיות מיוצג על ידי החלקיקים באיור Ne (g).3 4. אף אחד מן האיורים אינו מתאים לייצג (g)3. N לפניכם מידע על הרכב חומצות השומן במזונות שונים באחוזים. % חומצותשומן (בגרם מתוך 100 גרם שומן) רוויות חד לא-רוויות רב לא-רוויות מאכל 6 86 שמן קוקוס שמן סויה שמן תירס שומן עוף שומן בקר ה. היעזרו במידע שבטבלה וקבעו מהו ההיגד הנכון. מבין כל השמנים הנתונים, שמן קוקוס הוא השמן הטוב ביותר לבריאות האדם. 1. מבין השמנים והשומנים הנתונים, לשמן תירס טמפרטורת ההיתוך הנמוכה ביותר.. שמן סויה רגיש יותר לחמצון משמן תירס. 3. בשמן קוקוס אחוז חומצות השומן שלהן מולקולות במבנה פרוש נמוך יותר מאשר בשומן 4. עוף.

238 38 בחינת מתכונת לפניכם ארבעה היגדים,.IV - I I כל האנטיאוקסידנטים (נוגדי חמצון) הם חומרים מחזרים. II כל האנטיאוקסידנטים הם חומרים מחמצנים. III בתגובה עם רדיקלים חופשיים מועברים אלקטרונים ממולקולות האנטיאוקסידנט לרדיקלים החופשיים. IV בתגובה עם רדיקלים חופשיים מועברים אלקטרונים מהרדיקלים החופשיים למולקולות האנטיאוקסידנט. ו. מהם ההיגדים הנכונים? I ו- III בלבד I ו- IV בלבד II ו- III בלבד II ו- IV בלבד ז. לפניכם ארבעה איורים, המתארים באופן סכמתי ארבעה כלים,IV - I שנפחם שווה.. A. B הכלים I ו- II מכילים תמיסות מימיות של החומצה הכלים III ו- IV מכילים תמיסות מימיות של החומצה A A A 3 A A A 3 3 A 3 B B A B B 3 A 3 3 B B 3 B 3 B B 3 A 3 B 3 3 I II III IV מהו המשפט הנכון? החומצה A חזקה מהחומצה. B הכלים I ו- II מכילים תמיסות של חומצה חלשה. ה- p של התמיסה בכלי III גבוה מה- p של התמיסה בכלי I. ריכוז התמיסה בכלי II גבוה מריכוז התמיסה בכלי I

239 בחינת מתכונת 39 ח. לפניכם דיאגרמת עמודות המציגה את המתיקות של שלושה ממתיקים: פרוקטוז, גלאקטוז ולאקטוז, יחסית למתיקות של סוכרוז (סוכר מאכל). מתיקות יחסית סוג הממתיק פרוקטוז סוכרוז גלאקטוז לאקטוז מרבית האנשים ממתיקים את משקה הבוקר שלהם בכפית סוכר (סוכרוז) אחת. איזו מבין ההצעות הבאות עשויה לשמש כתחליף לכפית סוכר אחת? חצי כפית גלאקטוז. כפית אחת של פרוקטוז. שתי כפיות גלאקטוז. שלוש כפיות לאקטוז

240 מ( 40 בחינת מתכונת ניתוח קטע ממאמר מדעי. קראו את הקטע שלפניכם, וענו על כל הסעיפים הבאים אחריו. הקפידו לרשום ניסוחים מאוזנים ויחידות נכונות. ניטרוגליצרין חומר נפץ הוא חומר המתפרק במהירות תוך כדי שחרור כמות גדולה של אנרגיה. ההתפוצצות מלווה בפליטת גזים לוהטים המתפשטים בסביבה. חומר הנפץ הראשון שהומצא היה הניטרוגליצרין. ניטרוגליצרין הוא נוזל שמנוני, נטול ריח, המתפוצץ תוך כדי טלטול. הנוסחה המקוצרת של ניטרוגליצרין היא N N N הניטרוגליצרין הוכן לראשונה בשנת 1846, אולם השימוש בו היה מסוכן ביותר, בגלל הרגישות הרבה של ניטרוגליצרין לטלטולים. הכימאי השבדי, אלפרד נובל, הצליח להכין מחומר זה את הדינמיט, על-ידי הוספת ניטרוגליצרין לחול. החול סופח ניטרוגליצרין ליצור חומר בצקי שאפשר לטלטל ללא חשש מפיצוץ. ניטרוגליצרין אינו יכול לשמש כחומר נפץ בכלי ירייה, משום שכלי הירייה אינם עמידים בלחץ הגדול הנוצר בזמן הפיצוץ. בעת פיצוץ הניטרוגליצרין מתרחשת התגובה 4 N 6N ( ) (g) (g) (g) (g) ניטרוגליצרין לניטרוגליצרין שימוש נוסף ברפואה. בכמויות קטנות מאוד, בתמיסה כוהלית, הוא משמש כתרופה נגד מחלת אוטם שריר הלב. התרופה ניטרוגליצרין משחררת מולקולות המרחיבות את כלי הדם ועוזרות במניעת התקף לב. N (g) עובד על-פי ז. נצר, "כימיה כללית", כרך ב', הקיבוץ המאוחד, ( 1973

241 בחינת מתכונת 41 א. ב. מהו היתרון בהוספת חול לניטרוגליצרין? אילו אינטראקציות קיימות בין מולקולות ניטרוגליצרין במצב צבירה נוזל? נמקו את תשובתכם. ), () 3 5 3( לבין חומצה חנקתית, ג. ניטרוגליצרין מתקבל בתגובה שבין גליצרול,. N3( ) רשמו נוסחת מבנה מלאה ונוסחת מבנה מקוצרת לגליצרול. מסיסותו של גליצרול במים גבוהה. הסבירו מדוע. i ד. נתונה התגובה לקבלת ניטרוגליצרין: () 3N N ( ) 3( ) ( ) ( ) כמה מולקולות חומצה חנקתית דרושות להפקת 45.4 גרם ניטרוגליצרין? פרטו את חישוביכם. מהו נפח הגז שיתקבל בתגובת ההתפרקות של 45.4 גרם ניטרוגליצרין, בתנאים בהם הנפח של 1 מול גז הוא 60 ליטר? מדוע לא משתמשים בניטרוגליצרין כחומר נפץ בכלי ירייה? נמקו את תשובתכם. i i N (g) ה. בנטילת תרופה המכילה ניטרוגליצרין, משתחרר הגז לכלי הדם במנגנון שאינו ידוע. i האם המולקולה של N היא קוטבית? נמקו את תשובתכם. (g) N מתמוסס היטב בפלזמה של הדם המורכבת ברובה ממים. אילו קשרים יכולים להיווצר בין מולקולות N לבין מולקולות המים שבדם? נמקו את תשובתכם.

242 4 בחינת מתכונת פרק שני (60 נקודות) ענו על שלוש מהשאלות 8-3 (לכל שאלה - 0 נקודות). הקפידו לרשום ניסוחים מאוזנים ויחידות נכונות. מבנה וקישור וחומצות ובסיסים אספירין הוא תרופה נפוצה המשמשת לשיכוך כאבים, להורדת טמפרטורת הגוף, למניעת דלקות בגוף ולדילול הדם. לפניכם נוסחת מבנה מקוצרת של אספירין..3 3 א. i רשמו נוסחת מבנה מלאה של מולקולת אספירין. רשמו את הנוסחה המולקולרית של אספירין. ב. i רשמו חמישה קשרים קוולנטיים שונים הקיימים בין זוגות אטומים במולקולה של אספירין (לדוגמה.( מבין הקשרים שציינתם בתת-סעיף ב i, בחרו שני קשרים שאחד מהם חזק מן השני. נמקו את בחירתכם. היפוקרטס, שחי כ- 00 שנה לפנה"ס, המליץ על שימוש במרקחת העשויה מעלי עץ הערבה כחומר משכך כאבים. לימים התברר שהחומר הפעיל בעלי עץ הערבה הוא חומצה סליצילית. לפניכם נוסחת מבנה מקוצרת של החומצה הסליצילית. ג. ציינו שתי קבוצות פונקציונליות במולקולה של חומצה סליצילית. i ד. חומצה סליצילית מתמוססת במים. העתיקו למחברותיכם את נוסחת החומצה הסליצילית, וציירו באופן סכמתי את האינטראקציות הנוצרות בין מולקולה אחת של חומצה סליצילית לשתי מולקולות של מים. חומצה סליצילית מגיבה עם מים בתגובת חומצה-בסיס. נסחו את התגובה.

243 בחינת מתכונת 43 האם ה- p של התמיסה המימית שמתקבלת בתגובה שניסחתם בתת-סעיף ד גדול מ- 7, קטן מ- 7 או שווה ל- 7? נמקו את קביעתכם. i אפשר להפיק אספירין מחומצה סליצילית בתגובת אסטור. איזה חומר מבין החומרים (A) () - יש להוסיף לחומצה סליצילית כדי להפיק אספירין? ה. i 3 () 3 (B) 3 (A) לשתי התרופות, אספירין וחומצה סליצילית, תופעות לוואי לא-רצויות. הן גורמות לגירוי ולצריבה בוושט ובקיבה. מהי, לדעתכם, הקבוצה הפונקציונלית במולקולות חומרים אלה, שגורמת לתופעה זו? נמקו את תשובתכם. חישובים בכימיה רוק הוא נוזל שמופרש לחלל הפה באופן רצוף. הוא משמש כממס וכמרכך. רוק מחליק את המזון בדרך אל צינור העיכול. מים מהווים 99% מהרכב הרוק. יתר המרכיבים הם יונים ממוימים כגון:, 3,SN.4 וחלבונים., K, Na במטרה לקבוע את ההרכב החלקי של רוק של מתנדב נערכו שתי בדיקות. בבדיקה הראשונה, למדגם רוק שנפחו 1 מ"ל הוסיפו מ"ל תמיסת. התרחשה התגובה: 3 3 (g) ( ) א. מהו סוג התגובה? נמקו את תשובתכם. (g) ב. מסת הגז שהתקבל בבדיקה הייתה גרם. כמה מול (g) התקבלו בבדיקת מדגם הרוק? פרטו את חישוביכם. i מהו ריכוז יוני 3 במדגם הרוק של המתנדב? פרטו את חישוביכם.

244 44 בחינת מתכונת ג. לאדם יש שלושה זוגות של בלוטות רוק, המפרישות בממוצע 1.5 ליטר רוק ביממה. חשבו כמה מול יוני אחת. פרטו את חישוביכם. 3 מצויים ב- 1.5 ליטר רוק המופרש על-ידי אדם במשך יממה בבדיקה השנייה, למדגם אחר של רוק שנפחו 1 מ"ל הוסיפו מ"ל תמיסת 3 AgN בריכוז.0.05M התרחשו שתי תגובות, I ו-,II בהן שקעו (s) Ag ו- (s). AgSN יוני Ag הגיבו בשלמות. לפניכם ניסוחי נטו לתגובות I ו- II שהתרחשו. (s) I Ag Ag (s) II Ag SN AgSN. ד. i מדגם הרוק שנבדק הכיל מול יוני כמה מול יוני Ag הגיבו עם יוני שבמדגם? פרטו את חישוביכם. מהו הריכוז של יוני SN במדגם הרוק? פרטו את חישוביכם. טעם של כימיה.5 שמן פשתן מכיל בעיקר טריגליצרידים מסוג טרילינולנין. מולקולה של טרילינולנין בנויה ממולקולת גליצרול (נתונה נוסחת מבנה) אליה קשורים שלושה שיירים של החומצה הלינולנית, גליצרול. 18:33, cis,cis,cis א. i רשמו נוסחת מבנה מקוצרת לחומצה הלינולנית. רשמו נוסחה מולקולרית לחומצה הלינולנית. רשמו תגובה ליצירת טרילינולנין מגליצרול וחומצה לינולנית. i ב. מחליפים את אחת מחומצות השומן במולקולות טרילינולנין בחומצה סטארית, 18:0. האם טמפרטורת ההיתוך של הטריגליצריד החדש תהיה נמוכה מטמפרטורת ההיתוך של טרילינולנין, גבוהה ממנה או שווה לה? נמקו את תשובתכם.

245 בחינת מתכונת 45 ג. i שמן פשתן עובר תהליך חמצון בקצב מהיר בעזרת החמצן שבאוויר, וכתוצאה מכך מתקלקל. הסבירו מדוע שמן פשתן עובר חמצון בקצב מהיר. כדי למנוע את חמצון שמן הפשתן שומרים אותו בבקבוק אטום לאור ובקירור. הסבירו כיצד פעולות אלו מסייעות למניעת חמצון השמן. * דרך נוספת למניעת חמצון שמן הפשתן היא הוספת חומר נוגד חמצון (אנטיאוקסידנט) כמו ויטמין E. לפניכם נוסחה של ויטמין E: 3 ד. 3 3 הסבירו מדוע ויטמין E מסיס בשמן. כיצד מונע ויטמין E את חמצון שמן הפשתן? i חומצות ובסיסים. (g), S 4( ), NaS4( ) 6. הכינו ארבע תמיסות שוות-ריכוז מהחומרים (s), Ba() i א. רשמו ניסוחי המסה במים לארבעת החומרים. דרגו את ארבע התמיסות לפי p עולה מהנמוך ביותר לגבוה ביותר. נמקו את תשובתכם. Ba() (s) ב. חשבו כמה גרם המסו במים להכנת 300 מיליליטר תמיסה בה ריכוז יוני הוא 0.M. פרטו את חישוביכם. את התמיסה של Ba() חילקו לשלושה חלקים שווים ומזגו לכלים.III I.0.1M NaS4.0.1M לכלי I הוסיפו תמיסת לכלי II הוסיפו תמיסת לכלי III הוסיפו תמיסת 4.0.1M S בשלושת הכלים התרחשה תגובה כימית ובעקבותיה חלה ירידה במוליכות החשמלית. בכלי III בתום התגובה המוליכות החשמלית היתה זניחה. בשני כלים, כלי II וכלי III ה, - p בתום התגובה היה שווה ל- 7.

246 46 בחינת מתכונת ג. לפניכם שלושה היגדים.i i קבעו עבור כל אחד מההיגדים אם הוא נכון או לא נכון. נמקו כל קביעה. 4 4(s). Ba S BaS הוא I ניסוח הנטו לתגובה שהתרחשה בכלי i 3 ( ). בכלי I אין שינוי ב- p במהלך התגובה. ניסוח הנטו לתגובה שהתרחשה בכלי II הוא i ד. i קבעו איזה מהגרפים a עד c מתאר נכון את השתנות המוליכות החשמלית של תמיסת Ba() מרגע הוספת 4 S לכלי III ועד לסיום התגובה. מוליכות חשמלית מוליכות חשמלית (a) (b) נפח תמיסת 0.1M S נפח תמיסת 0.1M S 4 4 מוליכות חשמלית (c) נפח תמיסת 0.1M S 4 הסבירו מדוע שני הגרפים האחרים אינם מתאימים. ה. i חשבו מהו נפח תמיסת.II שנדרש לתגובה מלאה בכלי 0.1M האם נפח תמיסת 4 0.1M S שנדרש לתגובה מלאה בכלי III גדול מנפח תמיסת שנדרש בכלי,II קטן ממנו או שווה לו? נמקו את תשובתכם.

247 בחינת מתכונת 47 חמצון-חיזור וחישובים בכימיה אתאנול, ), 5 ( הוא החומר ההופך משקה ל"אלכוהולי". אלכוהול הוא סם המדכא את מערכת העצבים, גם בכמויות קטנות. דיכוי מערכת העצבים גורם מצד אחד להאטה בזמן התגובה ולירידה בשיקול הדעת ובתשומת הלב, ומצד שני לעלייה בביטחון העצמי. דברים אלה הופכים את הנהיגה בהשפעת כמות קטנה של אלכוהול למסוכנת. בשתיית פחיות בירה עולה ריכוז האתאנול בדם מעל הריכוז המרבי המותר לנהיגה בישראל (0.05 גרם ל- 100 מיליליטר דם). לכן "אם שותים, לא נוהגים"..7 א. אתאנול, ), 5 ( מתרכז בגוף באזורים בהם כמות המים, ), ( גדולה. הסבירו ברמה המיקרוסקופית מדוע אתאנול מתרכז בגוף באזורים בהם כמות המים גדולה. ב. המשטרה נוהגת לערוך לנהגים בדיקה לנוכחות אתאנול. הבדיקה נעשית במכשיר שנקרא נשיפון. במכשיר זה מגיב האתאנול (שבאוויר הנשוף) עם תמיסת כאשר יש אלכוהול באוויר הנשוף מתרחשת התגובה: 7. r (g) 3 ( ) 16 r 3 4r 3 7 i האם בתגובה זו אתאנול עובר חמצון או חיזור? נמקו את תשובתכם. 7 האם בתגובה זו יוני r מגיבים כמחמצן או כמחזר? נמקו את תשובתכם. i כמה מול אלקטרונים עוברים בתגובה של 1 מול אתאנול? פרטו את חישוביכם. i i ג. כמה מול אתאנול יש ב- 100 מ"ל דם כאשר ריכוז האתאנול בדם שווה לריכוז המרבי המותר לנהיגה? פרטו את חישוביכם. כמה מול אתאנול יהיו בחמישה ליטר דם (הנפח הממוצע של דם באדם מבוגר), אם ריכוז האתאנול בדם שווה לריכוז המרבי המותר? פרטו את חישוביכם. אדם שתה משקה המכיל 5 גרם אתאנול (בפחית בירה יש כ- 3 גרם אתאנול). הניחו שהאתאנול מתפזר במידה שווה בדם. האם מותר לאדם זה לנהוג? נמקו את תשובתכם. מעובד על-פי: ב. גלעד, ש. פרח, "כימיה בקו הבריאות", המחלקה להוראת המדעים, האוניברסיטה העברית, 003. ד. קצביץ, נ. ארנסט, ר. ברד, ד. רפפורט, "כימיה... זה בתוכנו", המחלקה להוראת המדעים, מכון ויצמן למדע, 006.

248 48 בחינת מתכונת טעם של כימיה החיים שלנו ושל אורגניזמים אירוביים אחרים תלויים באספקה קבועה של חמצן ובמעבר תקין שלו לכל חלקי הגוף. רוב החמצן מועבר בזרם הדם על-ידי חלבון ייחודי הנקרא המוגלובין. ההמוגלובין מרוכז בתאי הדם האדומים ומקנה להם את צבעם האדום. לתאי הדם של אדם בריא צורה כדורית. לאדם חולה באנמיה חרמשית תאי דם בצורת חרמש. ההבדל בין שני החלבונים נובע מהחלפת חומצה אמינית אחת ברצף. החומצה האמינית ואלין הוחלפה בחומצה האמינית חומצה גלוטמית..8. (Gu) נתונות נוסחאות המבנה של מולקולות החומצות האמיניות ואלין ( (Va וחומצה גלוטמית N ( ) Gu N 3 3 Va רשמו נוסחת מבנה מקוצרת לחומצה האמינית ואלין. למי משתי החומצות האמיניות, ואלין או חומצה גלוטמית, מסיסות טובה יותר במים? נמקו את תשובתכם. לתמיסה מימית של ואלין p גבוה מלתמיסה מימית של חומצה גלוטמית. הסבירו עובדה זו. רשמו נוסחת מבנה לכל אחת מהחומצות האמיניות הנתונות בתמיסה מימית ב- = 7.p מהו המטען החשמלי על המולקולות של כל אחת מהחומצות האמיניות הנתונות בתמיסה מימית ב- = 7 p? היעזרו ברשימת החומצות האמיניות ותנו דוגמה לחומצה אמינית שלמולקולה שלה מטען +1 ב- = 7.p i i i i א. ב.

249 בחינת מתכונת 49 רשמו נוסחת מבנה מלאה לדו-פפטיד Gu Va ב- = 7.p מהו המטען החשמלי של הדו-פפטיד Gu Va בתמיסה ב- = 7?p i ג. מולקולת המוגלובין בנויה ממספר שרשרות פוליפפטידיות הבנויות מחומצות אמיניות וקשורות ביניהן. בכל שרשרת יש קבוצת הם (eme) בה נמצא יון ברזל Fe שהוא אתר הקישור לחמצן. מולקולת המוגלובין שקשרה חמצן נקראת אוקסיהמוגלובין. את קישור החמצן להמוגלובין אפשר b 4 b( ) (g) 4 לייצג בניסוח: המוגלובין אוקסיהמוגלובין אדום-סגול אדום-בהיר ד. כמה שרשרות פוליפפטידיות קשורות יחד במולקולת המוגלובין אחת? נמקו את תשובתכם. ה. i דם עורקי "עשיר" בחמצן, דם ורידי "עני" בחמצן. מהו הצבע של דם עורקי? נמקו את תשובתכם. בריאות ריכוז החמצן גבוה וברקמות ריכוז החמצן נמוך. קבעו אם ריכוז ההמוגלובין בריאות בצורה b גבוה או נמוך מריכוזו של המוגלובין בצורה (. b( נמקו את קביעתכם. 4

250 50 בחינת מתכונת פתרונות שאלה 1 ח ז ו ה ד ג ב א אנרגיית יינון תלויה בחוזק כוחות המשיכה החשמליים שפועלים בין האלקטרון לבין הגרעין. לפי חוק קולון, מידת המשיכה החשמלית תלויה במרחק האלקטרון המתנתק מהגרעין (הרמה האנרגטיתבה הוא נמצא) ובמטען גרעיני (מספר הפרוטוניםבגרעין). אנרגיית היינון עולה לאורך שורה, כי המטען הגרעיני גדל והמרחק נשאר כמעט קבוע, כך שאנרגיית היינון של היסודות שבטור 8 היא הגבוהה ביותר. כאשר עוברים ליסוד בשורה חדשה, אנרגיית היינון יורדת בצורה משמעותית, כי האלקטרון מתנתק מרמה רחוקה יותר מן הגרעין. על-פי הנתונים, ליסוד B אנרגיית היינון הגבוהה ביותר, ולכן הוא נמצא בטור 8. היסודות D, B, A, עוקבים, ולכן נוכל לקבוע את מקומם במערכה המחזורית: א.. D B A טור 7 טור 8 טור 1 טור שורה חדשה.Na עשוי להיות מסמל יסוד מטור 1 ולכן תשובות שגויות 1. אנרגיית היינון של יסוד נמוכה מאנרגיית היינון של יסוד B, לכן יסוד B ויסוד אינם נמצאים באותה שורה במערכה המחזורית. אנרגיית היינון של יסוד B גבוהה מאנרגיית היינון של יסוד A, לכן יסוד A ויסוד B נמצאים באותה שורה במערכה המחזורית. ליסוד B מטען גרעיני גדול מליסוד A. יסוד D נמצא בטור ויכולת הקישור שלו היא. נוסחת התחמוצת שלו עם חמצן היא.D.3.4

251 בחינת מתכונת 51 1 גפרור מכיל גרם 3(s). PS 4 ב גפרורים מכילים x גרם 3(s). PS 4 x gr נחשב כמה גרם חמצן דרושים להדלקת 100 גפרורים. PS 4 3(s) 8(g) P 4 10(s) 3S(g) 1 : 8 : 1 : 3 יחס מולים 1.1gr 0gr/mol 0.005mol 1.8gr 3gr/mol 0.04mol מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) להדלקת 100 גפרורים דרושים 1.8 גרם חמצן. ג. 1. ישנם שני תנאים לקיום קשרי מימן: (1) אטום מימן הקשור לאטום בעל אלקטרושליליות גבוהה ולכן "חשוף" מאלקטרונים במולקולה אחת; () אטום בעל אלקטרושליליות גבוהה וזוג או זוגות אלקטרונים לא-קושרים במולקולה שנייה; קשרי מימן מאופיינים בכיווניות. הסידור המועדף - שלושת האטומים המשתתפים בקשר המימני נמצאים על קו ישר, מה שתורם ליצירת קשרי מימן חזקים. מימני) צריכים להימצא על קו ישר אחד. בציור I לא מתקיים התנאי הראשון. אטום המימן קשור לאטום פחמן שאינו מספיק אלקטרושלילי, ולכן אטום מימן זה אינו "חשוף" מאלקטרונים ואינו יכול להימשך על-ידי זוג האלקטרונים של אטום החמצן במולקולת המים. בציור II מתקיימים כל התנאים ושלושת האטומים המשתתפים בקשר המימני נמצאים על קו ישר. בציור III מתקיימים התנאים 1 ו-, אך חסרה הכיווניות. שלושת האטומים אינם על קו ישר. בציור IV אטום חמצן קשור לאטום חמצן. במקרה זה קיימת דחייה, ולא ייווצר קשר. רק ציור II מתאים לתיאור קשרי המימן בין האתאנול לבין המים שבדם.

252 5 בחינת מתכונת ד. 3. יסוד ותרכובת הם חומרים טהורים. באיור I מיוצגות מולקולות דו-אטומיות של יסוד. כל המולקולות זהות ובכל מולקולה שני האטומים זהים. באיור II מיוצגות מולקולות של תרכובת המורכבות מארבעה אטומים. כל המולקולות זהות ובעלות ארבעה אטומים וכל מולקולה מורכבת משני סוגי אטומים. באיור III מיוצגים אטומים בודדים של יסוד - כל האטומים זהים. יסוד הוא חומר טהור. באיור IV מיוצגת תערובת של אטומים מסוג אחד ומולקולות דו-אטומיות מסוג אחר. תערובת אינה חומר טהור. ניאון, (g), Ne הוא גז אציל הבנוי מאטומים בודדים, לכן איור III מתאים לייצוג של אטומי הניאון. תשובות שגויות באיורים II I, ו- III מיוצגים חלקיקים של חומר טהור. 1. רק באיור IV מיוצגת תערובת גזים. רק בכלי זה יש שני סוגי חלקיקים...4 איור II מתאים לייצג את 3(g). N ה.. שמן תירס מכיל את מספר חומצות השומן החד לא-רוויות והרב לא-רוויות הגדול ביותר. המולקולות של חומצות שומן אלו כפופות ולכן האריזה שלהן אינה צפופה. אינטראקציות ון-דר-ולס בין המולקולות חלשות וטמפרטורת ההיתוך של שמן תירס היא הנמוכה ביותר. תשובות שגויות 1. ככל שהשומן רווי יותר הוא פחות בריא, ולכן שמן קוקוס פחות בריא משאר השמנים הנתונים. 3. ככל שמספר הקשרים הכפולים במולקולה גדול יותר, היא רגישה יותר לחמצון. לכן שמן תירס רגיש יותר לחמצון משמן סויה. 4. בשמן קוקוס אחוז חומצות השומן הרוויות גדול מבשומן עוף, ולכן המולקולות של שמן קוקוס פרושות יותר. ו. 1. האנטיאוקסידנטים, נוגדי החמצון, הם מחזרים טובים שקל יחסית למשוך מהם אלקטרונים. רדיקלים הם חלקיקים לא יציבים (אטומים או קבוצות אטומים) בעלי אלקטרון לא מזווג אחד לפחות, לכן יש להם נטייה גבוהה למשוך אלקטרונים. הרדיקלים מגיבים עם מולקולות האנטיאוקסידנט ולא עם מולקולות החומרים הנמצאים בתא. כך מונעים האנטיאוקסידנטים תהליכים הפוגעים בתפקוד התאים. האנטיאוקסידנטים הם מחזרים, ולכן האלקטרונים עוברים מהם אל הרדיקלים.

253 בחינת מתכונת 53 A ז.. בכלים I ו- II מתואר מצב בו לא כל המולקולות של החומצה A מפורקות ליונים, לכן היא חומצה חלשה. בכלים I ו- II מתוארים באופן סכמתי גם יונים וגם מולקולות. (ריכוז החומצה A בכלי I A גבוה מריכוז החומצה A בכלי,II כי מספר חלקיקי באותו נפח גדול יותר.) תשובות שגויות החומצה A היא חומצה חלשה, לא כל המולקולות שלה מפורקות ליונים..1 החומצה B היא חומצה חזקה, כל המולקולות שלה מפורקות ליונים.. A לכן החומצה B חזקה יותר מהחומצה כלי III מתאר חומצה חזקה (בעלת K a גבוה), כי כל מולקולות החומצה מפורקות ליונים. כלי I.3 מתאר גם מולקולות חומצה וגם יונים, ולכן לא כל החומצה הגיבה עם המים. ריכוז יוני 3 גבוה מריכוז יוני III בכלי 3 בכלי I, ולכן ה- p בכלי III יהיה נמוך מה- p בכלי I. בכלי II יש פחות חלקיקים מאשר בכלי I, לכן ריכוז החומצה בכלי II נמוך מריכוז החומצה בכלי I..4 ח. 3. מגרף העמודות אפשר לקבוע שגלאקטוז ולאקטוז הם ממתיקים בעלי מתיקות נמוכה יותר מסוכרוז, ולכן תידרש כמות רבה יותר מהם כדי להשיג אותה מתיקות. לעומת זאת הממתיק פרוקטוז הוא בעל מתיקות גבוהה יותר מסוכרוז, ולכן תידרש כמות קטנה יותר ממנו להשגת אותה מתיקות. מידת המתיקות של גלאקטוז נמוכה פי שניים ממידת המתיקות של סוכרוז. שתי כפיות של גלאקטוז עשויות לשמש כתחליף לכפית סוכר אחת. תשובות שגויות. מידת המתיקות של פרוקטוז גבוהה פי 1.4 ממידת המתיקות של סוכרוז. לכן בהוספת כפית פרוקטוז, משקה הבוקר יהיה מתוק מדי. 4. מידת המתיקות של לאקטוז נמוכה פי חמישה ממידת המתיקות של סוכרוז. לכן בהוספת שלוש כפיות לאקטוז, משקה הבוקר לא יהיה מתוק במידה מספקת.

254 54 בחינת מתכונת שאלה א. ב. החול סופח את הניטרוגליצרין ומרחיק את מולקולות הניטרוגליצרין אחת מהשנייה. נוצר חומר בצקי שאינו רגיש לטלטול, וניתן להעבירו ממקום למקום ללא חשש לפיצוץ. ניטרוגליצרין הוא חומר מולקולרי. במולקולות של חומר זה אין אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים הקשורים בקשר קוולנטי לאטומים בעלי אלקטרושליליות גבוהה, לכן בין מולקולות ניטרוגליצרין במצב צבירה נוזל קיימות אינטראקציות מסוג ון-דר-ולס בלבד. ג. i נוסחת מבנה מקוצרת של גליצרול: נוסחת מבנה מלאה של גליצרול: במולקולות של גליצרול יש מספר רב של מוקדים ליצירת קשרי מימן. בכל מולקולה קיימים שלושה אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים, הקשורים לאטומי חמצן (אטומים בעלי אלקטרושליליות גבוהה) ושלושה אטומי חמצן שיש להם זוגות אלקטרונים לא-קושרים, היכולים להיקשר לאטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים במולקולות אחרות. גם במולקולות המים קיימים אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים ואטומי חמצן עם אלקטרושליליות גבוהה וזוגות אלקטרונים לא-קושרים. לכן בין מולקולות גליצרול לבין מולקולות מים יכולים להיווצר קשרי מימן רבים, והגליצרול יתמוסס במים. ) N3( נדרשו להפקת ניטרוגליצרין. ד. i נחשב כמה גרם () 3N N ( ) 3( ) ( ) ( ) 1 : 3 : 1 : 3 יחס מולים 37.8gr 63gr/mol 45.4gr 7gr/mol מסה (m) מסה מולרית ) W (M 0.6mol 0.mol מספר מולים (n)

255 בחינת מתכונת 55 3 ) N3( מכיל מולקולות. ) N3( מכיל x מולקולות. 1 מול 0.6 מול 3 3 x molecules N3( ) 3 נדרשו מולקולות להפקת 45.4 גרם ניטרוגליצרין. כל תוצרי תגובת הפיצוץ הם גזים. נחשב כמה מולים של גז נוצרו: 4 N 6N ( ) (g) (g) (g) (g) 4 : 6 : 1 : 10 : gr 7gr/mol 0.mol 0.3mol 0.6mol 0.5mol 0.35mol יחס מולים מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) מספר המולים הכולל של הגז שהשתחרר בפיצוץ: n n n n n כולל N (g) (g) (g) (g) n mol כולל VM 60liter / mol V VM n liter נחשב את נפח הגז שהשתחרר בפיצוץ: במהלך הפיצוץ נוצרו 105 ליטר גז. לא משתמשים בניטרוגליצרין כחומר נפץ בכלי ירייה, כי כלי הירייה אינם עמידים בלחץ הגדול הנוצר בזמן הפיצוץ. חומר הנפץ המוצק תופס נפח קטן מאוד. נפח התוצרים שהם גזים, גדול מאוד. חלל הקנה של כלי הירייה הוא בעל נפח קטן, והנפח הגדול של הגזים המשתחררים ייצור לחץ שיפוצץ את הקנה. i N ה. i היא מולקולה קוטבית. לאטום החמצן אלקטרושליליות גבוהה מלאטום החנקן N ולכן על אטום החמצן ב- N מטען חלקי שלילי, ועל אטום החנקן מטען חלקי חיובי. בשל המבנה הקווי (במולקולה N רק שני אטומים) פיזור המטען במולקולה לא סימטרי. צד אחד

256 56 בחינת מתכונת במולקולה טעון במטען חלקי חיובי וצד שני במולקולה טעון במטען חלקי שלילי, ולכן למולקולת N יש דו-קוטב קבוע. בין מולקולות N לבין המים שבדם יכולים להיווצר קשרי מימן. במולקולות N יש אטום חמצן בעל מטען חלקי שלילי וזוגות אלקטרונים לא-קושרים. במולקולות המים יש קשרים. לאטום החמצן בקשר הקוולנטי אלקטרושליליות גבוהה מלאטום קוולנטיים מסוג המימן, ולכן אטום החמצן מושך אליו את אלקטרוני הקשר. שני אטומי המימן במולקולת המים הם כמעט "חשופים" מאלקטרונים. אטוםמימן "חשוף" מאלקטרונים במולקולות המים יימשך אל זוג האלקטרונים שעל אטום החמצן בעל מטען חלקי שלילי במולקולות.N קשרי מימן ייווצרו בתנאי שתהיה התאמה מרחבית בין המולקולות. שאלה 3 א. i נוסחת מבנה מלאה של אספירין:. הנוסחה המולקולרית של אספירין היא ב. i קשרים קוולנטיים שונים המצויים במולקולת אספירין:.,,,,, על-פי חוק קולון, עוצמת המשיכה החשמלית בין מטענים מנוגדים תלויה בגודל המטענים ובמרחק ביניהם. חוזק הקשר הקוולנטי תלוי בחוזק כוחות המשיכה החשמליים שפועלים בין אלקטרוני הקשר לגרעיני האטומים הקשורים, ובחוזק כוחות המשיכה החשמליים הפועלים בין המטענים המנוגדים שנוצרים על האטומים הקשורים בקשר קוולנטי קוטבי. בטבלה הבאה מפורטים הגורמים העיקריים המשפיעים על חוזק הקשר הקוולנטי, כיצד הם משפיעים וכיצד הם באים לידי ביטוי בשאלה שנשאלה.

257 בחינת מתכונת 57 הגורם השוואה בין הקשר לקשר השוואה בין הקשר לקשר רדיוס אטום גדול מרדיוס אטום קשר יחיד קשר יחיד פער אלקטרושליליות 1.4 פער אלקטרושליליות 1 רדיוס האטומים זהה קשר יחיד קשר כפול קשרים קוולנטיים טהורים רדיוס האטומים (המרחק בין הגרעינים לאלקטרוני הקשר) סדר הקשר (מספר האלקטרונים המשתתפים בקשר) מידת קוטביות הקשר (הפער באלקטרושליליות בין האטומים המשתתפים בקשר) לבין חוזק הקשר כאשר משווים בין חוזק הקשר, הגורם המשתנה הוא סדר יש שני זוגות אלקטרונים קושרים הנמשכים לגרעינים של האטומים הקשר. בקשר הקשורים (קשר כפול). בקשר יש רק זוג אלקטרוני קשר אשר נמשך לגרעינים של יפעלו כוחות רבים יותר. האטומים הקשורים (קשר יחיד). בקשר. חזקמן הקשר הקשר אפשרות נוספת: לבין חוזק הקשר כאשר משווים בין חוזק הקשר, הגורמים המשתנים הם רדיוס האטומים ומידת קוטביות הקשר. לאטום רדיוס קטן מלאטום ולכן המשיכה החשמלית בין הגרעינים לאלקטרוני הקשר חזקה יותר. הקשר הוא קשר קוטבי יותר ולכן קיימת משיכה חשמלית נוספת חזקה יותר בין המטענים החלקיים הנמצאים על האטומים המשתתפים יפעלו כוחות משיכה חזקים יותר. בקשר. בקשר. חזקמן הקשר הקשר, וקבוצה ג. במולקולת חומצה סליצילית שתי קבוצות פונקציונליות: קבוצה קרבוקסילית, כוהלית,. טבעת הבנזן היא השלד הפחמני של המולקולה.

258 58 בחינת מתכונת ד. i בין מולקולות חומצה סליצילית לבין מולקולות מים נוצרים קשרי מימן. קשר מימני הוא קשר כיווני שדורש התאמה גאומטרית שבה שלושת האטומים השותפים לקשר (אטום המימן "החשוף" ש, קשור בקשר קוולנטי לאטום בעל אלקטרושליליות גבוהה במולקולה אחת והאטום בעל האלקטרושליליות הגבוהה וזוגות האלקטרונים הלא-קושרים במולקולה השכנה), נמצאים על קו ישר אחד. לפניכם מספר אפשרויות לקשרי מימן בין מולקולת חומצה סליצילית לבין מולקולות מים. במספר מוקדים צויר הקשר המימני עם קו מקווקו בלבד, ללא מולקולת המים. התגובה של חומצה סליצילית עם מים: () () 6 4 (s) ( ) i ה- p של התמיסה קטן מ- 7, כי בתגובה בין חומצה סליצילית לבין מים נוצרים יוני. 3 ה. i אפשר להפיק אספירין מחומצה סליצילית בתגובת דחיסה בין כוהל וחומצה קרבוקסילית לקבלת אסטר. למולקולות חומצה סליצילית קבוצה קרבוקסילית, ולמולקולות אספירין קבוצה קרבוקסילית,, וכוהלית,,. וקבוצה אסטרית,, כדי ליצור אסטר מכוהל יש להוסיף חומצה. (b) ו- (c) הן חומצות. האסטר הנוצר מכיל קבוצת. 3 חומר (a) אינו מתאים כי הוא כוהל. יש להוסיף את חומר (b), (b), ולכן החומצה המתאימה לתהליך הדחיסה היא חומצה, 3, 3 לחומצה סליציליתכדי להפיק אספירין. למולקולות של שתי התרופות קבוצה פונקציונלית שיוצרת בסביבה מימית יוני 3 הגורמים לצריבה ולגירוי.

259 בחינת מתכונת 59 שאלה 4 3 מעבירים פרוטון, יוני. א. התגובה היא תגובת בסיס-חומצה, כי יש בה מעבר פרוטון,. ( ) ול- (g) שמתפרק ל- 3 נוצר. 3 ליוני, ( ) (g) ( ) (g) m gr MW 44gr/mol m n 0.000mol M 44 W. (g) ב. i כתוצאה מהתגובה נפלטו מול 3 במדגם. נפח המדגם 1 מ"ל, שהם ליטר. נחשב מהו ריכוז יוני 3 3 (g) ( ) 1 : 1 : 1 : 0.000mol 0.000mol 0.001liter 0.M יחס מולים מספר מולים (n) נפח התמיסה (V) ריכוז () 3 ריכוז יוני במדגם הרוקשל המתנדב הוא 0.M. ג. ריכוז יוני 3 ברוק של המתנדב הוא 0.M. נפח הרוק שמופרש ביממה הוא 1.5 ליטר. n V n mol. 3 ברוק המופרש במשך יממה אחת יש 0.3 מול של יוני

260 60 בחינת מתכונת Ag ד. i ידוע כמה מול יוני היו במדגם, ולכן אפשר למצוא כמה מול יוני הגיבו עם יוני הכלור, בתגובה I. (s) Ag Ag 1 : 1 : mol mol יחס מולים מספר מולים (n). בתגובה I הגיבו מול יוני Ag עם יוני.II ו- I יוני הכסף הגיבו בשתי התגובות נחשב כמה מול יוני Ag הגיבו בשתי התגובות I ו-.II 3(s) 3 ( ) AgN Ag N 1 : 1 : M 0.00liter mol mol יחס מולים ריכוז () נפח התמיסה (V) מספר מולים (n) מספר מול יוני Ag שהגיבובשתי התגובות I ו- :II מול. מספר מול יוני Ag שהגיבו עם בתגובה I: מול. SN מספר מול יוני Ag שהגיבו עם בתגובה :II n mol Ag נחשב את ריכוז יוני SN במדגם הרוק: (s) Ag SN AgSN 1 : 1 : mol mol 0.001liter 0.07M יחס מולים מספר מולים (n) נפח התמיסה (V) ריכוז () ריכוז יוני SN במדגם הרוק הוא 0.07M.

261 בחינת מתכונת 61 שאלה 5 א. i 179 או חימום, זרז i 3 ב. חומצת שומן גליצרול טמפרטורת ההיתוך של הטריגליצריד החדש תהיה גבוהה יותר מטמפרטורת ההיתוך של טרילינולנין. למולקולה של חומצה סטארית אין קשרים כפולים, ולכן מולקולה זו פרושה יותר ממולקולה של חומצה לינולנית. כאשר שיירי המולקולות של חומצות השומן פרושות יותר, יש יותר נקודות מגע בין מולקולות שכנות ויותר אפשרויות ליצירת אינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות הטריגליצריד. i * i ג. ד. קשרים כפולים עוברים חמצון מהיר על-ידי חמצן שבאוויר. ככל שמספר הקשרים הכפולים במולקולה גדול יותר, החמצון מהיר יותר. במולקולות של חומצה לינולנית יש שלושה קשרים כפולים, ולכן שמן הפשתן, המכיל טריגליצרידים שבהם שיירים של חומצה לינולנית, עובר חמצון בקצב מהיר. בטמפרטורה נמוכה ובחושך למולקולות יש אנרגיה פנימית נמוכה יותר, ולכן יש סיכוי נמוך יותר להיווצרות תצמידים משופעלים ולקבלת תוצרים וקצב תגובת החמצון מואט. מסיבה זו שומרים את שמן הפשתן בקירור ובחושך. מולקולות של ויטמין E יוצרות בעיקר אינטראקציות מסוג ון-דר-ולס בינן לבין עצמן. מולקולות של ויטמין E יכולות ליצור אינטראקציות מסוג ון-דר-ולס עם מולקולות של הטריגליצרידים בשמן, ולכן ויטמין E מסיס בשמן. ויטמין E הוא חומר נוגד חמצון - חומר העובר חמצון בקלות, ולכן מגיב עם החמצן שבאוויר ומונע מהחמצן להגיב עם השמן.

262 6 בחינת מתכונת שאלה 6 ( ) 4(s) 4 Na S Na S p 7 א. i ( ) (s) Ba() Ba p 7 (g) ( ) 3 p 7 4 ( ) 3 4 S S p7 S 4 NaS4 דרוג התמיסות על-פי p עולה: Ba() p עולה ארבע התמיסות הנתונות שוות ריכוז. תמיסת Ba() בסיסית, ולכן בעלת ה- p הגבוה ביותר מבין ארבע התמיסות.. Ba() נמוך מזה של תמיסת p לכן ה-,p = 7 לתמיסת NaS4 3 התמיסות ו- 4 S חומציות, ולכן בעלות p נמוך יותר. ריכוז יוני 3 בתמיסת בתמיסת 4 S גדול יותר מריכוז, כי על כל מול 3 גבוה יותר, ה- p נמוך ככל שריכוז יוני. 3 נוצרים מול S 4 יותר. ב. ( ) (s) Ba() Ba 1 : 1 : 0.M 0.3liter 0.03mol 0.06mol gr/mol 5.14 gr יחס מולים ריכוז () נפח התמיסה (V) מספר מולים (n) מסה מולרית ) W (M מסה (m) המסו במים 5.14 גרם (s). Ba()

263 בחינת מתכונת 63 תמיסת ג. Ba() היא תמיסה בסיסית ולכן בעלת 7<.p i בשלושת הכלים התרחשה תגובה כימית ובעקבותיה חלה ירידה במוליכות החשמלית, לכן בשלושת הכלים ירד ריכוז היונים הניידים. בשני הכלים II ו- III ה- p בתום התגובה היה שווה ל- 7, לכן בכלים אלו התרחשה סתירה מלאה. בכלי III בתום התגובה המוליכות החשמלית היתה זניחה, כלומר בכלי III לא נותרו יונים ניידים. ההיגד נכון. בכלי I התרחשה תגובת שיקוע שגרמה לירידה בהולכה החשמלית. תמיסת NaS4 היא תמיסה נייטרלית, לכן לא התרחשה תגובת סתירה עם תמיסת. Ba() ההיגד אינו נכון. בכלי I בתום התגובה ה- p ירד. מספר המולים של לא השתנה, אך נפח התמיסה עלה ולכן ריכוז יוני ירד. ההיגד אינו נכון. בכלי II התרחשה תגובת סתירה בין יוני כל מול יוני. ויוני 3 3 מגיב עם מול יוני 3 ( ), לכן ניסוח נטו מאוזן לתגובה: i ד. i גרף b מתאר נכון את השתנות המוליכות החשמלית בכלי.III עם הוספת 4 S חלה ירידה בריכוז היונים הניידים, כי מתרחשות תגובת שיקוע ותגובת סתירה. בתום התגובה המוליכות החשמלית של התמיסה זניחה. גרף a מתאים לתיאור השתנות ההולכה החשמלית בכלי בו מתרחשת תגובת סתירה ללא תגובת שיקוע, ולכן בנקודת המינימום יש מוליכות חשמלית. גרף c אינו מתאים. גרף c מראה בחלקו הראשון עלייה במוליכות במקום ירידה במוליכות. כאשר מוסיפים לכלי III תמיסת S 4 היונים הניידים וירידה במוליכות החשמלית. מתרחשת תגובת סתירה. לכן יש ירידה בריכוז.0.M בריכוז Ba() ה. i בכל אחד מן הכלים III - I יש 0.1 ליטר תמיסת ( ) (s) Ba() Ba 1 : 1 : 0.M 0.1liter 0.0mol יחס מולים ריכוז () נפח התמיסה (V) מספר מולים (n)

264 64 בחינת מתכונת התגובה שמתרחשת בכלי :II 3 ( ) 1 : 1 : 0.0mol 0.0mol יחס מולים מספר מולים (n) (g) ( ) 3 1 : 1 : 1 : 1 0.0mol 0.0mol 0.1M 0. liter יחס מולים מספר מולים (n) ריכוז () נפח התמיסה (V) 0.1M שנדרש לתגובהמלאה הוא 0. ליטר. נפח תמיסת נפח תמיסת 4 0.1M S שנדרש לתגובה מלאה בכלי III קטן ביחס לנפח תמיסת שנדרש בכלי.II מספר המולים של 3 שנדרש לסתירה מלאה שווה בשתי 4 S היא חומצה דו-פרוטית. החומצות, כי 4 ( ) 3 4 S S 1 : : : mol 0.0mol 0.1M 0.1 liter יחס מולים מספר מולים (n) ריכוז () נפח התמיסה (V) נדרש נפח קטן יותר, 0.1 ליטר.

265 בחינת מתכונת 65 שאלה 7 א. יצירת קשרי מימן בין מולקולות אתאנול לבין מולקולות מים גורמת לכך שריכוז מולקולות אתאנול גבוה יותר באזורים בהם כמות המים גדולה יותר. (המסיסות ברקמות שומניות תהיה קטנה יותר, כי האינטראקציות הנוצרות יהיו אינטראקציות ון-דר-ולס, שהן חלשות יותר.) במולקולת אתאנול יש קשר קוולנטי בין אטום מימן לבין אטום חמצן שהוא אלקטרושלילי מאוד. אטום המימן בקשר זה "חשוף" מאלקטרונים. במולקולת מים יש קשר קוולנטי בין אטום מימן לבין אטום חמצן וגם אטומי המימן במולקולת מים "חשופים" מאלקטרונים. לפיכך ייווצרו קשרי מימן בין אטומי מימן במולקולות מים לזוגות אלקטרונים על אטומי חמצן במולקולות אתאנול או בין זוגות אלקטרונים על אטומי חמצן במולקולות מים לאטומי מימן במולקולות אתאנול. ב. i כדי לבדוק אם אתאנול עבר חמצון או חיזור, יש לקבוע דרגות חמצון בעזרת מטען חלקי. בשלב ראשון נקבע מטען חלקי למולקולות המגיבים והתוצרים באזור של הקבוצה הפונקציונלית, שם עשוי להתרחש השינוי. בשלב שני נרשום דרגת חמצון מתאימה לאטומי הפחמן הקשורים לקבוצה הפונקציונלית e בתגובה בנשיפון דרגת החמצון של אטומי הפחמן שבמולקולות אתאנול עלתה. אתאנול,, 5 עובר חמצון בתגובה זו. 3 7 r r +6 - / 3e +3 נבדוק את השינוי בדרגות החמצון של יוני : r7 דרגת החמצון של אטומי r בתהליך ירדה. לכן הם עברו חיזור. 7 יוני r הם המחמצן בתגובה זו. i כדי לחשב את מספר המולים של האלקטרונים שעברו בתגובה זו, ניעזר ביחס המולים בתגובה 7 ובשינוי בדרגת החמצון של יוני. r

266 66 בחינת מתכונת r (g) 4r ( ) 16 : : 3 : 4 : 3 : 7 mol 1mol 3 יחס מולים מספר מולים (n) 3 7 r r / 3e r 6e r 1 : 6 : mol 4mol 3 יחס מולים מספר מולים (n) m 5 ( ) W 5 ( ) ל- מ- בתגובה של 1 מול אתאנול עברו 4 מול אלקטרונים. אפשרות נוספת לתשובה: על-פי תת-סעיף ב i, דרגת החמצון על אטום הפחמן השתנתה MW 46gr/mol m n M n, ומכאן שעל כל מול אתאנול שהגיב עברו 4 מול אלקטרונים. ג. i 0.05gr ב- 100 מ"ל דם בריכוז המרבי המותר לנהיגה mol 46 ב- 100 מ"לדםהמכיליםאתאנולבריכוזמרבי המותר לנהיגה יש מול אתאנול. ב- 100 מ"ל דם המכילים אתאנול בריכוז מרבי המותר לנהיגה יש מול אתאנול. ב מ"ל דם המכילים אתאנול בריכוז מרבי המותר לנהיגה יש x מול אתאנול x 100 x 0.055mol בחמישה ליטרים דם המכילים אתאנול בריכוז מרבי המותר לנהיגה יהיו מול אתאנול. +3-1

267 בחינת מתכונת 67 אדם שתה משקה ובו 5 גרם אתאנול. m 5 n 0.11mol MW 46 לאדם זה 0.11 מול אתאנול בדם. כמות זו גבוהה מן המותר. (הכמות המותרת היא מול בחמישה ליטרים דם.) לאדם זה אסור לנהוג. אתאנול i שאלה 8 א. i נוסחת מבנה מקוצרת של ואלין: N המסיסות תלויה באינטראקציות שנוצרות בין המולקולות של שני החומרים המתערבבים. בין המולקולות של חומצות אמיניות לבין מולקולות מים נוצרים קשרי מימן. מולקולה של חומצה גלוטמית מולקולה של ואלין מספר אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים הקשורים לאטום עם אלקטרושליליות גבוהה 4 מספר אטומים עם וזוגות אלקטרונים לא-קושרים אלקטרושליליות גבוהה 5 3 על-פי הטבלה למולקולות של חומצה גלוטמית יותר מוקדים ליצירת קשרי מימן עם המים מאשר למולקולות של ואלין. לחומצה גלוטמית מסיסות במיםטובה יותר מאשר לואלין. כל החומצות האמיניות, ולכן גם ואלין וחומצה גלוטמית, בנויות כך:. N החומצות האמיניות נבדלות זו מזו רק בקבוצת הצד R. קבוצת הצד של ואלין, ) (, אינה מגיבה עם המים. R 3 קבוצת הצד של חומצה גלוטמית, ונוצרים יוני ( (, מגיבה עם מים בתגובת בסיס-חומצה 3 ה, - p של התמיסה יורד. לכן ה- p של התמיסה המימית של ואלין גבוה מה- p של התמיסה המימית של חומצה גלוטמית. i

268 68 בחינת מתכונת N 3 N 3 ב. i ( ) 3 3 ואלין ב- = 7 p חומצה גלוטמית ב- = 7 p אין מטען חשמלי על חלקיק של ואלין ב- = 7.p המטען החשמלי על חלקיק של חומצה גלוטמית ב- = 7 p הוא. 1 חלקיק של חומצה אמינית בעל מטען חיובי מכיל בקבוצת הצד R קבוצה אמינית. בחלקיק של החומצה האמינית ליזין ב- = 7 p המטען יהיה. 1 i N N 3 3 ג. i p = 1 ב- Gu Va המטען של הדו-פפטיד ב- = 7 p הוא. 1 ד. לפי הניסוח המאוזן, כל מולקולת המוגלובין יכולה לקשור ארבע מולקולות חמצן. לפי נתוני השאלה, כל שרשרת יכולה לקשור מולקולת חמצן אחת. לכן יש ארבע שרשרות בכל מולקולת המוגלובין. ה. i דם עורקי "עשיר" בחמצן, מכיל ( - b( המוגלובין שמקושר לחמצן. ריכוז החמצן בדם 4 העורקי גבוה יותר וצבעו אדום בהיר. דם ורידי "עני" בחמצן, מכיל בעיקר - b המוגלובין. ריכוז החמצן בדם הוורידי נמוך יותר, וצבעו אדום-סגול. בריאות ריכוז החמצן גבוה יותר, לכן מולקולות החמצן ייקשרו להמוגלובין. ריכוז אוקסי-המוגלובין,.b יהיה גבוה יותר מריכוז, b( ( 4

269 בחינת מתכונת 69 3 בחינת מתכונת 3 השאלות פרק ראשון - חובה (40 נקודות) ענו על שתי השאלות 1 ו- (לכל שאלה - 0 נקודות) ענו על כל הסעיפים א-ח בגיליון התשובות המצורף (לכל סעיף -.5 נקודות). בכל סעיף הקיפו במעגל את הספרה המציינת את התשובה הנכונה. לפני שתענו, קראו את כל התשובות האפשריות..1 1 (g) (g) (g)? א. באיזהמהאיורים שלפניכם מתוארת נכון התגובה

270 70 בחינת מתכונת 3., K, N 3, Li ב. נתונות תמיסות מימיות של ארבעה חומרים: מהו המשפט הנכון? N 3 ו- הם חומרים מולקולריים, לכן התמיסות המימיות שלהם אינן מוליכות זרם חשמלי..1 Li ו- K הם חומרים יוניים, לכן רק התמיסות המימיות שלהם מוליכות זרם חשמלי.. Li ו- N 3 הם בסיסים, לכן רק התמיסות המימיות שלהם מוליכות זרם חשמלי כל התמיסות מוליכות זרם חשמלי, כי בכולן יש יונים ניידים. A ו גרם (s), Li במים. 3(s) ג. הכינו 100 מ"ל תמיסה על-ידי המסת 4 גרם מהו הריכוז של יוני בתמיסה שהתקבלה? 1.1M 0.4M 0.09M 0.0M , 33( ) גבוהה מטמפרטורת הרתיחה של 5 ( ) ד. מהי הקביעה הנכונה?.1 טמפרטורת הרתיחה של. כי הקשר חזק מן הקשר ), Br( כי I טמפרטורת הרתיחה של () גבוהה מטמפרטורת הרתיחה של. I() אינטראקציות ון-דר-ולס בין המולקולות של חזקות יותר..3 טמפרטורת הרתיחה של ) 5 ( גבוהה מטמפרטורת הרתיחה של ), 3 ( כי האינטראקציות מסוג קשרי מימן בין מולקולות ) 5 ( חזקות יותר. ) 3 ( ו-( ( 3) 3 ( הם איזומרים. לכן טמפרטורת הרתיחה שלהם זהה..4

271 בחינת מתכונת 71 3 ה. תאי החישה לטעמים שאנו חשים מרוכזים בצדי הלשון ועליה. מהו המשפט שאינו נכון?.1 בהמסת גלוקוז, 16(s), 6 ברוק שבפה, אנו חשים טעם מתוק. על מנת שמולקולות של חומר יעוררו את תחושת הטעם, החומר צריך להיות מומס בממס מתאים. טעם חמוץ מתקבל כאשר נקלטים יוני 3 על ידי תאי החישה של הטעם החמוץ...3 יוני, Na האחראים לטעם המלוח, נקלטים על ידי תאי חישה טעונים חיובית..4 ו. תהליך הנשימה האירובית הוא תהליך רב-שלבי שבו מתקבלים פחמן דו-חמצני ומים מגלוקוז: מהי הקביעה הנכונה? 6 16(s) 6(g) 6 (g) 6 ( ) גלוקוז הגלוקוז עובר חיזור, כי יש ירידה בדרגת החמצון של אטומי המימן במולקולה. הגלוקוז עובר חמצון, כי יש עלייה בדרגת החמצון של אטומי החמצן במולקולה ואין שינוי בדרגת החמצון של אטומי המימן במולקולה. הגלוקוז עובר חמצון, כי יש עלייה בדרגת החמצון של אטומי הפחמן במולקולה. הגלוקוז אינו עובר חמצון או חיזור

272 7 בחינת מתכונת 3 N ז. נתונות שלוש חומצות אמיניות: N ליזין גליצין N ( ) 4 N ( ) חומצה גלוטמית הכינו שלוש תמיסות שוות-ריכוז של החומצות האמיניות הנתונות. מסדרים את שלוש התמיסות על-פי ה- p שלהן. מהו הסדר הנכון? (הסימון מציין שה- p שווה בקירוב.) חומצה גלוטמית ליזין גליצין חומצה גלוטמית גליצין ליזין ליזין גליצין חומצה גלוטמית גליצין חומצה גלוטמית ליזין a ח. בטבלה שלפניכם מידע על הצריכה היומית המומלצת של יוני סידן, קבוצת התייחסות ילדים מתבגרים בוגרים מבוגרים טווח הגילים ומעלה מנה יומית של יוני סידן המומלצת ע"י משרד הבריאות 0.8 גרם 1. גרם 1. גרם 0.8 גרם. a ריכוז יוני a ב- 100 מ"ל חלב 1% שומן חלב הוא מקור עשיר ליוני סידן, הוא 0.045M. על האריזה מצוין שכוס חלב (50 מ"ל) מספקת שליש מהצריכה היומית המומלצת של יוני סידן למבוגר. מהי הקביעה הנכונה? שלוש כוסות חלב מספקות את המנה היומית המומלצת לילדים ולמבוגרים בלבד. שלוש כוסות חלב מספקות פחות יוני סידן מהמנה המומלצת לכל האוכלוסייה. שלוש כוסות חלב מספקות בדיוק את המנה היומית המומלצת לכל האוכלוסייה. שלוש כוסות חלב מספקות יותר יוני סידן מהמנה המומלצת לכל האוכלוסייה

273 בחינת מתכונת 73 3 ניתוח קטע ממאמר מדעי. קראו את הקטע שלפניכם, וענו על כל הסעיפים הבאים אחריו. הקפידו לרשום ניסוחים מאוזנים ויחידות נכונות. דמעות של בצל בצל הגינה, מראשוני הצמחים המתורבתים, תורבת במערב אסיה. הבצל מוזכר בתנ"ך. בצל הוא ירק מאכל בעל טעם חריף ממשפחת השומיים. יש לו שורש בצלי יבש וגבעולים ירוקים ורכים. בצל מורכב משכבות העוטפות זו את זו. מייחסים לבצל תכונות בריאותיות שונות, כגון מניעת הצטננות, מניעת מחלות לב, מניעת סוכרת, טיפול בטפילים בדרכי העיכול ועוד. על-פי החוקר, פרופ' מיכאל אבירם מבית-החולים רמב"ם, קיימים חומרים נוגדי חמצון המעכבים התפתחות טרשת עורקים. חיתוך הבצל גורם לגירוי העין ולהזלת דמעות. המכילות גפרית. אחת מהן היא תרכובת A, שהיא חסרת ריח. בזמן החיתוך יש פגיעה בתאים של הבצל. בגלדים החיצוניים של הבצל בתאים של הבצל יש תרכובות פחמן האנזים אלינאז מגיב עם ומפרק A התרכובת אותה לשלוש תרכובות. אחד מתוצרי הפירוק של תרכובת A היא תרכובת, B שנוסחתה. S 3 6 B, התרכובת הדמעות בעת חיתוך הבצל. שהיא תרכובת נדיפה, היא התרכובת האחראית על הזלת המדענים עדיין לא יכולים להסביר מדוע נגרם הגירוי לעיניים. ידוע שבמגע עם מים וחמצן, B התרכובת מתפרקת לשלושה חומרים: פרופאנאל,, 3, S 4 ומימן גפרי, חומצה גופרתית,. S משערים כי החומצה הגופרתית גורמת לגירוי קצות העצבים בעין, הגירוי גורם לצריבה, וכתגובה לגירוי נוצרות הדמעות. (מעובד על-פי "מולקולות בחזית", על-כימיה, גיליון 00),

274 74 בחינת מתכונת 3 א. i לפניכם נוסחת המבנה המקוצרת של מולקולות התרכובת A. S N רשמו את נוסחת המבנה המלאה של מולקולת תרכובת A.. נמקו את תשובתכם. קבעו איזה קשר חזק יותר, או i בטבלה שלפניכם נתונים ערכי אלקטרושליליות של חמישה אטומים. S N אטום אלקטרושליליות 3.0 מהו הקשר הקוטבי ביותר במולקולה הנתונה? נמקו את תשובתכם. ב. i אילו אינטראקציות מתקיימות בין המולקולות של תרכובת A? תרכובת B היא תרכובת נדיפה. מה ניתן להסיק מכך על סוג ועל חוזק האינטראקציות שבין המולקולות של תרכובת B?. (g) ו- ( ) בנוכחות S 3 6 (g) ג. i רשמו ניסוח מאוזן לתגובת הפירוק של הסבירו כיצד המולקולות של תרכובת B מגיעות לעיניים וגורמות להזלת דמעות. ) S 4( עם מים. ד. i נסחו את התגובה של מהי התכונה של ) S )4 שגורמת למדענים להטיל עליה את "האשמה" לדמעות? i מדוע, לדעתכם, מייצרת בלוטת הדמעות דמעות בתגובה לגירוי? ה. הסבירו מדוע: קילוף בצל מתחת למים זורמים מפחית את כמות הדמעות. כדאי לשמור את הבצל במקרר ולחתוך אותו בעודו קר. i *

275 בחינת מתכונת 75 3 פרק שני (60 נקודות) ענו על שלוש מהשאלות 8-3 (לכל שאלה - 0 נקודות). הקפידו לרשום ניסוחים מאוזנים ויחידות נכונות. מבנה וקישור וחומצות ובסיסים נתונים חמישה חומרים: א.., N,,, i הסבירו את ההבדלים בחוזק האינטראקציות שפועלות בין המולקולות של החומרים בכל אחד מזוגות החומרים i, i, שלפניכם N i ב. בטבלה שלפניכם רשומות טמפרטורות הרתיחה של חמשת החומרים הנתונים. התאימו כל אחד מהחומרים הנתונים לחומרים המסומנים בספרות (1) עד (5) בטבלה. נמקו את קביעותיכם. () החומר (1) () (3) (4) (5) טמפרטורת רתיחה ג. i נסחו את התגובות של החומרים (), (4) ו- (5) עם מים. מהו תחום ה- p של כל אחת מהתמיסות שהתקבלו: חומצי, בסיסי או ניטרלי? ד. חומצה מתאנואית,, היא חומצה חזקה יותר מחומצה בוטאנואית, הכינו תמיסות מימיות שוות-ריכוז של שתי החומצות.. 37 i לאיזו מהתמיסות מוליכות חשמלית גבוהה יותר? נמקו את תשובתכם. לאיזו מהתמיסות p נמוך יותר? נמקו את תשובתכם.

276 76 בחינת מתכונת 3 מבנה וקישור שפתיים מכילות קצות עצבים רבים ורגישים מאוד. נשיקה על השפתיים מעבירה מסר ברור למוח. סוגים שונים של נשיקות משפיעים בצורה שונה על המוח והגוף. נשיקה ידידותית, חברית או אימהית יוצרת תחושות של אמון וקשר טוב. תחושות אלו מתעוררות בעקבות חומר בשם אוקסיטוצין שנוצר במוחנו ומפחית, בין השאר, מתח וחרדות. נשיקות רומנטיות מפעילות חומרים נוספים: דופמין ואדרנלין, שגורמים לעלייה בקצב פעימות הלב ובלחץ הדם, בקצב הנשימה ובמתח השרירים..4 לפניכם נוסחת מבנה מקוצרת של דופמין: א. i רשמו נוסחת מבנה מלאה לדופמין. N סמנו בעיגול על הנוסחה שרשמתם שתי קבוצות פונקציונליות שונות במולקולת דופמין. נתונים ערכי אלקטרושליליות: -,.5 -,3.0 - N, i בחרו שני קשרים קוולנטיים קוטביים שונים במולקולת דופמין וסמנו עליהם מטען חלקי חיובי ומטען חלקי שלילי.. נמקו את תשובתכם. בחרו במולקולת דופמין קשר חזק יותר מקשר iv לפניכם נוסחת מבנה מקוצרת של אדרנלין: N i ב. רשמו נוסחה מולקולרית לאדרנלין. קבעו עבור כל אחד מההיגדים 1 ו- אם הוא נכון או לא נכון. נמקו כל קביעה.. קצר מהקשר.1 הקשר. הרדיוס האטומי של חמצן גדול מהרדיוס האטומי של חנקן.

277 בחינת מתכונת 77 3 ג. ד. האם טמפרטורת ההיתוך של אדרנלין גבוהה מטמפרטורת ההיתוך של דופמין? נמקו את תשובתכם. דופמין ואדרנלין נוצרים מהחומצה האמינית טירוזין, שנוצרת בגוף מחומצה אמינית אחרת, פניל-אלאנין. לפניכם נוסחאות מבנה מקוצרות של שתי החומצות האמיניות. טירוזין פניל-אלאנין N N לאיזו משתי החומצות האמיניות מסיסות טובה יותר במים? נמקו את תשובתכם. ציירו בעזרת נוסחת מבנה, את הקשרים שעשויים להיווצר בין מולקולה של החומצה האמינית שבחרתם בתת-סעיף ד i לבין שלוש מולקולות מים. i היבטים כמותיים קיימים חמישה טעמים: מתוק, מלוח, חמוץ, מר וטעם "אוממי", שקיבל הכרה בשנים האחרונות. אנו חשים בטעם באמצעות תאי חישה הנמצאים על הלשון..5 א. מהו סוג החלקיקים שגורם לטעם החמוץ על הלשון? הטעם המלוח נוצר עקב נוכחות של נתרן כלורי, (s). Nal ב. i מהו סוג החלקיקים בסריג של נתרן כלורי? רשמו ניסוח להמסת נתרן כלורי במים. 500 גרם מלח שולחני מסוג מלח הארץ הוא תערובת המכילה גרם יוני נתרן (שמקורם ב- (s).( Nal i ג. i להכנת סיר מרק בנפח 5 ליטר עקרת בית השתמשה ב- 10 גרם מלח שולחני. כמה גרם נתרן כלורי יש ב- 500 גרם מלח שולחני? פרטו את חישוביכם. כמה מול יוני נתרן יש במרק שבישלה עקרת הבית? פרטו את חישוביכם. מהו ריכוז יוני נתרן במרק? פרטו את חישוביכם.

278 78 בחינת מתכונת 3 לאחר הבישול עקרת הבית טעמה את המרק, והחליטה להוסיף לו כף חומץ (חומצת חומץ) וכוס מים. לפניכםשני היגדים i ו-. קבעו עבור כל היגד אם הוא עשוי להיות נכון או לא נכון. נמקו כל קביעה. i המרק היה חמוץ מדי לפני ההוספה. המרק היה מלוח מדי לפני ההוספה. ד. מחקרים על מלחים של מתכות אלקליות והלוגנים הראו, כי הגורם המבחין בין היות המלח בעל טעם מלוח או מר הוא גודל היונים. טעמו של המלח KBr הוא גם מלוח וגם מר. כאשר סכום קוטרם של היונים במלח נמוך מסכום קוטרם של היונים ב-,KBr הטעם השולט הוא מלוח. ה. i לאיזה יון, + או K לפניכם שני מלחים, +, Li רדיוס גדול יותר? נמקו את תשובתכם. Li ו-,KI לאחד מהם טעם מר ולאחר טעם מלוח. לאיזה מהמלחים הנתונים טעם מר ולאיזה טעם מלוח? נמקו את תשובתכם. חמצון-חיזור לוחמה כימית מוגדרת כשימוש מכוון בחומרים רעילים בעת מלחמה לשם פגיעה בבני אדם על-ידי שלילת יכולת הפעולה של האויב או גרימת מוות..6 לפניכם שלושה גזים המשמשים בלוחמה כימית: N N( ) 3 חרדל חנקני חומצה פרוסית (ציאנית) פוסגן א. i רשמו נוסחת מבנה מלאה למולקולות של שלושת הגזים. הצורה הגאומטרית של מולקולות היא מישורית משולשת. הצורה הגאומטרית של מולקולות הצורה הגאומטרית של מולקולות החנקן. N היא קווית. N( ) 3 לפניכם ערכי האלקטרושליליות של ששה יסודות. היא פירמידה משולשת סביב אטומי N Br היסוד אלקטרושליליות.1 באילו מהמולקולות יש דו-קוטב קבוע? נמקו את תשובתכם.

279 בחינת מתכונת 79 3 וב-? N נמקו את תשובתכם. ב. מהן דרגות החמצון של אטומי הפחמן ב- הגז ג. (g) N מופק בתגובה שניסוחה: לפניכם שלושה היגדים.i - i קבעו עבור כל אחד מההיגדים אם הוא נכון או לא נכון. נמקו כל קביעה. N3(g) 4(g) N(g) 3(g) i אטומי החנקן במולקולות N 3(g) הם המחזר בתגובה זו. 3(g) N ו- אטומי המימן במולקולות של (g)4 הם המחמצן בתגובה זו. i בתגובה זו מועברים 3 מול אלקטרונים. ד. i מהו נפח האמוניה, (g)3, N שדרוש לקבלת 100 ליטר תוצרים? פרטו את חישוביכם. כמה גרם מתאן, (g)4, הוכנסו למכל התגובה בתנאי חדר mol) (V 5liter /, על M מנת לקבל 100 ליטר תוצרים? פרטו את חישוביכם. חומצות ובסיסים 7. בין קופסאות השימורים שעל מדפי החנויות אפשר למצוא מלפפונים מוחמצים בחומץ (תמיסה של חומצה אצטית),, 3 ובמי מלח,. Na Na (s) למים ובהוספת 3 ( ) א. i נסחו את התהליכים המתרחשים בהוספת למים. קבעו אם ה- p של כל אחת מהתמיסות קטן מ- 7, גדול מ- 7 או שווה ל- 7. להחמצת המלפפונים במי מלח אחראים חיידקי החמצה שמנצלים את הסוכרים כמקור אנרגיה. הסוכרים נמצאים בירקות ובפירות ומשמשים לנשימה בתהליך אנאירובי (ללא חמצן). תוצר התהליך הוא חומצה לקטית (חומצת חלב), חיידקי הריקבון רגישים למלח יותר מאשר חיידקי ההחמצה.. 3 המלח מונע התרבות חיידקי ריקבון.

280 80 בחינת מתכונת 3 i i iv ב. רשמו נוסחאות מבנה מקוצרות של המולקולות של חומצה לקטית וחומצה אצטית. טמפרטורת ההתכהשל החומצה הלקטית היא. 18 האם טמפרטורת ההתכה של החומצה האצטית גבוהה מ-, 18 נמוכה מ- 18 תשובתכם. נסחו את התגובה של חומצה לקטית עם מים. או שווה ל-? 18 נמקו את האם תוך כדי התקדמות תהליך החמצת המלפפונים ה- p של תמיסת המלח עולה, יורד או לא משתנה? ג. i הציגו בצורה גרפית את השתנות ריכוז הסוכרים בכלי במשך זמן החמצת המלפפונים. ריכוז הסוכרים זמן ההחמצה חיידקי ההחמצה מנצלים את הסוכרים כמקור אנרגיה. האם תהליך פירוק הסוכר על ידי החיידקים הוא תהליך פולט אנרגיה (אקסותרמי) או תהליך קולט אנרגיה (אנדותרמי)? הסבירו את תשובתכם. ב- 100 מ"ל חומץ תפוחים יש 5 גרם של חומצה אצטית,. 3 i ד. מהו הריכוז המולרי של חומצה אצטית בחומץ תפוחים? להכנת תחמיץ להחמצת מלפפונים השתמשו בכפית מלח, בכפית סוכר, ב- 50 מ"ל חומץ תפוחים וב- 150 מ"ל מים. כמה מול של חומצה אצטית היו בתחמיץ? נמקו את תשובתכם. האם כתוצאה מהכנת התחמיץ, הריכוז של נמקו את תשובתכם. 3 עלה, ירד או לא השתנה? i

281 בחינת מתכונת 81 3 טעם של כימיה פחמימות, חלבונים ושומנים הכרחיים לתפקודו ולבריאותו התקינה של כל אדם. הם שייכים לאבות המזון ודרושים בכמויות גדולות במזון היום-יומי. איזון נכון של אבות המזון הוא בסיס לתזונה בריאה. מחסור באחד או יותר מהם עשוי להביא למצב של תת-תזונה. גבינות הן מקור מצוין לחלבונים, לשומנים ולפחמימות..8 לפניכם שתי טבלאות. מסה כמות האנרגיה שמתקבלת משריפת המזון בגוף 4 קילוקלוריות 4 קילוקלוריות 9 קילוקלוריות 1 גרם 1 גרם 1 גרם פחמימה חלבון שומן ערך תזונתי ל- 100 גרם קוטג' 5% מסה תכולה 11 גרם חלבון.4 גרם פחמימות 5 גרם שומן 3.3 גרם (מתוכו) שומן רווי 15 מיליגרם כולסטרול 430 מיליגרם יוני נתרן 00 מיליגרם יוני סידן i i א. כמה אנרגיה, שמקורה בחלבון, ניתן להפיק מ- 100 גרם גבינת קוטג' 5%? פרטו את חישוביכם. כמה אנרגיה, שמקורה בשומן, ניתן להפיק מ- 100 גרם גבינת קוטג' 5%? פרטו את חישוביכם. כמה אנרגיה נפיק מאכילת 100 גרם גבינת קוטג' 5%? פרטו את חישוביכם.

282 8 בחינת מתכונת 3 ב. בגבינת הקוטג' יש שומן רווי ושומן לא-רווי. הסבירו מהו ההבדל בין שומן רווי לשומן בלתי-רווי. ג. הניחו שכל יוני הנתרן בקוטג' מקורם במלח בישול, (s), Na המוסף לקוטג'. כמה גרם (s) Na הוסיפו ל- 100 גרם קוטג'? ) 1 מיליגרם = גרם.) ד. הייצוג של אחוזי השומן על גביע קוטג' מצביע על כמות השומן בגרמים, ב- 100 גרם קוטג'. כמה גרם שומן יש ב- 100 גרם קוטג' 3%? האם האנרגיה שנפיק מאכילת גביע קוטג' 3% תהיה קטנה מהאנרגיה שנפיק מאכילת גביע קוטג' 5%, גדולה ממנה או שווה לה? הסבירו את תשובתכם. i

283 בחינת מתכונת 83 3 פתרונות שאלה 1 ח ז ו ה ד ג ב א א.. איור מתאר נכון את התגובה הנתונה. היחס בין מספר המולקולות (המולים) של המגיבים והתוצרים הוא :1. המולקולותשל המגיבים הןדו-אטומיות, והמולקולות של התוצרים הן 1 :1 תלת-אטומיות. המגיבים והתוצרים במצב צבירה גזי, כי המולקולות מרוחקות זו מזו. תשובות שגויות.1.3 אחד היסודות מופיע כאטומים בודדים ולא כמולקולות דו-אטומיות. בתוצרים יש אטומים בודדים, ולא מולקולות של..4 התוצר אינו במצב צבירה גזי. Li הוא חומר יוני ובסיס בתמיסה מימית. N 3 הוא חומר מולקולרי ובסיס בתמיסה מימית. K הוא חומר יוני שאינו בסיס או חומצה בתמיסה מימית. הוא חומר מולקולרי וחומצה בתמיסה מימית. הניסוחים של תהליכי ההמסה במים של ארבעת החומרים: ב. 4. (s) ( ) Li Li N N 3(g) ( ) 4 (s) ( ) K K (g) ( ) 3 כל התמיסות מוליכות זרם חשמלי, כי בכולן יש יונים ניידים, היכולים לנוע בתנועה מכוונת אל האלקטרודות.

284 84 בחינת מתכונת 3 ג. 1. נחשב את מספר המולים של יוני הכלור בתמיסה כתוצאה מהמסת כל אחד מהמוצקים. ( ) 3 3(s) A A 3 1 : 1 : 3 יחס מולים 4gr 133.5gr/mol 0.03mol 0.09mol מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) (s) ( ) Li Li 1 : 1 : 1 יחס מולים 0.85gr 4.5gr/mol 0.0mol 0.0mol מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) n mol כולל מספר מולים כולל של יוני כלור בתמיסה: נפח התמיסה הוא 0.1 ליטר. n M V 0.1 ריכוז יוני כלור בתמיסה: ריכוז יוני כלור בתמיסה הוא 1.1M. I ו- Br ענן אלקטרונים זהה (70 ד.. טמפרטורת רתיחה היא ביטוי לחוזק האינטראקציות בין המולקולות. I ו- ) Br( הם חומרים מולקולריים. למולקולות אלקטרונים). אינטראקציות ון-דר-ולס הנובעות מקיומם של דו-קטבים רגעיים דומות בשני ( ) החומרים. במולקולה I קיים דו-קוטב קבוע, כי לאטום יש אלקטרושליליות גבוהה מלאטום I. במולקולת Br Br הקשר הוא קוולנטי טהור.

285 בחינת מתכונת 85 3 בין מולקולות I קיימות אינטראקציות ון-דר-ולס הנובעות מכוחות משיכה חשמליים בין דו-קטבים רגעיים ומכוחות משיכה חשמליים בין דו-קטבים קבועים, ואילו בין מולקולות ) Br( קיימות אינטראקציות ון-דר-ולס הנובעות מקיומם של דו-קטבים רגעיים בלבד. לכן. Br( ) I טמפרטורת הרתיחה של ) ( גבוהה משל תשובות שגויות.1.3 קשרים קוולנטיים הם קשרים תוך-מולקולריים ואינם קשורים לטמפרטורת הרתיחה. חוזק האינטראקציות בין המולקולות (ון-דר-ולס בלבד או ון-דר-ולס וקשרי מימן) קובע את חוזק הקשרים בין המולקולות ולכן את טמפרטורת הרתיחה של החומרים. ) 5 ( ו-( 3 ( הם חומרים מולקולריים. בין המולקולות שלהם קיימות.4 אינטראקציות מסוג קשרי מימן ואינטראקציות מסוג ון-דר-ולס. האינטראקציות מסוג קשרי מימן שוות בחוזקן כי מספר המוקדים ליצירת קשרי מימן ומידת "החשיפה" של אטום המימן מאלקטרונים שווה. ההבדל בין המולקולות נובע מגודל ענן האלקטרונים. ל-( 5 ( ענן אלקטרונים גדול יותר ולכן בין מולקולות חומר זה האינטראקציות מסוג ון-דר-ולס חזקות יותר. מולקולות של איזומרים שונות זו מזו בשטח הפנים. ככל שהמולקולה מסועפת יותר, שטח הפנים שלה קטן יותר, שטח המגע בין המולקולות קטן יותר ולכן האינטראקציות מסוג ון-דר-ולס חלשות יותר, וטמפרטורת הרתיחה נמוכה יותר. המולקולה ( (3 3 מסועפת, המולקולה 3 אינה מסועפת, ולכן טמפרטורת הרתיחה של איזומרים אלה אינה זהה. ה. 4. ו. מסיח 4 אינו נכון - יונים חיוביים לא יימשכו לקולטנים טעונים חיובית, בגלל הדחייה בין מטענים דומים. נחשב את דרגת החמצון של כל אחד מן האטומים (לאטומי הפחמן נחשב דרגת חמצון ממוצעת): 6 16(s) 6(g) 6 (g) 6 ( ) אין שינוי בדרגת החמצון של אטומי המימן. אטומי החמצן במולקולות החמצן יורדים בדרגת החמצון ולכן עוברים חיזור. אטומי הפחמן במולקולות הגלוקוז עולים בדרגת החמצון ועוברים תהליך חמצון. הגלוקוז עובר חמצון e / 6 e / 1.3

286 86 בחינת מתכונת 3 p ההבדל ב-. N ו- ז.. לכל החומצות האמיניות שתי קבוצות פונקציונליות זהות: של התמיסה המימית נובע בעיקר מאופי קבוצות הצד, המסומנות באפור. N גליצין N ( ) N ליזין 4 N ( ) חומצה גלוטמית לליזין קבוצת צד בסיסית (אמין), ולכן ה- p של תמיסת ליזין יהיה בסיסי (7 (p. לגליצין קבוצת צד,, שאינה בסיסית ואינה חומצית, ולכן ה- p של תמיסת גליצין יהיה קרוב. (p 7) לניטרלי 7) (p. לחומצה גלוטמית קבוצת צד חומצית, ולכן ה- p של תמיסתה יהיה חומצי לפיכך הסדר הנכון של שלוש התמיסות על-פי ה- p שלהן הוא: חומצה גלוטמית גליצין ליזין a יש בכוס חלב. ח. 4. נחשב כמה גרם יוני 0.045M a V 0.5liter n V mol M W 40gr/mol m n M gr W. a בכוס חלב יש 0.45 גרם יוני. a בשלוש כוסות חלב יש gr יוני שלוש כוסות חלב מספקות 1.35 גרם יוני סידן, כלומר מספקות יותר יוני סידן מהצריכה היומית המומלצת לכל האוכלוסייה.

287 { בחינת מתכונת 87 3 שאלה א. i נוסחת מבנה מלאה למולקולת תרכובת A: על-פי חוק קולון, עוצמת המשיכה החשמלית בין מטענים מנוגדים תלויה בגודל המטענים ובמרחק ביניהם. חוזק הקשר הקוולנטי תלוי בחוזק כוחות המשיכה החשמליים שפועלים בין אלקטרוני הקשר לגרעיני האטומים הקשורים, ובחוזק כוחות המשיכה החשמליים הפועלים בין המטענים המנוגדים שנוצרים על האטומים הקשורים בקשר קוולנטי קוטבי. בטבלה הבאה מפורטים הגורמים העיקריים המשפיעים על חוזק הקשר הקוולנטי, כיצד הם משפיעים וכיצד הם באים לידי ביטוי בשאלה שנשאלה. לקשר השוואה בין הקשר הגורם רדיוס האטומים רדיוס אטום גדול מרדיוס אטום (המרחק בין הגרעינים לאלקטרוני הקשר) קשר כפול סדר הקשר (מספר האלקטרונים קשר כפול המשתתפים בקשר) קשר קוולנטי טהור מידת קוטביות הקשר (הפער באלקטרושליליות בין קשר קוולנטי קוטבי האטומים המשתתפים בקשר), הגורמים המשתנים הם לבין חוזק הקשר כאשר משווים בין חוזק הקשר רדיוס האטומים וקוטביות הקשר. לאטום רדיוס גדול מלאטום ולכן המשיכה החשמלית בין הגרעינים לאלקטרוני הקשר חלשה יותר. נוסף על כך הקשר הוא קשר קוטבי ולכן יפעלו כוחות משיכה רבים יותר. קיימת משיכה חשמלית בין המטענים החלקיים. בקשר שני גורמים אלה תורמים לכך שהקשר. חזק מן הקשר טבלת הפרשי האלקטרושליליות בקשרים שונים: N N קשר הפרש באלקטרושליליות על-פי הטבלה, קשר אטומי הקשר הוא הגדול ביותר. S N S הוא הקשר הקוטבי ביותר, כי ההפרש בערכי אלקטרושליליות של i

288 88 בחינת מתכונת 3 ב. i בין המולקולות של תרכובת A יכולות להתקיים אינטראקציות מסוג ון-דר-ולס וקשרי מימן. אינטראקציות ון-דר-ולס מתקיימות בין דו-קטבים רגעיים וקבועים במולקולות שכנות. קשרי מימן מתקיימים בין אטום מימן "חשוף" מאלקטרונים בעל מטען חלקי חיובי גדול, שנוצר כתוצאה מקשר לאטום חמצן (בקבוצת ( או אטום חנקן (בקבוצת ( N בעל אלקטרושליליות גבוהה במולקולה אחת, לבין זוג אלקטרונים בלתי-קושר של אחד מאטומי החמצן או החנקן במולקולה סמוכה. האינטראקציות בין מולקולות תרכובת B הן אינטראקציות ון-דר-ולס. האינטראקציות בין המולקולות של תרכובת B חלשות, ולכן בטמפרטורת החדר ניתקים חלק מכוחות האחיזה בין המולקולות והחומר מתנדף, כלומר עובר ממצב נוזל למצב גז. S S S 3 6 (g) (g) ( ) (g) i ג. כתוצאה מחיתוך הבצל יש פגיעה בתאים של הבצל. האנזים אלינאז מגיב עם התרכובת A ומפרק אותה לשלוש תרכובות. אחד מתוצרי הפירוק הוא חומר B. האינטראקציות החלשות בין המולקולות של חומר B ניתקות ונוצר לעין. מולקולות (g). S 3 6 מולקולות הגז נעות באופן חופשי ומגיעות S 3 6 מגיבות עם מולקולות מים ומולקולות חמצן שבסביבת העין על-פי התגובה שבתת-סעיף ג i. נוצרת חומצה גופרתית, 4, S שהיא האחראית לגירוי העין. 4 ( ) 3 4 S S i i i * ד. S 4 חומצה חזקה, יוצרת יוני הגורמים לגירוי העין ולדמעות. 3 במים. מדענים מניחים שיוני 3 הם ה. בלוטת הדמעות מייצרת דמעות כדי לפנות מהעין את הגורם המגרה, על-ידי שטיפתו עם המים שמהווים מרכיב עיקרי בדמעות. קילוף בצל מתחת למים זורמים מפחית את כמות הדמעות, כי המים הזורמים שוטפים את מולקולות החומר ומגיב, ריכוז תמיסת S 3 6 מהבצל, וכך הוא לא מגיע לעיניים. אם חלק מהחומר מגיע לעין 4 S שנוצרת בתגובה יהיה קטן יותר, וגירוי העיניים קטן יותר. כאשר חותכים בצל קר, תהליך הפירוק של תרכובת A אטי יותר. בנוכחות האנזים נוצר פחות חומר B ביחידת זמן. בטמפרטורה נמוכה, פחות מולקולות של תרכובת B מתנדפות. כמות החומר המדמיע המגיע לעיניים קטנה יותר.

289 בחינת מתכונת 89 3 שאלה 3 א. החומרים הנתונים הם חומרים מולקולריים. בכולם בנוסף לאינטראקציות ון-דר-ולס פועלים בין המולקולות גם קשרי מימן. האינטראקציות בין מולקולות חזקות יותר מאלו שפועלות בין מולקולות 3 7 i. למולקולות ענן אלקטרונים גדול יותר מלמולקולות 3 7 (48 אלקטרונים לעומת 4 אלקטרונים), וככל שענן האלקטרונים גדול יותר, הסיכוי לדו-קטבים רגעיים על-פני המולקולות גדול יותר, ולכן אינטראקציות ון-דר-ולס ביניהן חזקות יותר. קשרי המימן שייווצרו בין המולקולות של שני החומרים הם מאותו הסוג, עם מספר מוקדים זהה ולכן חוזק קשרי המימן שווה. האינטראקציות בין מולקולות חזקות יותר מאלו שפועלות בין מולקולות, 5 כי במולקולות יש יותר אטומי חמצן עם זוגות אלקטרונים לא-קושרים, ולכן ייווצרו קשרי מימן רבים יותר. במולקולות קיים דו-קוטב חזק יותר מאשר במולקולות, 5 לכן קשרי המימן בין מולקולות חזקים יותר. ההבדל בחוזק אינטראקציות ון-דר-ולס לא משמעותי, כי לשני החומרים ענן אלקטרונים דומה (6 אלקטרונים ו- 4 אלקטרונים). בין מולקולות 5 יפעלו אינטראקציות חזקות יותר מאשר בין מולקולות, 3N כי i למולקולות 5 יש ענן אלקטרונים גדול יותר (6 אלקטרונים לעומת 18 אלקטרונים), שגורם לאינטראקציות ון-דר-ולס חזקות יותר בין המולקולות. בנוסף לכך, קשרי המימן בין מולקולות 5 חזקים יותר מאשר קשרי המימן ב- 3N. לאטום החמצן אלקטרושליליות גבוהה יותר מלאטום החנקן, ולכן אטום המימן הקשור אליו "חשוף" יותר מאלקטרונים, מה שיוצר מטען חלקי חיובי גדול יותר על אטום המימןב- מאשר על 5 אטום המימן ב- 3N. כמו-כן המטען החלקי השלילי גבוה יותר על אטום החמצן מאשר על אטום החנקן. הקיטוב הגדול יותר במולקולות יותר בין מולקולות אלו. 5 גורם ליצירת קשרי מימן חזקים

290 90 בחינת מתכונת 3 ב. טמפרטורת הרתיחה של החומרים המולקולריים תלויה בחוזק האינטראקציות הבין-מולקולריות. בכל החומרים הנתונים יש קשרי מימן בנוסף לאינטראקציות ון-דר-ולס. בטבלה שלפניכם רשומים גודל ענן האלקטרונים, סוג קשרי המימן ומספר המוקדים ליצירת קשרי מימן במולקולות הנתונות. גודל ענן אלקטרונים סוג קשרי מימן (מידת "חשיפה" של אטומי המימן) הקשר פער אלקטרושליליות מספר מוקדים אפשריים ליצירת קשרי מימן סביב מולקולה אחת N 18 3N אפשר לראות שאינטראקציות ון-דר-ולס החלשות ביותר וקשרי המימן החלשים ביותר מתקיימים בין מולקולות, 3N ולכן החומר 3N יהיה בעל טמפרטורת הרתיחה הנמוכה ביותר ו- קשרי מימן דומים, לכן ההבדל 3, (חומר.(5 לחומרים 3 7 בטמפרטורת הרתיחה נובע מחוזק אינטראקציות ון-דר-ולס. הרתיחה הגבוהה ביותר (חומר 1). ל- 37 יהיה בעל טמפרטורת 3 אינטראקציות ון-דר-ולס חלשות יותר ולכן יהיה בעל טמפרטורת הרתיחה השנייה בגובהה (חומר ). ל- ול- אינטראקציות 5 ון-דר-ולס דומות. ל- מספר מוקדים רב יותר ליצירת קשרי מימן, לכן טמפרטורת הרתיחה של החומר לפיכך (חומר 3) תהיה גבוהה יותר משל 5 (חומר 4). החומר טמפרטורת רתיחה () נוסחת החומר המתאים N

291 בחינת מתכונת ( ) 3 3 ( ) 5 ( ) 5 N N 3 (g) ( ) 3 3 ג. i p 3 חומצי. p 5 ניטרלי. 3N p בסיסי. לתמיסת לתמיסת לתמיסת ד., כלומר ריכוז היונים בתמיסת חומצה חזקה יותר מ-( aq ) 3 7 גבוה מריכוז היונים בתמיסת. 37 לכן: המוליכות החשמלית של תמיסת גבוהה יותר. i 3 ריכוז יוני בתמיסת גבוה יותר, ולכן ה- p של תמיסת נמוך יותר. שאלה 4 N א.,i אפשר לסמן גם קשר כפול כקבוצה פונקציונלית., N,,, N שניים מתוך: על-פי חוק קולון, עוצמת המשיכה החשמלית בין מטענים מנוגדים תלויה בגודל המטענים ובמרחק ביניהם. חוזק הקשר הקוולנטי תלוי בחוזק כוחות המשיכה החשמליים שפועלים בין אלקטרוני הקשר לגרעיני האטומים הקשורים, ובחוזק כוחות המשיכה החשמליים הפועלים בין המטענים המנוגדים שנוצרים על האטומים הקשורים בקשר קוולנטי קוטבי. בטבלה הבאה מפורטים הגורמים העיקריים המשפיעים על חוזק הקשר הקוולנטי, כיצד הם משפיעים וכיצד הם באים לידי ביטוי בשאלה שנשאלה. i iv

292 9 בחינת מתכונת 3 לקשר השוואה בין הקשר רדיוס אטום גדול מרדיוס אטום קשר יחיד קשר יחיד פער אלקטרושליליות 1.4 פער אלקטרושליליות 1 הגורם רדיוס האטומים (המרחק בין הגרעינים לאלקטרוני הקשר) סדר הקשר (מספר האלקטרונים המשתתפים בקשר) מידת קוטביות הקשר (הפער באלקטרושליליות בין האטומים המשתתפים בקשר), הגורמים המשתנים הם רדיוס לבין חוזק הקשר כאשר משווים בין חוזק הקשר האטומים ומידת קוטביות הקשר. לאטום רדיוס קטן מלאטום ולכן המשיכה החשמלית הוא קשר קוטבי יותר ולכן קיימת בין הגרעינים לאלקטרוני הקשר חזקה יותר. הקשר משיכה חשמלית נוספת חזקה יותר בין המטענים החלקיים. בקשר חזקים יותר. יפעלו כוחות משיכה. חזקמן הקשר הקשר 9 13N 3.1 i ב. יש משיכה חזקה נכון - בין אטומי הפחמן לבין אלקטרוני הקשר בקשר הכפול יותר מאשר בין אטומי הפחמן לבין אלקטרוני הקשר בקשר היחיד, כי מספר. אלקטרוני הקשר הנמשכים לגרעינים גדול יותר. לכן פועלים כוחות משיכה רבים וחזקים יותר. על-פי חוק קולון, כאשר המשיכה החשמלית חזקה יותר, המרחק בין גרעיני האטומים הקשורים קטן יותר ואורך הקשר קצר יותר. לא נכון - בגרעין אטום החמצן יש יותר פרוטונים מאשר בגרעין אטום החנקן, ולכן על-פי חוק קולון המשיכה אל האלקטרונים חזקה יותר והרדיוס האטומי של אטום החמצן יהיה קטן יותר. טמפרטורת ההיתוך של אדרנלין גבוהה מטמפרטורת ההיתוך של דופמין, כי האינטראקציות בין מולקולות אדרנלין חזקות יותר: (1) למולקולות אדרנלין ענן אלקטרונים גדול יותר מלמולקולות דופמין ולכן האינטראקציות מסוג ון-דר-ולס בין מולקולות אדרנלין חזקות יותר. () למולקולות אדרנלין יותר מוקדים ליצירת קשרי מימן מאשר למולקולות דופמין ולכן האינטראקציות מסוג קשרי מימן חזקות יותר. ג.

293 בחינת מתכונת 93 3 ד. i המסיסות במים של טירוזין טובה יותר מהמסיסות במים של פניל-אלאנין, כי למולקולות טירוזין יש יותר מוקדים ליצירת קשרי מימן (יותר אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים בגלל קשר קוולנטי עם אטום אלקטרושלילי, ויותר זוגות אלקטרונים לא-קושרים של אטומים בעלי אלקטרושליליות גבוהה), ולכן המולקולות שלו יוכלו ליצור יותר קשרי מימן עם מולקולות המים. N שאלה 5. 3 א. החלקיקים הגורמים לטעם החמוץ הם יוני הידרוניום, (s) ( ) Na Na. ויונים שליליים,, Na ב. i יונים חיוביים, ג. i (s) ( ) Na Na 1 : 1 : 1 יחס מולים 100gr 39.33gr מסה (m) 58.5 gr/mol 3gr/mol מסה מולרית ) w (M 1.71mol 1.71mol מספר מולים (n) ב- 500 גרם מלח שולחני יש 100 גרם (s). Na

294 94 בחינת מתכונת 3. Na (s). Na (s) ב- 500 גרם מלח שולחני יש 100 גרם ב- 10 גרם מלח שולחני יש X גרם 100 X 10gr 500 (s) ( ) Na Na 1 : 1 : 1 gr 58.5 gr/mol 0.034mol 0.034mol יחס מולים מסה (m) מסה מולרית ) w (M מספר מולים (n) m 0.79 n mol M 3 W n 0.034mol 0.007M V 5liter. Na אפשרות נוספת לפתרון - ב- 500 גרם מלח שולחני יש גרם יוני. Na. ב- 10 גרם מלח שולחני יש X גרם יוני 10 X gr 500 במרק מול יוני נתרן, Na ריכוז יוני הנתרן במרק הוא 0.007M. i ד. i ההיגד אינו נכון. הוספת חומץ למרק חמוץ מדי תהפוך אותו לחמוץ יותר, כי ריכוז יוני 3 במרק יגדל. ההיגד נכון. הוספת מים מוהלת את המרק. ריכוז יוני Na יורד, ולכן הטעם יהיה פחות מלוח. K ה. i ליון רדיוס גדול יותר מליון באלקטרונים גדול יותר. סידור האלקטרונים ביונים הוא:, Li כי ביון זה מספר רמות האנרגיה המאוכלסות. K,8,8 Li

295 בחינת מתכונת 95 3 סכום קוטרם של היונים קובע את הטעם השולט. הרדיוס של יון של היון קטן בהשוואה לרדיוס של היון I והרדיוס של היון Br. K קטן מהרדיוס של יון Li הרדיוס של יון. Br גדול מהרדיוס סכום קוטרם של היונים בליתיום כלורי קטן מסכום קוטרם של היונים באשלגן יודי, לכן הטעם השולט יהיה מלוח בליתיום כלורי ומר באשלגן יודי. שאלה 6 N N א. i בכל אחת מהמולקולות יש דו-קוטב קבוע. בכולן יש קשרים קוולנטיים קוטביים בשל הפרשים באלקטרושליליות של אטומי הקשר. חלוקת המטען על-פני המולקולות אינה סימטרית. ב. כדי לקבוע את דרגת החמצון של אטום הפחמן בכל אחת משתי המולקולות, צריך לבדוק את המטען החלקי על כל אחד מן האטומים הקשורים ואת מספר האלקטרונים שהוא משתף בקשר N N זרז N3(g) 4(g) N(g) 3(g) ג. ההיגד לא נכון - אטומי הפחמן במולקולה 4 הם המחזר בתגובה זו, כי דרגת החמצון שלהם עולה. לא חל שינוי בדרגת החמצון של אטומי החנקן. ההיגד נכון - אטומי המימן במולקולה 4 ואטומי המימן במולקולה N 3 הם המחמצן, כי דרגת החמצון שלהם יורדת. i N e i ההיגד לא נכון - בתגובה מועברים 6 מול אלקטרונים.

296 96 בחינת מתכונת 3 ד. i על-פי חוק אבוגדרו, יחס הנפחים שווה ליחס המולים בתגובה. N3(g) 4(g) N(g) 3(g) 1 : 1 : 1 : 3 1 : 1 : 1 : 3 V V 3V יחס מולים יחס הנפחים נפח הגז (V) V 3V 100 liter V 5liter הנפח הכולל של התוצרים: V 5liter נפח 3(g) N (על-פי יחס הנפחים): נפח 3(g) N שהגיב הוא 5 ליטר. N3(g) 4(g) N(g) 3(g) 1 : 1 : 1 : 3 1 : 1 : 1 : 3 5 liter 5 liter 5 liter/mol 1mol יחס מולים יחס הנפחים נפח הגז (V) נפח מולרי ) M (V מספר מולים (n) m MW n gr כמות 4(g) שהגיב: 16 גרם 4(g) הגיבו.

297 בחינת מתכונת 97 3 שאלה 7 3 ( ) 3 3 (s) ( ) Na Na א. i. p 7. p 7 בתמיסת חומץ: בתמיסת מלח: ב. i נוסחאות מבנה מקוצרות של המולקולות של חומצה אצטית וחומצה לקטית: חומצה לקטית חומצה אצטית בין המולקולות של כל אחת מהחומצות יש אינטראקציות מסוג ון-דר-ולס וקשרי מימן. בין המולקולות של חומצה לקטית יש אינטראקציות ון-דר-ולס חזקות יותר, כי ענן האלקטרונים גדול יותר (4 אלקטרונים לעומת 3 אלקטרונים). בנוסף לכך למולקולות של חומצה לקטית יש יותר אפשרויות לקשרי מימן (יותר אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים, יותר אטומי חמצן עם זוגות אלקטרונים לא-קושרים). כוחות המשיכה בין המולקולות של חומצה לקטית חזקים יותר, ולכן טמפרטורת ההתכה של החומצה הלקטית גבוהה מטמפרטורת ההתכה של החומצה האצטית. טמפרטורת ההתכהשל החומצה האצטית נמוכה מ ( ) ( ) 3 3 בתהליך החמצת המלפפונים נוצרת חומצה לקטית. עם התקדמות תהליך החמצת המלפפונים i iv, 3 וריכוזם עולה. נוצרים יותר יוני הידרוניום, ה- p של התמיסה יורד.

298 98 בחינת מתכונת 3 ג. i במהלך החמצת המלפפונים חיידקי ההחמצה מפרקים את הסוכרים כדי להפיק אנרגיה. לכן ריכוז הסוכרים יורד. השתנות ריכוז הסוכרים במהלך החמצת המלפפונים ריכוז הסוכרים זמן ההחמצה תשובה אפשרית נוספת: השתנות ריכוז הסוכרים במהלך החמצת המלפפונים ריכוז הסוכרים זמן ההחמצה החיידקים מנצלים את הסוכרים כמקור לאנרגיה, לפיכך משתחררת אנרגיה בזמן פירוק הסוכר. תהליך פירוק הסוכר הוא תהליך פולט אנרגיה (אקסותרמי)., 3 בחומץ: ד. i נחשב את ריכוז החומצה האצטית, m 5gr M W 60gr/mol V 0.1liter? m 5 n 0.083mol M 60 W n M V 0.1 הריכוז המולרי של חומצה אצטית בחומץ תפוחים הוא 0.83M.

299 בחינת מתכונת 99 3 בתחמיץ יש 50 מ"ל חומץ תפוחים. חומץ תפוחים מכיל חומצה אצטית: ב- 0.1 ליטר חומץ תפוחים יש מול של ב ליטר חומץ תפוחים יש n מול של n mol 0.1 בתחמיץ יש מול של חומצה אצטית,. 3 הריכוז של חומצה אצטית ירד כתוצאה מהכנת התחמיץ. הוסיפו 150 מ"ל מים, נפח התמיסה עלה, ואין שינוי במספר המולים של חישוב הריכוזשל 3 בתחמיץ:. 3 הנפח הסופי של התחמיץ הוא 00 מ"ל. i n mol V 0. liter n M V 0. הריכוז של חומצהאצטית בתחמיץ קטן מריכוזה בחומץתפוחים. שאלה 8 א. i לפי הטבלה הראשונה, 1 גרם חלבון מספק אנרגיה בכמות של 4 קילוקלוריות. לפי הטבלה השנייה, ב- 100 גרם קוטג' יש 11 גרם חלבון. לכן 4 קילוקלוריות x קילוקלוריות 1 גרם חלבון 11 גרם חלבון x kca כמות האנרגיה שניתן להפיק מהחלבון שב- 100 גרם קוטג' 5% שווה ל- 44 קילוקלוריות. לפי הטבלה הראשונה, 1 גרם שומן מספק אנרגיה בכמות של 9 קילוקלוריות. לפי הטבלה השנייה, ב- 100 גרם קוטג' יש 5 גרמים של שומן. לכן 9 קילוקלוריות x קילוקלוריות 1 גרם שומן 5 גרם שומן x 9545kca כמות האנרגיה שניתן להפיקמהשומן שב- 100 גרם קוטג' 5% שווה ל- 45 קילוקלוריות.

300 300 בחינת מתכונת 3 לפי הטבלה הראשונה, 1 גרם פחמימות מספק 4 קילוקלוריות. לפי הטבלה השנייה, ב- 100 גרם קוטג' יש.4 גרם פחמימות. לכן 4 קילוקלוריות x קילוקלוריות 1 גרם פחמימות.4 גרם פחמימות x kca ב- 100 גרם גבינת קוטג' 5% יש 9.6 קילוקלוריות שמקורן בפחמימות. סה"כ הקלוריות ב- 100 גרם קוטג' 5%: kca פחמימות 45 שומן 44 חלבון מאכילת 100 גרם גבינת קוטג' 5% נפיק 98.6 קילוקלוריות. i ב. במולקולות של שומן רווי אין קשרים כפולים. כל קשרי פחמן-פחמן הם קשרים יחידים. במולקולות של שומן בלתי-רווי יש קשר או קשרי פחמן-פחמן כפולים. ג. ב- 100 גרם קוטג' 5% יש 430 מיליגרם יוני Na שהם 0.43 גרם יוני נתרן. מלח בישול מורכב מיוני נתרן ומיוני כלור. (s) Na Na 1 : 1 : 1 יחס מולים 1.1gr 0.43gr מסה (m) 58.5gr/mol 3gr/mol 0.019mol 0.019mol מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) כמותמלח הבישול המוספת ל- 100 גרם קוטג' 5% היא 1.1 גרם. - x מסת השומן בגביע קוטג' 3%. ד. i x 100 3% x 3gr בקוטג ' 3% שומן יש 3 גרם שומן ב- 100 גרם קוטג'. 100 גביע קוטג' 3% מכיל פחות שומן מאשר גביע קוטג' 5%. האנרגיה שנפיק מאכילת גביע קוטג' 3% קטנהמהאנרגיה שנפיק מאכילת גביע קוטג' 5%.

301 בחינות בגרות פרק ח

302 30 בחינת בגרות תשס"ז, בחינת בגרות תשס"ז, שאלון מפמ"ר. כל הזכויות שמורות לפיקוח על הוראת הכימיה - משרד החינוך מן השאלון הוצאו השאלות שאינן מתאימות לתכנית הלימודים 3 יח"ל, והשאלות מוספרו מחדש. השאלות פרק ראשון - חובה (40 נקודות) ענו על שתי השאלות 1 ו- (לכל שאלה - 0 נקודות) ענו על כל הסעיפים א-ח בגיליון התשובות המצורף (לכל סעיף -.5 נקודות). לכל סעיף הקיפו במעגל את הספרה המציינת את התשובה הנכונה. לפני שתענו, קראו את כל התשובות האפשריות..1 א. לאיזו מהנוסחאות המולקולריות שלפניכם מתאים המספר הגדול ביותר של איזומרים? ב. קבוצת תלמידים הכינה בטיול ליטר תה מתוק. הריכוז המולרי של הסוכר,, בתה 1 11 היה 0.1M. כמה גרם סוכר הוסיפו התלמידים לתה? 34 גרם 68.4 גרם גרם גרם..1 ג. נתונים ערכי אלקטרושליליות של מספר אטומים: N אטום מימן פחמן חנקן אלקטרושליליות.1 מהי דרגת החמצון של אטום הפחמן במולקולה? 3N

303 בחינת בגרות תשס"ז, ד. נוהגים להשתמש בחומץ ביתי להסרת אבנית שמצטברת על דפנות הקומקום. להלן התגובה המתרחשת בין חומצת חומץ לבין סידן פחמתי, (s)3, a שהוא המרכיב העיקרי של אבנית: 3(s) 3 (g) ( ) 3 מהו ההיגד הנכון? a a אפשר להסיר אבנית גם בתגובה בין (s)3 a למיץ לימון..1. Na אפשר להסיר אבנית גם בתגובה בין (s)3 a לתמיסת. התגובה הנתונה היא תגובת חמצון-חיזור. לא חל שינוי ב- p במהלך התגובה הנתונה..3.4 לפניכם טבלה שבה מוצגים ערכי ויטמינים ו- B בברוקולי שבושל במים בשתי דרכים שונות. הערכים בטבלה מבוטאים כאחוזים מתכולת הויטמינים המקורית של הברוקולי לפני שבושל. תכולת ויטמינים (%) במים שבהם בושל הברוקולי תכולת ויטמינים (%) בברוקולי המוצק לאחר הבישול שיטת הבישול ויטמין B ויטמין ויטמין B ויטמין מיקרוגל אידוי ה. מתוך הטבלה ניתן להסיק כי: תכולת ויטמין בברוקולי המוצק לאחר שבושל, נשמרת טוב יותר מאשר תכולת ויטמין.B עדיף לבשל במיקרוגל כדי לשמור על תכולת ויטמינים (B ו- ) גבוהה יותר בברוקולי המוצק. ויטמין B איננו נהרס במהלך הבישול אך ויטמין נהרס, בכל אחת משתי שיטות הבישול. ויטמין איננו נהרס במהלך הבישול אך ויטמין B נהרס, בכל אחת משתי שיטות הבישול

304 304 בחינת בגרות תשס"ז, 007 ו. לפניכם נוסחת המבנה של החומצה האמינית - חומצה אספרטית: N לפניכם ארבע נוסחות מבנה :IV - I N 3 IV N III N איזו מנוסחאות המבנה IV - I היא נוסחת המבנה הנכונה של חומצה אספרטית ב- p נייטרלי? 3 II N 3 I IV.4 III.3 II. I.1

305 בחינת בגרות תשס"ז, ניתוח קטע ממאמר מדעי. קראו את הקטע שלפניכם, וענו על ארבעה סעיפים מבין הסעיפים שאחריו: חובה לענות על שלושת הסעיפים א, ב ו- ג, ויש לענות על אחד מבין הסעיפים ד ו- ה. הקפידו לרשום ניסוחים מאוזנים ויחידות נכונות. ריח לא נעים במקלחת? יש פתרון! כתמים שחורים בפינות המקלחת או האמבטיה אינם רק דוחים מבחינה אסטטית אלא גורמים גם לריח לא נעים. ריח זה נוצר מהצטברות משקעים הנוצרים בין המים והסבון וסביבם מצטברים גם חומרים שומניים לא מסיסים. המים במקלחת ומי השתייה מקורם במי תהום, בבארות, במעיינות או בנהרות, והם. 3 מסתבר כי, a, Mg, מכילים באופן טבעי יונים שונים כגון:, Na כאשר המים הם "קשים" - מכילים אחוז גבוה של יוני סידן, הם יוצרים עם הסבון משקעים בלתי מסיסים., Mg, a או מגנזיום, הפתרון להסרת הכתמים טמון במציאת חומר אשר יסיר את המשקעים ללא צורך בשפשוף מכני, שלא יהיה רעיל ולא יזיק לסביבה. החומר אשר נמצא יעיל למטרה זו הינו החומר A ממשפחת הגליקול אתרים אשר נוסחתו: מולקולה של חומר זה מכילה קבוצה כוהלית:, ושלוש קבוצות אתריות:. כאשר מרססים את אזורי הכתמים במקלחת בחומר זה, הקצה עם השרשרת הפחמימנית (אזור הידרופובי) ממיס את החומרים השומניים שבכתם. שטיפה במים לאחר מכן, גורמת למסיסות החומר במים עקב הימצאות הקצה הכוהלי והקבוצות האתריות הידרופילי). כך מוסר הכתם ונשטף ואנו מקבלים מקלחת נקייה, ללא ריחות לא נעימים. (אזור (מעובד על-פי: J., hemmatters December Dorrain ( Dissolving ousehold hores 3 3 ענו על שלושת הסעיפים א, ב ו- ג שלפניכם. אילו כוחות בין מולקולריים פועלים בין המולקולות של חומר A? נמקו. i א. מולקולה של חומר אחר ממשפחת הגליקול אתרים מכילה שתי קבוצות כוהליות וקבוצה אתרית אחת, ונוסחתו המולקולרית. 3 6 ציירו נוסחת מבנה של חומר זה.

306 מ( 306 בחינת בגרות תשס"ז, 007 ב. בעיה נוספת של מים "קשים" היא היווצרות אבנית. יוני 3 אשר במים, הופכים בחימום. יונים אלה מגיבים עם יוני הסידן וכתוצאה מכך, שוקע המלח 3 ליונים פחמתיים, 3 3(s) a a קשה התמס. בדרך זו נוצרת אבנית. a (s)3 מחממים דוד המכיל 100 ליטר מים "קשים". ריכוז יוני סידן במים אלה הוא 10 מיליגרם לליטר. i כמה גרם יוני סידן יש ב- 100 ליטר מים שבדוד? פרטו את חישוביכם. כמה גרם סידן פחמתי, (s)3, a יישארו בדוד כאשר יתאדו כל המים? פרטו את. 3 חישוביכם. הניחו שיש בדוד מספיק יוני ג. באזור מסוים בארץ, יש ריכוז גבוה של יוני סידן,, a במים: 10 מיליגרם לליטר. כדי i להקטין את הנזקים אשר גורמים המים ה"קשים", מומלץ להתקין מסנן על ברז המים בבית וכך לקבל מים "רכים". לפניכם גרף המתאר את השתנות הריכוז של יוני הסידן במי ברז שעליו מותקן מסנן, במהלך פעולתו. כעבור כמה שבועות יעילות המסנן מתחילה לרדת? נמקו לפי הגרף. כעבור כמה שבועות המסנן לא פעיל לחלוטין ויש להחליפו? נמקו לפי הגרף. מספר שבועות ריכוז יוני סידן יליגרם לליטר) ענו על אחד מהסעיפים ד או ה שלפניכם. ד. מולקולות חומר A מסתדרות במים בצורה כדורית הקרויה מיצלה. במבנה זה, האזורים של השרשרות הפחמימניות פונות אחת מול השנייה במרכז הכדור ואילו הקבוצות הכוהליות פונות כלפי חוץ לכיוון המים. אילו קשרים נוצרים בין השרשרות הפחמימניות לבין עצמן? אילו קשרים נוצרים בין הקבוצות הכוהליות לבין מולקולות המים? נמקו. i

307 בחינת בגרות תשס"ז, קצה קצה האיור הבא מתאר מולקולה אחת של חומר A: הידרופילי הידרופובי לפניכם שלושה איורים סכמתיים למבנה של מיצלה המצויה בסביבת מים. איזה איור מתאר נכון מיצלה המורכבת ממולקולות של חומר A במים? i מים מים מים איור 3 איור איור 1 ה. לפניכם נוסחאות של שלושה חומרים: D., B, B D איזה מהחומרים D,, B, עשוי להתאים להסרת כתמים במקלחת? הסבירו מדוע שני החומרים שלא בחרתם בהם בתת-סעיף ה iאינם מתאימים להסרת כתמים במקלחת. i

308 308 בחינת בגרות תשס"ז, 007 פרק שני (60 נקודות) ענו על שלוש מהשאלות 6-3 (לכל שאלה - 0 נקודות). הקפידו לרשום ניסוחים מאוזנים ויחידות נכונות. מבנית "יחסים וקשרים בעולם החומרים" ויטמין D3 חיוני לחיזוק העצמות והשיניים. מחסור בויטמין זה, עקב חוסר תזונתי או חשיפה לא מספקת לקרני השמש, מוביל להתפתחות רככת. עודף ויטמין D3 עלול להיות רעיל ולכן יש להימנע 3 1 מנטילת מנות גדולות מן המומלץ. 3 3 א. לפניכם ייצוג מקוצר של מולקולת ויטמין D3. 3 בייצוג צוינו שני קשרים: המסומן בספרה 1 קשר המסומן בספרה. וקשר מדענים מצאו, על סמך מדידות וחישובים, כי קיים שוני במידת הקוטביות של שני קשרים אלה. הסבירו ממצא זה..3 ויטמין הוא חומר נוגד חמצון (אנטיאוקסידנט); הוא עשוי לחזק את הגנות הגוף בפני זיהומים ולסייע בריפוי פצעים. ב. לפניכם ייצוג מקוצר של מולקולת ויטמין. * רשמו נוסחה מולקולרית של ויטמין. ג. i ויטמין מתמוסס היטב במים בעוד שמסיסותו של ויטמין D3 במים זניחה. הסבירו כל אחת מעובדות אלו. רשמו ניסוח של תהליך ההמסה של ויטמין במים. ד. ה. מולקולות של ויטמין יוצרות קשרי מימן עם מולקולות המים. ציירו מולקולת ויטמין ומולקולת מים וסמנו בקו מקווקוו קשר מימני שעשוי להיווצר בין מולקולת ויטמין לבין מולקולת המים. קבעו אם האנרגיה הדרושה לפירוק הקשר המימני שסימנתם בסעיף ד גדולה מהאנרגיה הדרושה לפירוק הקשר המסומן בכוכבית - בין אטום מימן לאטום חמצן במולקולת ויטמין, קטנה ממנה או שווה לה. נמקו בהתבסס על חוק קולון.

309 בחינת בגרות תשס"ז, מבנית "יחסים וקשרים בעולם החומרים" אוריאה, (, (N היא חומר דשן מצוין, עשיר בחנקן החיוני לצמחים. (s).4 מפיקים אוריאה בתגובה בין אמוניה, (g)3, N לפחמן דו-חמצני, (g). התוצר הנוסף בתגובה הוא מים. א. נסחו ואזנו את התגובה להפקת אוריאה. במפעל מסוים הפיקו אוריאה על-פי התגובה שניסחתם בסעיף א, בשני מכלים. במכל הראשון הפיקו 10 קילוגרם (1 קילוגרם = 1000 גרם) אוריאה. N 3(g) ב. i מהו מספר המולים של שהגיב? פרטו את חישוביכם. מהי המסה של (g) שהגיב? פרטו את חישוביכם. למכל השני הכניסו 500 מול (g)3 N וכמות מתאימה של (g). שני המגיבים הגיבו בשלמות. ( (N שהתקבל? פרטו את חישוביכם. (s) ג. מהי המסה של ד. לפניכם מספר נתונים המתייחסים לתהליכים שהתרחשו בשני המכלים: * המסה של 3(g) N * מספר המולים של מים * המסה המולרית של (g) (N ) * המסה של (s) * ניסוח התגובה המאוזן ציינו לגבי כל אחד מהנתונים אם הוא נתון קבוע או נתון ספציפי להפקת אוריאה בכל אחד משני המכלים. ה. לאוריאה יש שימוש נוסף - מעבדתי: חלבונים מסוימים נמסים טוב יותר במים בנוכחות אוריאה. למטרה זו הכינו במעבדה תמיסת אוריאה בריכוז 8M על-ידי המסה של 1440 גרם אוריאה במים. מהו נפח התמיסה שהתקבלה? פרטו את חישוביכם.

310 310 בחינת בגרות תשס"ז, 007 מבנית "כימיה... זה בתוכנו" ענו על חמישה סעיפים מבין הסעיפים בשאלה: חובה לענות על ארבעת הסעיפים א, ב, ג, ד, ויש לבחור אחד מבין הסעיפים ה, ו..5 נהוג להוסיף לתערובת מיץ הענבים, המותססת לקבלת יין, אשלגן מטא-ביסולפיט, (s)5, KS למניעת התפתחות חיידקים ביין, ולמניעת תהליכי חמצון-חיזור לא רצויים. לפניכם ניסוח תגובה בין 5(s) KS למים: 5(s) ( ) 3 (1) K S K S S3 כאשר יוני נמצאים בסביבה חומצית, מתקיים מצב שיווי המשקל הבא: בתהליך ייצור יין חשוב לשמור על ריכוז קבוע של אתאנול, () S S 3 3 (g) ( ). 3 אחת התגובות הלא רצויות בתהליך ייצור היין מתרחשת בין אתאנול לבין תמיסת מימן על חמצני, : (3) 3 ( ) 3 i א. קבעו עבור כל אחת מהתגובות (1), (), (3) אם היא תגובת חמצון-חיזור. נמקו כל קביעה. קבעו איזה חומר עבר חמצון ואיזה חומר עבר חיזור בכל אחת מהתגובות שמתרחש בהן חמצון-חיזור. נמקו. S (g) ב. קבעו אם אטומי הגפרית במולקולות עשויים לשמש בתגובות חמצון-חיזור רק כמחמצן, רק כמחזר או גם כמחמצן וגם כמחזר. נמקו. ג. ד. הסבירו מדוע תגובה (3) אינה רצויה. ריכוז אתאנול ביין מסוים הוא 9 גרם בליטר יין. i מהו הריכוז המולרי של אתאנול ביין זה? פרטו את חישוביכם. כמה מול אתאנול מכיל בקבוק יין שנפחו 750 מיליליטר? פרטו את חישוביכם.

311 בחינת בגרות תשס"ז, ענו על אחד מהסעיפים ה, ו שלפניכם. ה. נוכחות S (g) במיץ הענבים מונעת את התרחשות התגובה הלא רצויה (3), כיוון שמתרחשת (4) S S (g) ( ) 3(g) תגובה (4): הסבירו מדוע אפשר לכנות את ה- (g) S אנטיאוקסידנט (נוגד חמצון)? ו. מימן על חמצני, מחזר., עשוי לשמש בתגובות חמצון-חיזור גם כחומר מחמצן וגם כחומר. נמקו.. נמקו. רשמו את נוסחת החומר שעשוי להתקבל כתוצר החמצון של רשמו את נוסחת החומר שעשוי להתקבל כתוצר החיזור של i מבנית "טעם של כימיה" ענו על ארבעה סעיפים מבין הסעיפים בשאלה: חובה לענות על שלושת הסעיפים א, ב, ג ויש לבחור אחד מבין הסעיפים ד, ה. שוקולד נחשב לאחד המאכלים האהובים ביותר בעולם. המרכיב העיקרי בשוקולד הוא חמאת קקאו המופקת מפולי עץ הקקאו הגדלים בעיקר במערב אפריקה. הטריגליצרידים של חמאת קקאו PPP מורכבים משלושה סוגים של חומצות שומן, בדרך כלל ביחסים כמעט שווים. הניחו שחמאת הקקאו מורכבת רק משלושה סוגים של טריגליצרידים כמפורט בטבלה שלפניכם: טריגליצריד חומצת השומן בטריגליצריד שם החומצה סימון מקוצר לחומצת השומן 16 : 0 פלמיטית P 18 : 0 SSS סטארית S 18 :1 9 אולאית.6 : 18 1: במצב ציס ובמצב טרנס. 9 א. רשמו נוסחאות מבנה לחומצה ב. לפניכם נוסחת מבנה של טריגליצריד. ציינו לאיזה מבין שלושת הטריגליצרידים שבטבלה מתאימה נוסחה זו.

312 31 בחינת בגרות תשס"ז, 007 ג. בתהליך ייצור השוקולד, יש להתיך את חמאת הקקאו. לשם כך יש לחממה עד לטמפרטורה שבה יותכו כל הטריגליצרידים המרכיבים את חמאת הקקאו. לאיזה מבין שלושת הטריגליצרידים המרכיבים את חמאת הקקאו, טמפרטורת היתוך הגבוהה ביותר? נמקו ברמה החלקיקית (ברמה המיקרוסקופית), תוך התייחסות לכל שלושת הטריגליצרידים. ענו על אחד מהסעיפים ד, ה שלפניכם. ד. באחד ממפעלי המזון המייצרים שוקולד הועלתה הצעה להוסיף חומצה לינולנית,, 18 : 33 להרכב חומצות השומן בשוקולד ובכך להעלות את ערכו התזונתי. חומצה זו הינה חומצת שומן חיונית. i הסבירו מהי חומצת שומן חיונית ומה חשיבותה בגוף. ציינו שני הבדלים בין החומצה האולאית והחומצה הלינולנית. הסבירו. להכנת ציפוי שוקולד לעוגה, נהוג לחמם מרגרינה ביחד עם שוקולד. הסבירו ברמה החלקיקית: i מדוע שוקולד ומרגרינה מתמוססים זה בזה. מדוע חימום הכרחי להמסה זו. ה.

313 בחינת בגרות תשס"ז, פתרונות שאלה 1 ו ה ד ג ב א א.. ככל שמספר אטומי הפחמן במולקולה גדול יותר, מספר האיזומרים יהיה גדול יותר. למולקולות 5 1 ולמולקולות האיזומרים הגדול ביותר. במולקולות נקשרים אחד לשני. במולקולות 5 11 מספר אטומי הפחמן הגדול ביותר, ולכן מספר 5 1 מספר האיזומרים נקבע על-פי מספר האפשרויות בהן אטומי הפחמן 5 11 מספר האיזומרים נקבע על-פי מספר האפשרויות בהן אטומי הפחמן נקשרים אחד לשני וגם על-פי מספר המקומות השונים בהם יכול אטום הכלור להיקשר אל אטום הפחמן. לכן ל- מספר האיזומרים הרב ביותר ב M liter n V mol 34gr/mol m n MW gr ריכוז הסוכר בתה () נפח התה (V) מספר מולים (n) מסה מולרית ) W (M מסת הסוכר (m) מסת הסוכר בתה 68.4 גרם.

314 314 בחינת בגרות תשס"ז, 007 ג.. דרגת חמצון מוגדרת כמטען יחסי שיש לאטום בחלקיק (מולקולה, יון מורכב, מבנה ענק). אטום פחמן קשור בקשרים קוולנטיים קוטביים לאטום חנקן ולשלושה אטומי מימן. לאטומי הפחמן אלקטרושליליות נמוכה יותר מהאלקטרושליליות של אטומי החנקן, לכן אטום החנקן מושך את אלקטרוני הקשר חזק יותר מאטום הפחמן והמטען החלקי של אטום הפחמן בקשר זה חיובי,. לאטום הפחמן אלקטרושליליות גבוהה יותר מהאלקטרושליליות של אטומי המימן שקשורים אליו, לכן המטען החלקי של אטום הפחמן בכל קשר עם אטומי המימן הוא שלילי, דרגת החמצון של אטומי הפחמן במולקולה ניתן להראות את דרגת החמצון על אטום הפחמן באמצעות האיור הבא. החץ מתאר את כיוון הקוטביות בקשר הקוולנטי.. d+ d- d- d+ d- d+ d+ - d- N. 3N היא - a 3(s) ד. 1. אבנית היא חומר קשה תמס ובסיסי. הסרת האבנית נעשית בעזרת חומצה בתגובת חומצה-בסיס. מיץ לימון הוא חומצה ולכן יכול להגיב בדומה לחומצת חומץ ולמסור פרוטון,. a 3(s) בתרכובת 3 לבסיס, תשובות שגויות Na (s). בסיס ולכן לא יגיב עם. a 3(s).3.4 בתגובה אין שינוי בדרגות חמצון ולכן זו לא תגובת חמצון-חיזור. מתרחשת תגובת חומצה-בסיס ולכן חל שינוי ב-.p ויטמין B איננו נהרס במהלך הבישול בעוד שויטמין נהרס בכל אחת משתי שיטות הבישול כי: 3. % ויטמין בברוקולי המבושל ובמיםשבהם הוא בושל % ויטמין במים שבהם בושל הברוקולי % ויטמין בברוקולי המוצק לאחר הבישול שיטת הבישול מיקרוגל אידוי ה. אם אחוז ויטמין בברוקולי ובמים אינו שווה ביחד ל- 100%, משמע שחלק מהויטמין נהרס. בבישול במיקרוגל נהרסו 13% מויטמין שבברוקולי.

315 בחינת בגרות תשס"ז, בבישול על-ידי אידוי נהרסו % מויטמין שבברוקולי. % ויטמין B בברוקולי המבושל ובמים שבהם הוא בושל % ויטמין B במים שבהם בושל הברוקולי % ויטמין B בברוקולי המוצק לאחר הבישול שיטת הבישול מיקרוגל אידוי בבישול במיקרוגל ובאידוי ויטמין B נשמר ולא נהרס. תשובות שגויות תכולת ויטמין בברוקולי מוצק לאחר הבישול במיקרוגל שווה ל % 87,.1 ובאידוי שווה ל % 78 תכולת ויטמין B בברוקולי המוצק לאחר הבישול במיקרוגל היא, % 100 ובאידוי % 100 לכן: בבישול במיקרוגל תכולת ויטמין B נשמרת טוב יותר מאשר תכולת ויטמין, בעוד בבישול באידוי תכולת ויטמין נשמרת טוב יותר מאשר תכולת ויטמין B. בשני המקרים עדיף לבשל על -ידי אידוי. ויטמין נהרס בשתי שיטות הבישול...4 ו. 4. לחומצה אספרטית שלוש קבוצות פונקציונליות שיכולות לתפקד כחומצה או כבסיס בהתאם ל- p של התמיסה. תפקודן כחומצה או כבסיס תלוי בחוזק החומצות או חוזק הבסיסים. ב- = 7 p כל הקבוצות הקרבוקסיליות מסרו ב- = 7 p כל הקבוצות האמיניות טרם מסרו וטעונות מטען שלילי. וטעונות מטען חיובי. לכן נוסחת מבנה IV היא הנוסחה הנכונה.

316 316 בחינת בגרות תשס"ז, 007 שאלה.1. א. i האינטראקציות שקיימות בין מולקולות חומר A הן מסוג ון-דר-ולס וקשרי מימן. אינטראקציות ון-דר-ולס נובעות מעיוותים רגעיים בענן האלקטרונים של המולקולות היוצרים דו-קטבים רגעיים, הנמשכים אחד לשני במשיכה חשמלית. אינטראקציות מסוג קשרי מימן בין מולקולות נוצרות כאשר מתקיימים שני תנאים: במולקולה אחת יש אטום מימן הקשור בקשר קוולנטי לאטום אלקטרושלילי מאוד, ולכן אטום המימן "חשוף" מאלקטרונים; במולקולה השנייה יש אטום בעל אלקטרושליליות גבוהה, ולו זוג או זוגות אלקטרונים לא-קושרים; קשרי מימן מאופיינים בכיווניות. הסידור המועדף - שלושת האטומים המשתתפים בקשר המימני נמצאים על קו ישר, מה שתורם ליצירת קשרי מימן חזקים. בקבוצה הפונקציונלית הכוהלית,, יש אטום חמצן בעל אלקטרושליליות גבוהה וזוגות אלקטרונים לא-קושרים, ואטום מימן שקשור בקשר קוולנטי לאטום חמצן ולכן "חשוף", יש חמצן עם מאלקטרונים, ומתקיימים תנאים 1 ו-. בקבוצה הפונקציונלית האתרית, זוגות אלקטרונים לא-קושרים, ולכן מתקיים תנאי. נוצרים קשרי מימן בין קבוצות מאלקטרונים של קבוצות האתריות, במולקולות שכנות, ובין אטומי המימן ה"חשופים" לאטומי החמצן עם זוגות אלקטרונים לא-קושרים שבקבוצות. נוסחת מבנה לחומר שנוסחתו V 100 liter 10mg / liter : 3 6 ב. i. a. a ב- 1 ליטר תמיסה יש 10 מ"ג ב- 100 ליטר תמיסה יש m מ"ג m 1,000mg 1gr 1 מסת יוני הסידן במים שבדוד היא 1 גרם.

317 בחינת בגרות תשס"ז, נחשב את כמות (s)3 a שתישאר בדוד לאחר האידוי. חימום 3 3(s) a a 1 : 1 : 1 יחס מולים 1gr 40gr/mol 0.3mol 0.3mol 30gr 100gr/mol 0.3mol מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) 30 גרם סידן פחמתי יישארו בדוד לאחראידוי המים., a במיםקבוע. היעילות ג. i המסנן יעיל למשך שלושה שבועות, כל עוד ריכוז יוני הסידן,.1. מתחילה לרדת לאחר שלושה שבועות, כאשר ריכוז יוני הסידן במים המסוננים מתחיל לעלות. כאשר המסנן פועל, ריכוז יוני הסידן במים המסוננים קטן מריכוז יוני הסידן במי ברז. אחרי a במים המסוננים הוא 10 מיליגרם לליטר, כמו ריכוז יוני שמונה שבועות ריכוז יוני הסידן במי הברז, ולפיכך המסנן לא פועל יותר ויש להחליפו. ד. i בין השרשרות הפחמימניות לבין עצמן נוצרות אינטראקציות מסוג ון-דר-ולס. בין הקבוצות הכוהליות לבין מולקולות המים נוצרים קשרי מימן. קשרי מימן בין מולקולות נוצרים כאשר מתקיימים שני תנאים: במולקולה אחת יש אטום מימן הקשור בקשר קוולנטי לאטום אלקטרושלילי מאוד ולכן אטום המימן "חשוף" מאלקטרונים; במולקולה השנייה יש אטום בעל אלקטרושליליות גבוהה, ולו זוג או זוגות אלקטרונים לא-קושרים; קשרי מימן מאופיינים בכיווניות. הסידור המועדף - שלושת האטומים המשתתפים בקשר המימני נמצאים על קו ישר, מה שתורם ליצירת קשרי מימן חזקים. בקבוצות הפונקציונליות בכוהל יש אטומי חמצן בעלי אלקטרושליליות גבוהה, שני זוגות אלקטרונים לא-קושרים ואטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים. מתקיימים תנאים 1 ו-. גם במים קיימים אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים ואטומי חמצן בעלי אלקטרושליליות גבוהה וזוגות אלקטרונים לא-קושרים. מתקיימים תנאים 1 ו-. לכן יכולים להיווצר קשרי מימן בין אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים במולקולות של מים לזוגות אלקטרונים על אטומי החמצן בקבוצות מאלקטרונים בקבוצות, או בין אטומי מימן "חשופים" לזוגות אלקטרונים על אטומי חמצן במולקולות המים.

318 318 בחינת בגרות תשס"ז, 007 האיור המתאר נכון מיצלה של חומר A במים הוא איור 3. באיור זה הקצוות ההידרופוביים של מולקולות A פונים אחד אל השני, והקצוות ההידרופיליים של המולקולות פונים אל המים. i i ה. מולקולות חומר הן המתאימות להסרת הכתמים במקלחת. חומר המתאים להסרת כתמים במקלחת צריך להכיל שרשרת פחמימנית (קצה הידרופובי) הממסה את החומרים השומניים שבכתם. כדי לשטוף את הכתם במים יש צורך באזור או אזורים הידרופיליים במולקולות החומר שיכולים להימשך במשיכה חשמלית אל מולקולות המים. כל אחת מהמולקולות של חומר בנויה משרשרת פחמימנית ומשתי קבוצות הידרופיליות, ולכן חומר מתאים לשמש כחומר להסרת כתמים. לחומר B אין קצה הידרופובי המסוגל להמיס שומנים. לחומר D אזור הידרופילי קטן, לכן מספר מולקולות המים שיכולות ליצור קשרי מימן עם מולקולה של חומר D קטן יחסית, והמסיסות של חומר D במים תהיה נמוכה. לכן חומרים B ו- Dאינם מתאימים להסרת כתמים במקלחת. שאלה 3 א. נצייר את הקטעים של המולקולה בהם מופיעים הקשרים. 1, 1 המסומן בספרה 1 קשורים כל אחד לאטום פחמן אחר. כל אחד מאטומי אטומי הפחמן בקשר הפחמן קשור גם כן לשני אטומי מימן, ולכן אין הבדל ביכולת המשיכה של שני אטומי הפחמן לאלקטרוני הקשר, והקשר אינו קוטבי. המסומן בספרה קשורים כל אחד לאטום פחמן אחר. אטום פחמן אחד אטומי הפחמן בקשר קשור לשני אטומי מימן ואילו אטום הפחמן השני קשור לאטום מימן ולאטום חמצן. לאטום החמצן יש אלקטרושליליות גבוהה יותר מלאטום הפחמן, ולכן אטום החמצן ימשוך אליו חזק יותר את אלקטרוני הקשר. אטום הפחמן הקשור לאטום החמצן יהיה בעל מטען חלקי חיובי, ולכן הקשר המסומן בספרה 1. המסומן בספרה יהיה קוטבי יותר מהקשר

319 בחינת בגרות תשס"ז, ב. נסרטט נוסחת מבנה למולקולה של ויטמין : הנוסחה המולקולרית של ויטמין : ג. i ויטמין מתמוסס במים, כי בין המולקולות שלו לבין מולקולות המים נוצרות אינטראקציות מתאימות - קשרי מימן. קשרי מימן בין מולקולות נוצרים כאשר מתקיימים שני תנאים: 1. במולקולה אחת יש אטום מימן הקשור בקשר קוולנטי לאטום אלקטרושלילי מאוד, ולכן אטום המימן "חשוף" מאלקטרונים;. במולקולה השנייה יש אטום בעל אלקטרושליליות גבוהה, ולו זוג או זוגות אלקטרונים לא-קושרים; קשרי מימן מאופיינים בכיווניות. הסידור המועדף - שלושת האטומים המשתתפים בקשר המימני נמצאים על קו ישר, מה שתורם ליצירת קשרי מימן חזקים. במולקולות ויטמין יש אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים הקשורים לאטומי חמצן בעלי אלקטרושליליות גבוהה, ואטומי חמצן בעלי זוגות אלקטרונים לא-קושרים. מתקיימים תנאים 1 ו-. במולקולות מים יש אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים הקשורים לאטומי חמצן בעלי אלקטרושליליות גבוהה, ואטומי חמצן בעלי זוגות אלקטרונים לא-קושרים. מתקיימים תנאים 1 ו-. מולקולות ויטמין ייצרו אינטראקציות הידרופיליות מסוג קשרי מימן עם מולקולות המים, ולכן יתמוססו במים. במולקולות ויטמין D3 כמעט ואין מוקדים ליצירת קשרי מימן. האינטראקציות העיקריות בין המולקולות הן אינטראקציות ון-דר-ולס. אלו אינטראקציות הידרופוביות. לא תיווצר משיכה חשמלית בין מולקולות ויטמין D3 לבין מולקולות המים, שביניהן קיימות אינטראקציות הידרופיליות (קשרי מימן). לכן ויטמין D3 לא יתמוסס במים. ( ) 6 8 6(s) 6 8 6

320 30 בחינת בגרות תשס"ז, 007 ד. מתוארות שתי אפשרויות ליצירת קשרי מימן. ה. הקשר הקוולנטי בתוך המולקולה חזק יותר מן הקשר המימני בין המולקולות. המסומן בכוכבית הוא קשר קוולנטי. המרחק בין אטום חמצן לאטום מימן בקשר הקשר קטן. המשיכה בין אלקטרוני הקשר לגרעיני האטומים הקשורים חזקה. הקשר המימני הוא קשר בין מולקולות. המרחק בין אטום המימן במולקולה אחת לאטום החמצן במולקולה שכנה גדול יותר. על-פי חוק קולון, ככל שהמרחק גדול יותר, המשיכה החשמלית חלשה יותר. לכן האנרגיה הדרושה לפירוק הקשר הקוולנטי לפירוק הקשר המימני. גדולה יותר מן האנרגיה הדרושה שאלה 4 N3(g) (g) (N ) (s) ( ) א. התגובה להפקת אוריאה: N 3(g) ב. נחשב בשלב i כמה מול הגיבו. נחשב בשלב כמה ק"ג (g) הגיבו. N3(g) (g) (N ) (s) ( ) : 1 : 1 : 1 יחס מולים 88,000gr 44gr/mol 10,000gr 60gr/mol מסה (m) מסה מולרית ) W (M 4000mol 000mol 000mol מספר מולים (n). N 3(g) הגיבו 4000 מול i. (g) הגיבו 88 ק"ג

321 בחינת בגרות תשס"ז, ג. נחשב כמה ק"ג אוריאה התקבלו בתגובה. N3(g) (g) (N ) (s) ( ) : 1 : 1 : 1 יחס מולים 500mol 50mol 60gr/mol 15,000gr מספר מולים (n) מסה מולרית ) W (M מסה (m). (N ) התקבלו 15 ק"ג (s) 3(g), N מספר ד. נתונים ספציפיים הם נתונים המשתנים מניסוי לניסוי. במקרה זה הנתונים הספציפיים קשורים להפקת אוריאה במפעל מסוים: המסה של המולים של מים, המסה של. (N ) (s) נתונים קבועים הם נתונים שאינם משתנים מניסוי לניסוי. במקרה זה הנתונים הקבועים הם המסה המולרית של (g) וניסוח התגובה המאוזן. ה. נחשב את נפח התמיסה שהוכנה. (s) ( ) (N ) (N ) 1 : gr 60gr/mol 4mol 4mol 8M 3liter יחס מולים מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) ריכוז התמיסה () נפח התמיסה (V) נפח התמיסה שהתקבלה הוא 3 ליטר.

322 3 בחינת בגרות תשס"ז, 007 שאלה 5 א. i תגובת חמצון-חיזור היא תגובה בה יש מעבר אלקטרונים, תוך כדי שינוי בדרגות החמצון. נבדוק את דרגות החמצון של כל אחד מהאטומים בשלוש התגובות: 5(s) ( ) (1) K S K S אין שינוי בדרגות החמצון ולכן זו לא תגובת חמצון-חיזור. () S S 3 3 (g) ( ) אין שינוי בדרגות החמצון ולכן זו לא תגובת חמצון-חיזור. (3) 3 ( ) ( 1)e e יש שינוי בדרגות החמצון ולכן זו תגובת חמצון-חיזור. כדי לקבוע איזה חומר עבר חמצון ואיזה חומר עבר חיזור יש לבדוק כיצד השתנתה דרגת 5 עלתה, לכן החמצון (עלתה או ירדה). דרגת החמצון של אטום הפחמן הקשור לקבוצה הכוהלית במולקולות 5 עבר חמצון. דרגת החמצון של אטומי החמצן במולקולת ירדה, לכן עבר חיזור. ניתן להראות את דרגת החמצון על אטומי הפחמן באמצעות האיורים הבאים. החץ מתאר את כיוון הקוטביות בקשר הקוולנטי. d+ d- d- d+ -1 d+ d- d- d+ d+ d

323 בחינת בגרות תשס"ז, ב. גפרית נמצאת בטור 6, ולכן דרגת החמצון המינימלית של גפרית היא - ודרגת החמצון המקסימלית של גפרית היא. דרגת החמצון של אטומי הגפרית ב- S היא דרגת החמצון של אטומי S ב- S נמצאת בין דרגת החמצון המקסימלית לדרגת החמצון המינימלית. אטומי הגפרית במולקולות S עשויים לשמש כמחמצן וכמחזר. ג. תגובה 3 אינה רצויה, כי בתהליך ייצור יין חשוב לשמור על ריכוז קבוע של אתאנול. תגובה 3 בה מגיב עם 5 גורמת לירידה בריכוז אתאנול ולא מאפשרת לשמור על ריכוז קבוע. 5 m 9gr V 1liter ד. i יין MW 46gr/mol m 9 n mol MW 46 n M V 1 V 750 ml 0.75liter M n V mol הריכוז המולרי של אתאנול ביין הוא M. בקבוק יין: כמות האתאנול בבקבוק יין שנפחו 750 מ"ל היא 1.5 מול. ה. אנטיאוקסידנטים, נוגדי חמצון, הם מחזרים טובים שקל יחסית למשוך מהם אלקטרונים. נוכחות S (g) במיץ ענבים מונעת תגובה לא רצויה (3), כי S (g) עובר חמצון במקום אתאנול. מחמצן מחזר (4) S S (g) ( ) 3(g) כמות. S (g) מגיב כמחזר עם קטנה ונפגעת יכולתו לחמצן את האתאנול.

324 34 בחינת בגרות תשס"ז, ו. עשוי לשמש גם כמחזר וגם כמחמצן, כי דרגת החמצון של אטומי החמצן ב- היא, אטומי החמצן ב- נמצאים. -1 לחמצן דרגת חמצון מקסימלית + ודרגת חמצון מינימלית - בין דרגת החמצון המקסימלית לבין דרגת החמצון המינימלית. תוצר החמצון של יכיל אטומי חמצן עם דרגת חמצון גבוהה יותר מ- i, ויתקבל יסוד חמצן. כאשר אטומי החמצן יעברו חמצון, דרגת החמצון שלהם תעלה ל , ותתקבל תרכובת כמו תוצר החיזור של יכיל אטומי חמצן עם דרגת חמצון נמוכה יותר מ- כאשר אטומי החמצן יעברו חיזור, דרגת החמצון שלהם תרד ל- - או.S שאלה 6 א. חומצה אולאית היא חומצה חד בלתי-רוויה בעלת 18 אטומי פחמן וקשר כפול אחד בין אטום פחמן 9 לאטום פחמן 10. ההבדל בין ציס לטרנס נובע מסידור האטומים יחסית למישור הקשר הכפול. 18 : 19 טרנס ציס 18 : 19 ב. הטריגליצריד הנתון מתאים ל-,PPP כי הוא מורכב מ- 3 חומצות שומן רוויות זהות. בכל חומצת שומן יש 16 אטומי פחמן.

325 בחינת בגרות תשס"ז, ג. שלושת הטריגליצרידים הם חומרים מולקולריים. בין המולקולות של כל אחד משלושת הטריגליצרידים פועלות אינטראקציות ון-דר-ולס. חוזק אינטראקציות ון-דר-ולס תלוי בגודל ענן האלקטרונים, סוג הדו-קוטב וצפיפות האריזה של המולקולות. לטריגליצריד SSS ענן אלקטרונים גדול יותר מלטריגליצריד.PPP לכן יש סיכוי גדול יותר לעיוותים בענן האלקטרונים של מולקולות שכנות, ולהיווצרות דו-קטבים רגעיים רבים יותר. לכן טמפרטורת ההיתוך של טריגליצריד SSS גבוהה יותר. לשני הטריגליצרידים הנותרים, SSS ו-, גודל ענן אלקטרונים דומה, אבל טריגליצריד SSS רווי וטריגליצריד בלתי-רווי. מולקולות בעלות שרשרת אטומי פחמן עם קשרים קוולנטיים יחידים פרושות יותר ובעלות שטח פנים גדול יותר מאשר מולקולות בעלות שרשרת אטומי פחמן עם קשרים קוולנטיים כפולים (במצב ציס), דבר המאפשר אריזה צפופה יותר של המולקולות ואינטראקציות חזקות יותר בין המולקולות. לטריגליצריד אריזה פחות צפופה. לכן לטריגליצריד SSS טמפרטורת היתוך גבוהה יותר מטמפרטורת ההיתוך של טריגליצריד. לטריגליצריד SSS טמפרטורת ההיתוך הגבוהה ביותר. i ד. חומצות שומן חיוניות הן חומצות שומן שהגוף לא יכול לייצר בעצמו, אבל הן חיוניות לתפקודו התקין של הגוף. (חומצות שומן חיוניות משמשות לייצור חומצות שומן מורכבות וארוכות יותר ולייצור פרוסטאגלנדינים.) שני הבדלים ברמה המיקרוסקופית: * למולקולה של חומצה אולאית קשר כפול אחד. למולקולה של חומצה לינולנית שלושה קשרים כפולים. * מיקום הקשרים הכפולים שונה. הקשר הכפול בחומצה האולאית נמצא בין אטום פחמן 9 לאטום פחמן 10. הקשר הכפול הראשון בחומצה הלינולנית ממוקם בין אטום פחמן 3 לאטום פחמן 4, ושאר הקשרים הכפולים ממוקמים בהפרש של קבוצת אחת אחד מהשני. שני הבדלים ברמה המאקרוסקופית: * חומצה אולאית לא חיונית ומיוצרת בגוף. חומצה לינולנית חיונית, לא מיוצרת בגוף ויש לקבלה מהמזון. * טמפרטורת ההיתוך של חומצה אולאית גבוהה מטמפרטורת ההיתוך של חומצה לינולנית. ככל שחומצה פחות רוויה למולקולות שלה שטח פנים קטן יותר, האריזה של המולקולות פחות צפופה ולכן יש פחות נקודות מגע עם מולקולות שכנות ונוצרים פחות דו-קטבים רגעיים, דבר הגורם לאינטראקציות ון-דר-ולס חלשות יותר בין המולקולות.

326 36 בחינת בגרות תשס"ז, 007 i ה. מרגרינה ושוקולד מורכבים בעיקר משומנים. בין מולקולות השומן במרגרינה ובין מולקולות השומן בשוקולד פועלות אינטראקציות ון-דר-ולס. במצב מותך, בין מולקולות השומן בשוקולד לבין מולקולות השומן במרגרינה נוצרות אינטראקציות ון-דר-ולס, ולכן הם מתמוססים זה בזה. שני החומרים הם מוצקים בטמפרטורת החדר. כדי לקבל תערובת אחידה - תמיסה, יש להתיך אותם תחילה. בזמן ההתכה נחלשות או ניתקות אינטראקציות ון-דר-ולס הקיימות בין המולקולות של כל אחד מהחומרים ויש אפשרויות להיווצרות אינטראקציות חדשות בין מולקולות השומן שבשוקולד למולקולות השומן שבמרגרינה. לכן חימום הכרחי להכנת ציפוי שוקולד לעוגה.

327 בחינת בגרות תשס"ח, בחינת בגרות תשס"ח, כל הזכויות שמורות למפמ"ר כימיה ולאגף הבחינות, משרד החינוך, מדינת ישראל מן השאלון הוצאו השאלות שאינן מתאימות לתכנית הלימודים 3 יח"ל, והשאלות מוספרו מחדש. השאלות פרק ראשון - חובה (40 נקודות) ענו על שתי השאלות 1 ו- (לכל שאלה - 0 נקודות) ענו על כל הסעיפים א-ח בגיליון התשובות המצורף (לכל סעיף -.5 נקודות). לכל סעיף הקיפו במעגל את הספרה המציינת את התשובה הנכונה. לפני שתענו, קראו את כל התשובות האפשריות..1 א. X ו- Y הם שני יסודות עוקבים (לאו דווקא באותו מחזור) במערכה המחזורית. ליסוד Y מסה מולרית גדולה מהמסה המולרית של יסוד X. לשני היסודות מסה מולרית קטנה מ- 35 גרם למול. מהי הקביעה הנכונה תמיד? לאטום של Y יש יותר רמות אנרגיה מאשר לאטום של X. לאטום של Y יש יותר אלקטרונים ברמת האנרגיה האחרונה מאשר לאטום של X. בגרעין האטום של Y יש פרוטון אחד יותר מאשר בגרעין האטום של X. בגרעין האטום של Y יש נויטרון אחד יותר מאשר בגרעין האטום של X (g), נוצרים קשרים ונפלטת אנרגיה. ב. בתהליך העיבוי של אדי מים, מבין הקשרים 4-1 שלפניכם, מה הם הקשרים שיצירתם תורמת ביותר לאנרגיה הנפלטת? קשרים יוניים. קשרים קוולנטיים. קשרי מימן. קשרי ון-דר-ולס

328 38 בחינת בגרות תשס"ח, 008 ) (S, A על-ידי 4 3 ג. כדי לטפל בשפכים, הכינו ליטר תמיסה מימית של אלומיניום גפרתי, 4) A (S במים. המסת. מול (s)3 S בתמיסה שהוכנה? 4 מהו הריכוז המולרי של יוני 6.6M 3.3M.M 1.1M ד. כדי לייצר סבון שנותן p בסיסי בסביבה מימית, מוסיפים במהלך הייצור שלו מעט. NaP4(s) איזה מניסוחי התגובה שלפניכם מדגים את התכונה הנדרשת מהחומר NaP4(s)? מים 4(s) 4 Na P Na P.1 3 מים 4(s) 4 Na P Na P. 3 4(s) ( ) 4 3 Na P Na P.3 4(s) ( ) 4 Na P Na P.4

329 בחינת בגרות תשס"ח, Na 3(s) ו- Na (s) ה. ביצעו שלוש בדיקות,III,II I, כדי להבחין בין המוצקים המסו במים כל אחד מהמוצקים בנפרד, הוסיפו לכל תמיסה את האינדיקטור פנולפתלאין, ובדקו אם חל שינוי בצבע. המסו במים כל אחד מהמוצקים בנפרד, ובדקו אם יש מוליכות חשמלית לתמיסות..I.II הכניסו כל אחד מהמוצקים בנפרד לתמיסה מימית של חומצה מימן כלורית,, וצפו במתרחש בתגובות..III איזו/אילו מהבדיקות III,II,I מבחינה/מבחינות בוודאות בין (s) Na ל- 3(s)? Na בדיקה I בלבד. בדיקה II בלבד. בדיקה III בלבד. בדיקות I ו- II בלבד ו. מהי נוסחת המבנה המתאימה לחומצת השומן חומצה ארכידונית, שרישומה המקוצר הוא? 0:

330 330 בחינת בגרות תשס"ח, 008 ניתוח קטע ממאמר מדעי - חובה. קראו את הקטע שלפניכם, וענו על ארבעה סעיפים מבין הסעיפים שאחריו: חובה לענות על שלושת הסעיפים א, ב ו- ג, ויש לענות על אחד מבין הסעיפים ד ו- ה. הקפידו לרשום ניסוחים מאוזנים ויחידות נכונות. שמן חמניות מכוניות הן הצרכניות העיקריות של דלק נוזלי. באדמה במשך מיליוני שנים, הולכת ופוחתת. - לא רק לטיגון הדלק הנוזלי מופק מנפט גולמי שנוצר והניצול המהיר של הנפט הגולמי גורם לכך שכמותו בטבע הדלק הנוזלי הוא תערובת של פחמימנים המכילה בין היתר אוקטאן,. 8 18( ) הפחמימנים מגיבים עם החמצן שבאוויר במנוע שרפה של מכונית. לפניכם דוגמה לתגובה הצתה כזו: האנרגיה הנפלטת בתגובה כזו מנוצלת להנעת המכונית. בגלל הטמפרטורה הגבוהה בעת שרפת הדלק, ביניהם, ונוצרות תחמוצות חנקן הגורמות לזיהום אוויר. בשל סיבות אלה, הוא מתקן מיוחד הנקרא תא דלק. מימן, 8 18( ) (g) (g) ( ), (g) החנקן והחמצן שמקורם באוויר מגיבים בעשורים האחרונים מחפשים תחליפים למנוע שרפה. המוזרם לתא הדלק. אחד התחליפים בתא דלק מתרחשת תגובה בין החמצן שבאוויר ובין התגובה מנוצלת להפקת אנרגיה חשמלית להנעת מכונית. בשיטה זו לא נוצרות תחמוצות חנקן, אך יש לשיטה חסרונות, הצורך להתקין במכונית מכלים גדולים לאחסון המימן. שאחד מהם הוא מדענים בריטים גילו לאחרונה שאפשר להפיק מימן עבור תא דלק ישירות במנוע המכונית על-ידי הזרמת קיטור (אדי מים בלחץ) מעל שמן חמניות. שמן חמניות נפוץ בשימוש ביתי ותעשייתי לצורכי בישול ואפייה. זה חומר זמין, שאפשר להפיקו בכמויות גדולות ביותר. החוקרים מעריכים כי בעתיד, במקום בשמן חמניות טהור אפשר יהיה להשתמש בשמנים שונים, הנוצרים כתוצרי לוואי בתעשיית המזון וכיום אין להם שימוש. (מעובד על-פי: (

331 ג* בחינת בגרות תשס"ח, ענו על שלושת הסעיפים א, ב ו- ג שלפניכם. א. על-פי המידע שבקטע, ציינו שני חסרונות לשימוש בדלק המופק מנפט גולמי. ב. i הסבירו ברמה המיקרוסקופית (החלקיקית) מדוע מימן נמצא במצב צבירה גזי בטמפרטורת החדר. על-פי המידע שבקטע, מהו היתרון של ייצור מימן ישירות במנוע המכונית? נסחו ואזנו את התגובה בין הגזים חמצן ומימן המתרחשת בתא דלק. i i מדוע יש צורך בהצתה בתגובה של אוקטאן הרשומה בקטע?. הסבירו מדוע התרחשות התגובה של אוקטאן הרשומה בקטע גורמת לחימום המנוע. ענו על אחד מהסעיפים ד או ה שלפניכם. ד. שמן חמניות מכיל חומצות שומן שהן חומצות קרבוקסיליות. לפניכם תגובה של חומצת שומן, חומצה לינולאית, עם קיטור, הדורשת אנרגיה: ( ) (g) (g) (g) תגובה זו אינה מנוצלת ישירות להנעת מכונית, שלא כמו התגובה הרשומה בקטע. הסבירו מדוע. כמה גרם מימן אפשר להפיק מ- מ 5 ול חומצה לינולאית,, המגיבה בשלמות 18 3( ) i עם קיטור? פרטו את חישוביכם. ה. מדענים מצאו כי שמן חמניות מתאים להפקת מימן במנוע המכונית, בין היתר משום שהוא נוזל בטמפרטורת החדר. בטבלה שלפניכם נתון הרכב חומצות השומן העיקריות בשמן חמניות. שם החומצה פלמיטית סטארית איקוסנואית אולאית לינולאית לינולנית 18 : : 6 18 :1 9 0:0 18 : 0 נוסחה מקוצרת 16 : 0 0.8% 67.5% 18.7% 0.5% 4.5% אחוז משקלי 7% על-פי הטבלה, מהו האחוז של חומצות השומן הרוויות בשמן חמניות, ומהו האחוז של חומצות השומן הלא-רוויות בשמן חמניות? פרטו את חישוביכם. הסבירו מדוע שמן חמניות הוא נוזל בטמפרטורת החדר. i

332 33 בחינת בגרות תשס"ח, 008 פרק שני (60 נקודות) ענו על שלוש מהשאלות 6-3 (לכל שאלה - 0 נקודות). "יחסים וקשרים בעולם החומרים" מבנה וקישור 3. לפניכם רשימה של ארבעה מאפיינים (1) - (4) של חומרים: (1) החומר מוליך היטב חשמל בטמפרטורת החדר.. () החומר מתמוסס גם במים וגם בהקסאן, ) )14 6 התמיסה המימית של החומר מוליכה חשמל. בכל אחת ממולקולות החומר יש 5 אלקטרונים. (3) (4) א. i התאימו מאפיין אחד מהרשימה לכל אחד מחמשת החומרים:. u, Br, 3,, Mg הסבירו מדוע החומר/החומרים שהתאמתם לו/להם את המאפיין (1), מוליך/מוליכים היטב חשמל בטמפרטורת החדר. הסבירו מדוע החומר/החומרים שהתאמתם לו/להם את המאפיין (), מתמוסס/מתמוססים גם במים וגם בהקסאן. i? Br (g) ב. איזה מהאיורים III,II I, הוא תיאור סכמתי המתאים לברום כלורי במצב גזי, III II I חומצה פורמית, החומצה גורמת לגירוי בעור. ג., נמצאת בין היתר בשערות של צמח הסרפד, וכאשר שוברים אותן, מה אפשר לעשות כדי להקל את הצריבה הנגרמת לעור ממגע עם חומצה פורמית? נמקו.

333 בחינת בגרות תשס"ח, ד. לפניכם נוסחת מבנה של חומצה פורמית: i האם במולקולה של חומצה פורמית יש קשר קוולנטי טהור? נמקו.. נמקו. קבעו איזה מהקשרים במולקולה של חומצה פורמית חזק יותר: או הסבירו מדוע אטום חמצן () קטן מאטום פחמן (), אף על-פי שחמצן ופחמן נמצאים באותה שורה במערכה המחזורית. i i ה. האם יכול להיות כוהל שמספר אטומי הפחמן במולקולה שלו זהה למספר אטומי הפחמן במולקולה של חומצה פורמית? אם כן - רשמו את נוסחת המבנה של הכוהל (ייצוג מלא). אם לא - הסבירו מדוע לא. האם יכול להיות אלק ן שמספר אטומי הפחמן במולקולה שלו זהה למספר אטומי הפחמן במולקולה של חומצה פורמית? אם כן - רשמו את נוסחת המבנה של האלק ן (ייצוג מלא). אם לא - הסבירו מדוע לא. "יחסים וקשרים בעולם החומרים" היבטים כמותיים 4. השאלה עוסקת בקבלת מלח אמון ברומי, Br(s), N4 ובאחדים משימושיו. : N 3(g) לאמוניה,, Br( ) אחת השיטות לקבלת Br(s) N4 מבוססת על התגובה בין ברום, (1) 3Br 8N 6N Br N ( ) 3(g) 4 (s) (g) ביצעו את תגובה (1). המגיבים הגיבו בשלמות, והתקבלו 44.1 גרם Br(s). N4 ) Br( שהגיב? פרטו את חישוביכם. א. i מהי המסה של כמה מול חנקן, (g), N התקבלו? פרטו את חישוביכם.

334 334 בחינת בגרות תשס"ח, 008 אמון ברומי מוסיפים לבדים כמעכב בעירה. מימן ברומי, (g), Br הנוצר על-פי תגובה () בזמן חום 4 (s) 3(g) (g) () N Br N Br N4 Br(s) הבעירה של הבדים, הוא הגורם לעיכוב הבעירה. כדי לחקור את עיכוב הבעירה, העבירו 44.1 גרם שהתקבל בתגובה (1) לכלי ריק סגור. הכלי חומם וכל ה- Br(s) N4 התפרק על-פי תגובה (). Br (g) ב. i מהי המסה של שהתקבל בכלי שחומם? פרטו את חישוביכם. כמה מול תוצרים התקבלו בסך הכול בפירוק של אמון ברומי בכלי שחומם? פרטו את חישוביכם. N4 Br(s) i ג. i תמיסה מימית של המלח אמון ברומי משמשת לפיתוח סרטי צילום וצילומי רנטגן. נסחו את תהליך ההמסה של אמון ברומי במים. מהו נפח התמיסה של אמון ברומי בריכוז 0.8M שתתקבל מהמסת 44.1 גרם במים? פרטו את חישוביכם. המסו 44.1 גרם Br(s) N4 במים, והתקבלה תמיסה בריכוז גבוה מ- 0.8M. קבעו אם הנפח של תמיסה זו גדול יותר מנפח התמיסה שחישבתם בתת-סעיף ג, קטן ממנו או שווה לו. נמקו. "כימיה... זה בתוכנו" חומצות ובסיסים 5. בטבלה שלפניכם מוצגים נתונים על ארבע תמיסות מימיות (1), (), (3), (4). מספר התמיסה נוסחת החומר המומס ריכוז התמיסה (M) p של התמיסה 0.01 N3( ) (1) ( ) () a() (s) (3) N 3(g) (4) א. נסחו את תגובות ההמסה לקבלת התמיסות (1) ו- (3).

335 בחינת בגרות תשס"ח, i ב. הסבירו מדוע יש הבדל בין ערכי ה- p של התמיסות (1) ו- (). האם יש הבדל במוליכות החשמלית של התמיסות (3) ו- (4)? נמקו. ערבבו 100 מיליליטר של תמיסה (1) עם 100 מיליליטר של תמיסה (3). i נסחו את התגובה שהתרחשה. ג. קבעו אם ה- p של התמיסה שהתקבלה אחרי התגובה גדול מ- 7, קטן מ- 7 או שווה ל- 7. נמקו. ד. 100 מיליליטר של תמיסה מימית של חומר A (שאינו בטבלה) בריכוז 0.01M הגיבו בשלמות עם 100 מיליליטר תמיסה (1), והתקבלה תמיסה ניטרלית. רשמו נוסחה אפשרית לחומר A. נמקו. ה. מן הארובות של תחנות הכוח נפלטות בין היתר תחמוצות גזיות המגיבות עם מי הגשמים. כך נוצרות חומצות המעלות את רמת החומציות של הגשם וגורמות נזק לסביבה. כדי להקטין את הנזק לסביבה, נהוג להעביר את הגזים הנפלטים מהארובות דרך אחת מהתמיסות,(1),(),(3).(4) איזו מהתמיסות מתאימה ביותר למטרה זו? נמקו. "טעם של כימיה" שומנים ושמנים לאחרונה הוגשה תביעה על סך 8 מיליון שקלים נגד אחת מיצרניות המרגרינה בארץ על הטעיית הציבור בפרסום שלה. היצרנית פרסמה כי המרגרינה שהיא מייצרת מסייעת לשמירה על בריאות הלב. לפניכם נתונים על שלושה סוגים של מרגרינה המשווקים בארץ..6 סוג שומן כללי שומן רווי חומצות שומן טרנס סוגי השמן שמהם (%) (%) המרגרינה (%) המרגרינה מיוצרת פחות מ- 1% קנולה, חמניות, פשתן I פחות מ- 1% חמניות II 0 זית, קנולה 5.3 III א. i לפי נתוני הטבלה, איזה מבין שלושת הסוגים של מרגרינה III,II I, עשוי לא להזיק לבריאות הלב? נמקו.

336 336 בחינת בגרות תשס"ח, 008 מה מייחד את מבנה המולקולות של חומצות שומן טרנס? מדוע יש חומצות שומן טרנס במרגרינה? i ב. שמן קנולה, שממנו בין היתר מיוצרת מרגרינה I, מכיל % של חומצת השומן. 18 :1 של חומצת השומן 9 i ציירו את נוסחת המבנה של מולקולת הטריגליצריד המתקבלת בתגובה בין שלוש מולקולות של חומצת השומן שלו:, 18 : 0 ו- 56% 18 :1 9 ובין מולקולה אחת של גליצרול שנוסחת המבנה כיצד תושפע טמפרטורת ההיתוך של הטריגליצריד, שאת נוסחת המבנה שלו ציירתם בתת- סעיף ב i, אם אחת משלוש המולקולות של חומצת השומן של חומצת השומן 18 :1 9 תוחלף במולקולה? 18 : 0 הסבירו. התייחסו בהסבר לקשר בין הרמה המיקרוסקופית (החלקיקית) לרמה המאקרוסקופית (רמת התופעה). ג. כשמוציאים את המרגרינה מהמקרר, היא מתרככת. אילו מבין חומצות השומן שלפניכם אחראיות במידה הרבה ביותר לתופעה זו? חומצות השומן הרוויות חומצות השומן החד לא-רוויות חומצות השומן הרב לא-רוויות הסבירו מדוע הן אחראיות לתופעה זו. התייחסו בהסבר לקשר בין הרמה המיקרוסקופית (החלקיקית) לרמה המאקרוסקופית (רמת התופעה). i ד. בתהליך ייצור המרגרינה מוסיפים לשמן, בין היתר, את צבע המאכל בטא-קרוטן. לפניכם נוסחת המבנה של בטא-קרוטן. הסבירו מדוע בטא-קרוטן מתמוסס בשמן.

337 בחינת בגרות תשס"ח, פתרונות שאלה 1 ו ה ד ג ב א ליסודות עוקבים במערכה המחזורית מספר אטומי עוקב. לכל אטום של יסוד יש פרוטון אחד יותר מלאטום של היסוד שלפניו. X ו- Y יסודות עוקבים במערכה המחזורית. לאטום של יסוד Y יש פרוטון אחד יותר מאשר לאטום של יסוד X. א. 3. תשובות שגויות לאטום של Y יהיו יותר רמות אנרגיה מאשר לאטום של X רק אם יסוד X ויסוד Y נמצאים במחזור שונה. לאטום של יסוד Y יהיו יותר אלקטרונים ברמת האנרגיה האחרונה רק אם יסוד X ויסוד Y יימצאו באותו מחזור. מספר הנויטרונים באטומים שונים של אותו יסוד יכול להיות שונה, כי ישנם איזוטופים שונים לאותו יסוד. לכן אי-אפשר לדעת האם מספר הנויטרונים באטום של יסוד Y גדול ממספר הנויטרונים באטום של יסוד X, קטן ממנו או שווה לו ב. 3. בתהליך העיבוי של אדי מים נוצרות אינטראקציות בין המולקולות. האינטראקציות בין מולקולות מים הן בעיקר מסוג קשרי מימן. תשובות שגויות ) ( הוא חומר מולקולרי. לכן אין בין החלקיקים שלו קשרים יוניים. בתהליך העיבוי של בין האטומים במולקולות מים. (g) אין יצירה של קשרים קוולנטיים. הקשרים הקוולנטיים קיימים האינטראקציות העיקריות בין מולקולות מים הן מסוג קשרי מימן..1..4

338 338 בחינת בגרות תשס"ח, 008 ג.. ( ) 3 4 3(s) 4 A (S ) A 3S 1 : : 3.mol 6.6mol liter 3.3M יחס מולים מספר מולים (n) נפח התמיסה (V) ריכוז () NaP4(s) NaP4(s) ד. 4. מתאים לייצור סבון, שנותן p בסיסי בתמיסה מימית. הוא P 4 חומר יוני המתפרק ליונים במים. היון הוא בסיס בסביבה מימית, ולכן מקבל פרוטון,, מהמים. ניסוח תגובה 4 מדגים את התכונה הנדרשת - סביבה מימית בסיסית - במהלך הייצור של סבון. תשובות שגויות תגובה 1 מתארת תגובת פירוק ליונים בלבד, כדי לתת סביבה בסיסית. תגובה מתארת פירוק ליונים בצורה שגויה. ללא התייחסות לעובדה ש- NaP4(s) מוסף.1. תגובה 3 מתארת תהליך בו NaP4(s) מתפקד כחומצה..3

339 בחינת בגרות תשס"ח, I ה. 3. שני החומרים בסיסים, ולכן אי-אפשר להבחין ביניהם באמצעות אינדיקטור פנולפתלאין..II שני החומרים מתמוססים במים ויוצרים יונים ניידים, לכן שתי התמיסות מוליכות זרם חשמלי, ואי-אפשר להבדיל ביניהן בעזרת בדיקת מוליכות חשמלית. (אפשר להבדיל בין בסיס חזק לבסיס חלש בעזרת בדיקת מידת המוליכות החשמלית כאשר הריכוז ההתחלתי של הבסיסים שווה.).III שני המוצקים יגיבו בתגובת חומצה-בסיס. (g) בתגובה בין (s)3 Na לתמיסת החומצה ייפלט גז ונראה בועות. בתגובה בין (s) Na לתמיסת החומצה לא ייפלט גז ולא נראה בועות. לכן אפשר להבחין בוודאות בין שני המוצקים בעזרת בדיקה.III 3(s) 3 (g) ( ) Na Na (s) 3 ( ) Na Na ו. 4. חומצה ארכידונית מכילה שלד של 0 אטומי פחמן עם ארבעה קשרים כפולים. הקשר הכפול הראשון נמצא בין פחמן 6- לפחמן 7-. בין קשר כפול אחד לשני יש קבוצת אחת. תשובות שגויות הקשר הכפול הראשון נמצא בין פחמן 4- לפחמן הקשרים הכפולים רצופים, אין קבוצת בין קשר כפול אחד לשני.. 3. יש 6 קשרים כפולים במקום 4 קשרים כפולים.

340 ג* 340 בחינת בגרות תשס"ח, 008 שאלה שני חסרונות לדלק המופק מנפט גולמי: 1. נפט הוא משאב מתכלה. כמות הנפט בטבע הולכת ופוחתת בשל ניצולו המהיר. א. בעת שרפת הדלק נוצרות תחמוצות חנקן ) x (N שגורמות לזיהום האוויר.. ב. i מימן, (g), הוא חומר מולקולרי. בין המולקולות של ) ) קיימות אינטראקציות ון-דר- ולס חלשות מאוד, כי ענן האלקטרונים של מולקולת המימן קטן ביותר, ולמולקולות אין דו- קוטב קבוע. דרושה מעט אנרגיה לפירוק האינטראקציות בין המולקולות, מה שמתבטא בטמפרטורת רתיחה נמוכה מאוד. טמפרטורת הרתיחה של מימן נמוכה מטמפרטורת החדר, ולכן הוא גז בטמפרטורת החדר. היתרון של ייצור מימן ישירות במנוע המכונית הוא שאין צורך בהתקנת מכלים גדולים במכונית לאחסון המימן. (g) (g) (g) i התגובה המתרחשת בתא דלק: i לכל תגובה אנרגיית שפעול מתאימה. כדי שתגובה תתרחש בפועל, לחלקיקים דרושה אנרגיה. מספקת כדי לעבור את מחסום אנרגיית השפעול וליצור תצמיד משופעל. ההצתה מספקת לחלק מהמולקולות אנרגיה התחלתית מספקת כדי לעבור את מחסום אנרגיית השפעול. לאחר מכן, בעזרת האנרגיה המשתחררת בתגובת השרפה, התגובה תתרחש מעצמה. תגובת השרפה של אוקטאן היא תגובה אקסותרמית ובמהלכה נפלטת אנרגיה. חלק מהאנרגיה משמש להנעת המכונית וחלק מהאנרגיה גורם לעלייה באנרגיה הקינטית של החלקיקים במנוע. העלייה באנרגיה הקינטית של החלקיקים מתבטאת בעלייה בטמפרטורה של המנוע. ד. i להנעת המכונית דרושהאנרגיה. תגובה הפולטתאנרגיה (אקסותרמית) יכולה לשמש כמקור לאנרגיה. תגובה של חומצת שומן עם קיטור היא תגובה הדורשת אנרגיה (אנדותרמית), ולכן היא לא מתאימה להנעת מכונית. נחשב כמה גרם מימן,. 18 3( ) אפשר להפיק מ- 5 מול, (g) ( ) (g) (g) (g) 1 : 34 : 50 : 18 5mol 50mol gr/mol 500gr יחס מולים מספר מולים (n) מסה מולרית ) W (M מסה (m) אפשר להפיק 500 גרם מימן מ- 5 מול חומצה לינולאית בתגובה עם קיטור.

341 בחינת בגרות תשס"ח, ה. i חומצות השומן הרוויות הן חומצה פלמיטית, חומצה סטארית וחומצה איקוסנואית, כי אין במולקולות שלהן קשר כפול. % 7% 4.5% 0.5% 1% חומצות שומן רוויות חומצות השומן הלא-רוויות הן חומצה אולאית, חומצה לינולאית וחומצה לינולנית. % 0.8% 67.5% 18.7% 87% חומצות שומן לא-רוויות בשמן חמניות יש 1% חומצות שומן רוויות ו- 87% חומצות שומן לא-רוויות. שמן חמניות נוזל בטמפרטורת החדר, כי טמפרטורת ההתכה שלו נמוכה מטמפרטורת החדר, וטמפרטורת הרתיחה שלו גבוהה מטמפרטורת החדר. שמן חמניות מכיל אחוז גבוה של חומצות שומן לא-רוויות. מולקולות של חומצות שומן לא-רוויות לא מסתדרות באריזה צפופה, ולכן אינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות אלו חלשות. האנרגיה הדרושה לפירוק האינטראקציות בין המולקולות של שמן חמניות נמוכה באופן יחסי, ולכן טמפרטורת ההתכה של שמן החמניות נמוכה, והוא נוזל בטמפרטורת החדר. שאלה 3 (1) א. i החומר שמוליך היטב חשמל בטמפרטורת החדר יכול להיות בעל סריג מתכתי, ולכן החומר המתאים למאפיין (1) הוא (s). u, חייב ליצור קשרי מימן עם המים () החומר שמתמוסס גם במים וגם בהקסאן, ) )14 6. לכן החומר המתאים למאפיין () ואינטראקציות מסוג ון-דר-ולס עם הקסאן, ) )14 6 הוא ). 3 ( התמיסה המימית של חומר מוליכה חשמל כאשר היא מכילה יונים ניידים. בתמיסת Mg ובתמיסת יש יונים ניידים. להלן התגובות המתאימות: תגובה בין החומצה ( ) ( ) 3 ) ( לבין מים: (3) תגובת המסה של (s) : Mg ( ) (s) Mg Mg החומרים המתאימים למאפיין (3) הם ) ( ו- (s). Mg רק במולקולות Br יש 5 אלקטרונים. החומר המתאים למאפיין (4) הוא. Br (4)

342 34 בחינת בגרות תשס"ח, 008 המתכת נחושת מוצקה בטמפרטורת החדר. במבנה המתכת נחושת, (s), u יש אלקטרונים ניידים שמקורם בים האלקטרונים. אלקטרונים אלו נעים בין היונים החיוביים של המתכת. אלקטרונים אלו יכולים לנוע בתנועה מכוונת בהשפעת השדה החשמלי ולכן u (s) מוליך זרם חשמלי בטמפרטורת החדר. מולקולות 3 מכילות חלק הידרופילי,, וחלק הידרופובי,. 5 מולקולות 3 יכולות ליצור אינטראקציות ון-דר-ולס וקשרי מימן. למולקולה של 3 יש בחלק ההידרופילי אטום מימן "חשוף" מאלקטרונים הקשור בקשר קוולנטי לאטום חמצן בעל אלקטרושליליות גבוהה. לכן אטום המימן של קבוצת במולקולות 5 יכול להימשך לזוג אלקטרונים לא-קושר על אטום חמצן במולקולות מים, ואטום מימן "חשוף" מאלקטרונים שבמולקולות מים יכול להימשך לזוג אלקטרונים לא- קושר על אטום חמצן בקבוצת 5 ( ) מולקולות של. שבמולקולות 5 i יוצרות קשרי מימן עם המים, ולכן ) 5 ( מתמוסס במים. מולקולות 5 מכילות חלק הידרופובי שיכול ליצור דו-קטבים רגעיים עם מולקולות שכנות. מולקולות הקסאן,, יכולות ליצור אינטראקציות ון-דר-ולס בלבד, ולכן בין 6 14( ) מולקולות הקסאן לבין החלק הפחמימני של מולקולות הכוהל אינטראקציות ון-דר-ולס. לכן (5 ( יכולות להיווצר ) 5 ( מתמוסס בהקסאן. ב. איור II מתאים לתיאור סכמתי של ברום כלורי, דו-אטומיות רחוקות זו מזו כך שאין ביניהן אינטראקציות. איור III מתאר מצב של נוזל או מוצק, כי המולקולות קרובות ומסודרות. איור I מתאר אטומים בודדים של Br ושל., Br במצב צבירה גזי, כי הוא מתאר מולקולות ). ( החומצה גורמת לגירוי בעור ג. בתוך השערות של צמח הסרפד נמצאת חומצה פורמית, ( ) ( ) 3 בתגובה 3 בגלל יצירת יוני כדי להקל על הצריבה צריך להוריד את ריכוז יוני 3 על-ידי שטיפה במים או על-ידי הוספת 3 בסיס בריכוז נמוך, שיגיב עם יוני בתגובת סתירה.

343 בחינת בגרות תשס"ח, ד. i קשר קוולנטי טהור נוצר בין אטומים זהים או בין אטומים בעלי אלקטרושליליות שווה. במולקולות חומצה פורמית כל הקשרים הקוולנטיים הם בין אטומים שונים, בעלי אלקטרושליליות שונה. במולקולות חומצה פורמית יש קשרים קוולנטיים קוטביים בלבד. על-פי חוק קולון, עוצמת המשיכה החשמלית בין מטענים מנוגדים תלויה בגודל המטענים ובמרחק ביניהם. חוזק הקשר הקוולנטי תלוי בחוזק כוחות המשיכה החשמליים שפועלים בין אלקטרוני הקשר לגרעיני האטומים הקשורים, ובחוזק כוחות המשיכה החשמליים הפועלים בין המטענים המנוגדים שנוצרים על האטומים הקשורים בקשר קוולנטי קוטבי. בטבלה הבאה מפורטים הגורמים העיקריים המשפיעים על חוזק הקשר הקוולנטי, כיצד הם משפיעים וכיצד הם באים לידי ביטוי בשאלה שנשאלה. הגורם השוואה בין הקשר לקשר רדיוס האטומים (המרחק בין הגרעינים לאלקטרוני הקשר) סדר הקשר (מספר האלקטרונים המשתתפים בקשר) רדיוס האטומים זהה קשר יחיד קשר כפול מידת קוטביות הקשר (הפער באלקטרושליליות בין האטומים המשתתפים בקשר) אותם אטומים ולכן אותו פער אלקטרושליליות לבין חוזק הקשר כאשר משווים בין חוזק הקשר, הגורם המשתנה הוא סדר יש שני זוגות אלקטרונים קושרים הנמשכים לגרעינים של האטומים הקשר. בקשר הקשורים (קשר כפול). בקשר יש רק זוג אלקטרוני קשר אשר נמשך לגרעינים של יפעלו כוחות רבים יותר. האטומים הקשורים (קשר יחיד). בקשר חזקמן הקשר הקשר. גודל האטום נקבע לפי חוזק כוחות המשיכה שפועלים בין הגרעין לאלקטרונים. לפי חוק קולון, ככל שהמטענים גדולים יותר וקרובים יותר, כוח המשיכה חזק יותר. לשני האטומים מספר זהה של רמות אנרגיה בהן מסודרים אלקטרונים. באטומי חמצן יש 8 פרוטונים ו- 8 אלקטרונים, באטומי פחמן יש 6 פרוטונים ו- 6 אלקטרונים. כוח המשיכה בין הגרעין של אטום החמצן לאלקטרונים חזק יותר, ולכן רדיוס האטום קטן יותר. i

344 344 בחינת בגרות תשס"ח, 008 ה. i במולקולה של חומצה פורמית אטום פחמן אחד. לכוהל קבוצה, 3 פונקציונלית. במולקולה של הכוהל מתאנול, יש אטום פחמן אחד אליו קשורה קבוצת. מתאנול. לכן לא קיים אלק ן עם אטום אלק נים הם פחמימנים שבמולקולות שלהם יש קשר כפול, פחמן אחד במולקולה. שאלה 4 N (g) הגיבו, וכמה מול Br( ) א. נחשב כמה גרם נוצרו. (1) 3Br 8N 6N Br N ( ) 3(g) 4 (s) (g) 3 : 8 : 6 : 1 יחס מולים 36gr 160gr/mol 0.5mol 44.1gr 98gr/mol 0.45mol 0.075mol מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n). Br( ) הגיבו 36 גרם i. N (g) נוצרו מול N4 Br(s) ב. i בתגובה (1) התקבלו 44.1 גרם תגובה (). שהם 0.45 מול. כל החומר הועבר לכלי בו מתרחשת חום 4 (s) 3(g) (g) () N Br N Br 1 : 1 : mol 0.45mol 0.45mol 81gr/mol 36.45gr יחס מולים מספר מולים (n) מסה מולרית ) W (M מסה (m) המסה של (g) Br שהתקבל בכלי הוא גרם.

345 בחינת בגרות תשס"ח, Br (g) ו- N 3(g) תוצרי התגובה הם n n Br N (g) 3(g) 0.45mol 0.45mol התקבלו 0.9 מול תוצרים בפירוק Br(s). N4 4 (s) 4 ( ) N Br N Br ג. i נחשב את נפח התמיסה שהתקבלה כאשר המסו 44.1 גרם Br(s), N4 שהם 0.45 מול, במים. 4 (s) 4 ( ) N Br N Br 1 : 1 : mol 0.8M 0.56liter יחס מולים מספר מולים (n) ריכוז () נפח התמיסה (V) נפח התמיסה הוא 0.56 ליטר. בהמסת אותה כמות מולים של Br(s) N4 התקבלה תמיסה מרוכזת יותר. n V בנוסחה - הנפח V נמצא במכנה. ככל שהמכנה קטן יותר, הריכוז גדול יותר. המסת מספר מולים זהה וקבלת ריכוז גבוה יותר, מלמדת על המסה של החומר בנפח קטן יותר, כי כך מתקבלת תמיסה מרוכזת יותר. נפח התמיסה קטן יותר מנפח התמיסה שחושב בתת-סעיף ג. i שאלה 5 3( ) ( ) 3 3 N N ) N3( הוא חומצה: א. (1) ( ) (s) a() a (s) a() הוא בסיס: (3)

346 346 בחינת בגרות תשס"ח, 008 ב. i נתונות תגובות (1) ו- (): 3( ) ( ) 3 3 (1) N N () 3 ( ) ( ) 3 3 ) N3( היא חומצה חזקה, חומרים 1 ו- הם חומצות, ולכן ה- p בתמיסתם קטן מ בתמיסה. שעוברת יינון מלא במים. מכל מול חומצה מקבלים מול יוני ) 3 ( היא חומצה חלשה שאינה עוברת יינון מלא במים, ובתמיסה מימית מכל מול. 3 מכיוון שריכוז שתי החומצות הוא 0.01M, ריכוז חומצה נוצרים פחות ממול יוני, 3 ולכן N 3 בתמיסת 3 יוני גבוה יותר מריכוזם בתמיסת ה- p בתמיסת 3 N נמוך יותר. ( ) (s) (3) a() a (4) N N 3(g) ( ) 4 נתונות תגובות (3) ו- (4): שתי התמיסות מוליכות זרם חשמלי, כי בשתיהן יש יונים ניידים שיכולים לנוע בתנועה מכוונת. שני הבסיסים בריכוז שווה. a() הוא בסיס חזק יותר, עובר יינון מלא במים. מכל N 3 מול בסיס מתקבלים שני מול יוני. בסיס חלש, ולא עובר יינון מלא במים, ולכן מכל מול בסיס נוצרים פחות ממול של יוני, וריכוז היונים בתמיסת 3 N נמוך יותר. ככל שריכוז היונים הניידים נמוך יותר, המוליכות החשמלית של התמיסה נמוכה יותר. המוליכות החשמלית בתמיסה (4) נמוכה מהמוליכות החשמלית בתמיסה (3). יש הבדל במוליכות החשמלית של תמיסות (3) ו- (4).

347 בחינת בגרות תשס"ח, ( ) 3 N a 4 N a ג. i 3 ( ) ניסוח נטו: 3 נחשב כמה מול יוני היו בתמיסת החומצה (1) וכמה מול יוני היו בתמיסת הבסיס (3). 3( ) ( ) 3 3 N N 1 : 1 : 1 : M 0.1liter 0.001mol 0.001mol יחס מולים ריכוז () נפח התמיסה (V) מספר מולים (n) ( ) (s) a() a 1 : 1 : 0.01M 0.1liter 0.001mol 0.00mol יחס מולים ריכוז () נפח התמיסה (V) מספר מולים (n) נבדוק כמה מול יונים הגיבו בתגובת הסתירה: 3 ( ) 1 : 1 : 0.00mol 0.001mol 0.001mol 0.001mol 0.001mol 0 יחס מולים מספר מולים שהוכנסו מספר מולים שהגיבו מספר מולים שלא הגיבו (עודף) בתמיסה נותרו יוני ולכן ה- p גדול מ- 7. ה- p של התמיסה שהתקבלה לאחר התגובה גדול מ- 7.

348 348 בחינת בגרות תשס"ח, 008 ד. תמיסה (1), תמיסת 3, N היא תמיסה חומצית. חומר A הגיב עם יוני 3 ולכן הוא בסיס. תמיסתו מכילה יוני. בתגובה התקבלהתמיסה ניטרלית, לכן מספר המולים של יוני 3 ומספר המולים של יוני היה שווה. : N 3 שהיו בתמיסת 3 ניעזר בתגובת סתירה ומספר המולים של 3 ( ) 1 : 1 : 0.001mol 0.001mol יחס מולים מספר מולים (n) הגיבו מול יוני שמקורם בחומר A. נחשב כמה מול בסיס A היה בתמיסה ונבדוק מהו יחס המולים בין בסיס A ליוני בתמיסתו. יוני חומר A 0.01M 0.1liter 0.001mol 0.001mol 1 : 1 ריכוז () נפח התמיסה (V) מספר מולים (n) יחס מולים לכן מכל 1 מול חומר A מתקבל 1 מול יוני.. K (s), Na (s) נוסחה אפשרית לחומר A: ה. הגזים שנפלטים מהארובות מעלים את רמת החומציות של הגשם, ולכן הם חומצות. כדי להקטין את הנזק לסביבה צריך להעביר אותם דרך תמיסה בסיסית. חומרים (3) ו- (4) הם בסיסים, ולכן מתאימים למטרה זו. (s) a() הוא בסיס חזק ובתמיסתו מול יוני על כל מול (s), a() ולכן מתאים יותר למטרה זו.

349 בחינת בגרות תשס"ח, שאלה 6 i i i א. ב. מרגרינה III עשויה לא להזיק לבריאות הלב. מבין שלוש המרגרינות, מרגרינה III מכילה את אחוז השומן הכללי הנמוך ביותר וגם את האחוז הנמך ביותר של שומן רווי והיא לא מכילה חומצות שומן מסוג טרנס. במולקולות של חומצת שומן מסוג טרנס מסודרים שני אטומי המימן משני צידי מישור הקשר הכפול. סידור זה יוצר מולקולות בעלות מבנה פרוש. מולקולות אלו מסתדרות באריזה צפופה. בתהליך הכנת מרגרינה הופכים קשרים כפולים לקשרים בודדים בתהליך הידרוגנציה. בזמן התהליך, חלים שינויים לא רצויים במבנה מולקולות חומצות השומן. חלק מהקשרים הכפולים שנשארים בסיום התהליך עוברים ממבנה ציס (המבנה הטבעי) למבנה טרנס. נוסחת מבנה לטריאולאין. ברמה המאקרוסקופית: ככל שאחוז חומצות השומן הרוויות בטריגליצריד גדול יותר, החומר יהיה בעל טמפרטורת היתוך גבוהה יותר. טרנס ברמה המיקרוסקופית: המבנה המרחבי של מולקולות חומצות שומן רוויות שונה מהמבנה המרחבי של מולקולות חומצות שומן בלתי-רוויות. קיומו של קשר כפול, שמהווה קטע קשיח, גורם לכיפוףשל המולקולות. לכן מולקולות של חומצות שומן רוויות נארזות באריזה צפופה יותר מאשר מולקולות של חומצות שומן בלתי-רוויות. ככל שהאריזה צפופה יותר, האינטראקציות בין המולקולות חזקות יותר, ותידרש יותר אנרגיה לפירוקן. הוספת חומצת שומן רוויה תעלה את טמפרטורת ההיתוך של הטריגליצריד.

350 350 בחינת בגרות תשס"ח, 008 ג. i מרגרינה היא תערובת של טריגליצרידים בהם חומצות שומן רוויות ובלתי-רוויות. כשמוציאים את המרגרינה מהמקרר, היא מתרככת. החומצות שאחראיות לתופעה זו הן חומצות השומן הרב לא-רוויות והחד לא-רוויות. רמה מאקרוסקופית - כאשר מוציאים מרגרינה מהמקרר, טמפרטורת המרגרינה עולה והיא מתרככת. רמה מיקרוסקופית - טמפרטורת החדר גבוהה מטמפרטורת המקרר. כאשר מוציאים את המרגרינה מהמקרר אל החדר, אנרגיה מועברת מן החדר אל המרגרינה. במרגרינה קיימות אינטראקציות ון-דר-ולס מסוגים שונים. האינטראקציות החלשות ביותר קיימות בין טריגליצרידים המכילים חומצות שומן לא-רוויות למולקולות אחרות במרגרינה, כי הן בעלות מבנה כפוף הנובע מקיומו של הקשר הכפול ולא נארזות באריזה צפופה. האנרגיה המגיעה מן החדר מחלישה את האינטראקציות בין מולקולות אלו והמרגרינה מתרככת. ד. מולקולות בטא-קרוטן יכולות ליצור אינטראקציות ון-דר-ולס בלבד. מולקולות שמן מורכבות בעיקר מחלקים הידרופוביים גדולים שיכולים ליצור אינטראקציות ון-דר-ולס. בין מולקולות בטא-קרוטן לבין מולקולות השמן ייווצרו אינטראקציות ון-דר-ולס (אינטראקציות הידרופוביות), לכן בטא-קרוטן יתמוסס בשמן.

351 בחינת בגרות תשס"ט, בחינת בגרות תשס"ט, כל הזכויות שמורות לפיקוח על הוראת הכימיה - משרד החינוך מן השאלון הוצאו השאלות שאינן מתאימות לתכנית הלימודים 3 יח"ל, והשאלות מוספרו מחדש. השאלות פרק ראשון - חובה (40 נקודות) ענו על שתי השאלות 1 ו- (לכל שאלה - 0 נקודות) ענו על כל הסעיפים א-ח בגיליון התשובות המצורף (לכל סעיף -.5 נקודות). בכל סעיף הקיפו במעגל את הספרה המציינת את התשובה הנכונה..1 לפני שתענו, קראו את כל התשובות המוצגות. א. ארבעה יסודות, שמספריהם האטומיים עוקבים, מסומנים באותיות d. c, b, a, ליסוד d המספר האטומי הגדול ביותר. יסוד b הוא הלוגן. מהי הקביעה הנכונה? הרדיוס של אטום היסוד c קטן מהרדיוס של אטום היסוד d. מספר האלקטרונים באטום של יסוד a גדול ממספר האלקטרונים באטום של יסוד b. מבין אטומי היסודות d, c, b, a, לאטום של יסוד d המספר הגדול ביותר של אלקטרוני ערכיות. אלקטרוני הערכיות של אטומי היסודות d c, b, a, נמצאים באותה רמת אנרגיה

352 35 בחינת בגרות תשס"ט, 009 ב. איזה מהאיורים IV - I שלפניכם הוא תיאור סכמתי נכון של החלקיקים בתמיסה המימית של אשלגן כלורי,? K מקרא: יון אשלגן אטום חמצן K + יון כלור אטום מימן - K K K + K + איור I איור II K + - K K + - K + איור IV איור III.4 איור IV.3. איור I איור II איור III.1

353 בחינת בגרות תשס"ט, ג. מימן ציאני, (g), N הוא אחד הגזים הרעילים המצויים בעשן של סיגריה בוערת. למולקולה N צורה קווית. בטבלה שלפניכם נתונים ערכי האלקטרושליליות של אטומי חנקן, פחמן ומימן: N האטום.1.5 האלקטרושליליות 3.0 מהי הקביעה הנכונה?.. דרגת החמצון של אטום הפחמן במולקולה N היא דרגת החמצון של אטום הפחמן במולקולה N היא במולקולה N אין דו-קוטב קבוע. במצב נוזל, בין המולקולות של 0 + ) N( יש קשרי מימן ד. שני כלים סגורים מכילים גזים.. (g). N 3(g) מולקולות של חמצן, מולקולות של אמוניה, כלי I מכיל כלי II מכיל 3 (במול אחד של חלקיקים יש חלקיקים.) מהי הקביעה הנכונה? מספר המולים של הגז בכלי I שווה למספר המולים של הגז בכלי.II מספר המולים של הגז בכלי I קטן ממספר המולים של הגז בכלי.II המספר הכולל של האטומים בכלי I שווה למספר הכולל של האטומים בכלי.II המספר הכולל של האטומים בכלי I קטן מהמספר הכולל של האטומים בכלי.II

354 354 בחינת בגרות תשס"ט, 009 F ה. בתעשיית האלקטרוניקה משתמשים בתמיסה מימית של מימן פלואורי בתהליך הכנת שבבים. F + ¾¾ F + (g) ( ) (g) תמיסת F מתקבלת על-פי התגובה: מהי הקביעה הנכונה לגבי תגובה זו: אטומי F במולקולות של (g) F הם המחמצן..1 אטומי במולקולות של (g) F הם המחמצן.. ) ( עוברים חיזור. ) ( עוברים חיזור. אטומי במולקולות של אטומי במולקולות של.3.4 ו. נתונות שתי חומצות שומן II I, שאורך השרשרות הפחמימניות שלהן זהה. האינטראקציות בין המולקולות של חומצת שומן I חזקות יותר מהאינטראקציות בין המולקולות של חומצת שומן.II מה עשויה להיות הסיבה לכך? חומצת שומן I פחות רוויה מחומצת שומן.II במולקולות של חומצת שומן I יש יותר מוקדים ליצירת קשרי מימן בין-מולקולריים, מאשר במולקולות של חומצת שומן.II במולקולות של חומצת שומן I אטומי המימן סביב הקשר הכפול מסודרים במבנה טרנס, ואילו במולקולות של חומצת שומן II הם מסודרים במבנה ציס. מספר הקשרים הכפולים במולקולות של חומצת שומן I גדול יותר ממספר הקשרים הכפולים במולקולות של חומצת שומן.II

355 ניתוח קטע ממאמר מדעי - חובה בחינת בגרות תשס"ט, קראו את הקטע שלפניכם, וענו על ארבעה סעיפים מבין הסעיפים שאחריו: חובה לענות על שלושת הסעיפים א, ב, ג, ועל אחד מבין הסעיפים ד, ה. הקפידו לרשום ניסוחים מאוזנים ויחידות נכונות. פוזרו 008 ביוני כדורים שחורים מגנים על מי השתייה 400,000 כדורי פלסטיק שחורים על פני מאגר מי השתייה איוונהו (Ivanhoe) בלוס אנג'לס. התושבים חשבו שזאת פרסומת או מתיחה, אך התברר שפיזור - Br3, המסוכנים לבריאות. הכדורים נועד למנוע היווצרות של יוני ברומט, בקיץ 007 נמצאו במי המאגר יוני למניעת היווצרות יונים אלה. - Br3, ולכן החליטה עיריית לוס אנג'לס לפעול מי המאגר מכילים יוני ברום,, Br - השתייה מוסיפים למאגר כלור, שאינם מסוכנים לאדם. במטרה לחטא את מי. (g) הכלור מגיב עם יוני ברום על-פי תגובה (1): - - (g) + ¾¾ + (1) Br Br בתגובה נוצר ברום,. Br בריכוזים נמוכים הברום אינו מסוכן לבריאות, ואף יש בו תועלת - הוא מחטא את המים ביעילות גבוהה מזו של כלור. כלור וברום מגיבים עם המים על-פי תגובות () ו- (3): + - (g) + ¾¾ ( ) ¾ () ¾¾ ( ) ¾ (3) Br Br Br התרכובות ו- Br שנוצרות בתגובות הן החומרים הפעילים בחיטוי המים. בהשפעת קרינת השמש מתרחשות תגובות נוספות במי המאגר. בתגובות אלה נוצרים היונים המסוכנים בעזרת כדורי פלסטיק שחורים. - Br3. המדענים הציעו להגן על מי המאגר מפני קרינת השמש כך נמצא פתרון פשוט וזול להגנה על מי השתייה. (מעובד על-פי: Reservoir", Francisco Vara-rta, "DWP drops 400,000 balls onto Ivanhoe ( Los Angeles Times, June 10,

356 ב* 356 בחינת בגרות תשס"ט, 009 ענו על שלושת הסעיפים א, ב, ג שלפניכם. א. i היעזרו במידע שבקטע, והסבירו מדוע אין צורך להגדיל את כמות הכלור המוסף למאגר במטרה לחטא את מי השתייה, למרות שחלק מהכלור מגיב עם יוני ה- Br - שבמים. איזה מהגרפים III,II I, שלפניכם, עשוי לתאר נכון את ריכוז יוני - Br3 במי המאגר כתלות באחוז השטח של המאגר המכוסה בכדורים השחורים? נמקו את בחירתכם. ריכוז יוני ריכוז יוני ריכוז יוני Br3 - Br3 - Br3-0% 100% 0% 100% 0% 100% אחוז שטח המאגר אחוז שטח המאגר אחוז שטח המאגר המכוסה בכדורים המכוסה בכדורים המכוסה בכדורים I II III. Br3 -. קרינת השמש עלולה לגרום להתרחשות תגובה (4) שנוצרים בה יוני (g) + ( ) ¾¾ (4) Br 5 18 Br 1 10 תגובה זו אינה מתרחשת במאגרי מים תת-קרקעיים. i איזה מבין ההיגדים, a או b, מסביר נכון מדוע קרינת השמש גורמת להתרחשות תגובה (4)? a. קרינת השמש מגדילה את קצב התגובה (4). b. קרינת השמש מעלה את אנרגיית השפעול הדרושה להתרחשות התגובה. - Br3 מאשר בחודש אחד בחודש אחד בחורף נוצרים במי המאגר הפתוח פחות יוני בקיץ. הסבירו מדוע. Br ג. i קבעו אם המולקולות של בתגובה (3) הן תוצר של חמצון או תוצר של חיזור. נמקו. קבעו אם יוני, Br3 -, Br, Br ואטומי הברום בכל אחד מהחלקיקים: Br - עשויים להגיב רק כמחמצן, רק כמחזר, או גם כמחמצן וגם כמחזר. נמקו את קביעתכם.

357 בחינת בגרות תשס"ט, ענו על אחד מהסעיפים ד, ה שלפניכם. ד. נפח מי השתייה במאגר איוונהו (Ivanhoe) הוא 0,000,000 ליטר. החוקרים מעריכים שאם לא היו מוסיפים כלור, היו מי המאגר מכילים 0 מול יוני. Br - מה היה הריכוז המולרי של יוני Br - שבמי המאגר אם לא היו מוסיפים כלור? פרטו i את חישוביכם. מהי המסה של כלור, (g), הדרושה לתגובה עם כל יוני הברום,, Br - שבמי המאגר? פרטו את חישוביכם. ה. אפשר לחטא מי שתייה גם באמצעות אוזון, (g)3. האוזון מגיב עם יוני Br - על-פי תגובה (5) (g) ¾¾ 3 + (g) (5) Br 3 Br 3 קבעו עבור כל אחד מההיגדים a ו- b אם הוא נכון או לא נכון.. בתגובה (5) אין שינוי בדרגת החמצון של אטומי חמצן, a. i בתגובה (5) יוני Br - הם המחזר..b טמפרטורת הרתיחה של כלור גבוהה מטמפרטורת הרתיחה של אוזון. הסבירו מדוע. פרק שני (60 נקודות) ענו על שלוש מהשאלות 7-3 (לכל שאלה - 0 נקודות). מבנה וקישור חומצה צינאמית, (s), 9 8 מופקת מקליפות עץ קינמון והיא משמשת כחומר טעם במזון ובתעשיית התרופות. נוסחת המבנה של חומצה צינאמית היא: () (1).3 המסיסות של חומצה צינאמית במים נמוכה.

358 358 בחינת בגרות תשס"ט, 009 איזה מהאיורים II I, שלפניכם הוא תיאור סכמתי נכון של קשר מימני, העשוי להיווצר בין מולקולה של חומצה צינאמית לבין מולקולה של מים? הסבירו מדוע פסלתם את האיור האחר. א. i איור I איור II הסבירו מדוע המסיסות של חומצה צינאמית במים נמוכה. חומצה צינאמית מתמוססת היטב בדו-אתיל אתר. לפניכם ייצוג מקוצר של נוסחת המבנה למולקולה של דו-אתיל אתר: ב. i רשמו ייצוג מלא של נוסחת המבנה של דו-אתיל אתר. רשמו את הנוסחה המולקולרית של דו-אתיל אתר. i נסחו את תהליך ההמסה של חומצה צינאמית, (s), 9 8 בדו-אתיל אתר. ג. היעזרו בנוסחת המבנה של החומצה הצינאמית, והסבירו מדוע אנרגיית הקשר של קשר (1) גדולה מאנרגיית הקשר של קשר (). N4N3(s), שמסיסותו ד. נבדקת אפשרות לגדל עצי קינמון ולהשתמש כדשן באמוניום חנקתי, במים גבוהה. בתנאי החדר אמוניום חנקתי הוא מוצק לבן. תלמיד התבקש לתאר ברמה המיקרוסקופית את ההמסה במים של אמוניום חנקתי. לפניכם התיאור שכתב התלמיד: "בהתחלה היו מולקולות של מים שביניהן היו קשרי מימן, ומולקולות של אמוניום חנקתי שגם ביניהן היו קשרי מימן. חלק מקשרי המימן שבין מולקולות המים ניתקו וגם חלק מקשרי המימן שבין מולקולות האמוניום החנקתי ניתקו, ונוצרו קשרי מימן בין מולקולות המים לבין מולקולות האמוניום החנקתי. " i בתיאור שכתב התלמיד יש טעויות. ציינו שתי טעויות, והסבירו לגבי כל אחת מהן מדוע זאת טעות. נסחו את תהליך ההמסה במים של אמוניום חנקתי.

359 בחינת בגרות תשס"ט, חמצון-חיזור וסטויכיומטריה בתעשייה הכימית יש חשיבות רבה למידע על הכושר היחסי של מתכות לחזר. על סמך מידע זה, מהנדסים מחליטים מאילו חומרים לבנות כלים ומתקנים, באילו תנאים לבצע תגובות ועוד. לפניכם רשימה של חמש מתכות המדורגות לפי הכושר היחסי שלהן לחזר: a(s) > Zn(s) > Fe(s) > u(s) > Ag(s).4 א. לפניכם רשימה של יוני מתכת ממוימים: Fe, Ag, a, u, Zn סדרו יונים אלה לפי הכושר היחסי שלהם לחמצן. ב. לשני כלים העשויים מברזל, (s), Fe הכניסו תמיסות מימיות: לכלי אחד הכניסו תמיסת סידן חנקתי,. AgN 3 ולכלי השני הכניסו תמיסת כסף חנקתי,, a(n (3 i רק באחד מהכלים התרחשה תגובה בין הברזל, שממנו עשוי הכלי, לבין התמיסה שבתוכו. איזו תגובה התרחשה: תגובה בין Fe (s) לבין תמיסת (3, a(n או תגובה בין (s) Fe לבין תמיסת 3? AgN נמקו. רשמו ניסוח נטו מאוזן לתגובה שהתרחשה. בכלי שהתרחשה בו תגובה, הגיבו.8 גרם (s). Fe כמה מול אלקטרונים עברו בתגובה? i פרטו את חישוביכם. (3, Zn(N ותמיסת נחושת חנקתית, ג. מעוניינים לאחסן בנפרד תמיסת אבץ חנקתי, (3, u(n בכלים העשויים מאותו חומר שלא יגיב עם התמיסות. באילו כלים יש להשתמש: בכלים העשויים מאבץ, (s), Zn או בכלים העשויים מנחושת, (s)? u נמקו. 3. Fe + ויוני Fe (s) + ¾¾ Fe Fe 3Fe בתמיסה מימית קיימים שני סוגים של יוני ברזל: יוני נתונה תגובה: ד. מהו המחמצן ומהו המחזר בתגובה הנתונה? נמקו.

360 ל, 360 בחינת בגרות תשס"ט, Fe + Fe (s) ה. הכניסו גוש ברזל, מיליליטר תמיסה מימית המכילה יוני Fe + בתמיסה בתום התגובה. הניחו שנפח התמיסה לא בריכוז 0.5M. התגובה התרחשה במלואה. i חשבו את הריכוז של יוני השתנה. פרטו את חישוביכם. חשבו את המסה של Fe (s) שהגיב. פרטו את חישוביכם. סטויכיומטריה במפעל כימי הצטברה תערובת של שלושה מוצקים: אבקת פלטינה, (s), Pt גבישי ליתיום ברומי,.S 8(s) ומעט אבקת גפרית,, LiBr (s).5 בפלטינה משתמשים כזרז, ובתמיסת LiBr משתמשים במערכות קירור. במעבדת המפעל מפתחים שיטה להפרדה בין שלושת המוצקים. במהלך הפיתוח של שיטת ההפרדה ביצעו את הניסוי הבא: מן התערובת של שלושת המוצקים לקחו דגימה של 100 גרם. בשלב הראשון של הניסוי הוסיפו מים מזוקקים לדגימה. מבין שלושת המוצקים רק (s) LiBr התמוסס במים. הפרידו בין התמיסה למוצקים הנותרים באמצעות סינון. התקבלו 800 מיליליטר תמיסה. א. נסחו את תהליך ההמסה במים של. LiBr (s) ב. לקביעת הריכוז של תמיסת, LiBr הגיבו 0 מיליליטר מתמיסה זו עם תמיסת כסף חנקתי, ¾¾ (s) Ag Br AgBr לפניכם ניסוח נטו של התגובה שהתרחשה:. AgN 3 לתגובה מלאה נדרשו 5 מיליליטר תמיסת 3 AgN בריכוז 0.5M. i חשבו את הריכוז של תמיסת. LiBr פרטו את חישוביכם. חשבו את המסה של (s) LiBr ב- 100 גרם של תערובת המוצקים. פרטו את חישוביכם.

361 בחינת בגרות תשס"ט, בשלב השני של הניסוי הפרידו בין אבקת הפלטינה, (s), Pt לבין אבקת הגפרית, (s)8 S. לשם כך הכניסו את תערובת האבקות לכלי סגור המכיל חמצן, (g), והציתו את התערובת. הגפרית הגיבה בשלמות עם (g), ונוצרה גפרית דו-חמצנית, (g).s כל הגז שהתקבל נאסף במזרק ונמדדו המסה והנפח שלו. ג. i נסחו ואזנו את התגובה שהתרחשה בשלב השני. S (g) המסה של שהתקבלה היא 4.1 גרם. חשבו את המסה של הגפרית שהגיבה. פרטו את חישוביכם. i חשבו את המסה של אבקת הפלטינה שהופרדה מהגפרית. פרטו את חישוביכם. S (g) ד. הנפח של שהתקבל היה 1.7 ליטר. אם ימדדו את נפח התוצר באותם תנאי לחץ אך בטמפרטורה גבוהה יותר, קבעו אם נפחו יהיה גדול מ- 1.7 ליטר, קטן מ- 1.7 ליטר או שווה ל- 1.7 ליטר. מבנה וקישור וחמצון-חיזור לפניכם נוסחאות של שתי מולקולות:. ו- N 4 כמו כן, נתונים ערכי אלקטרושליליות של אטומי מימן, חנקן וחמצן..6 N האטום האלקטרושליליות 3.5 א. רשמו נוסחת ייצוג אלקטרונית לכל אחת מהמולקולות.. - N 4 אורך הקשר N- הסבירו עובדה זו. ב. במולקולה גדול מאורך הקשר במולקולה ), ( גבוהה מטמפרטורת הרתיחה של ג. טמפרטורת הרתיחה של מימן על-חמצני, הידרזין, ). N 4( הסבירו עובדה זו.

362 36 בחינת בגרות תשס"ט, 009 N 4( ) N 4( ) ד. תערובת של ו- שני החומרים מגיבים ביניהם על-פי תגובה (1): משמשת כדלק נוזלי להנעת טילים הנושאים חלליות. (1) N + N ¾¾ 3N + 4 4( ) 4( ) (g) (g) קבעו את דרגת החמצון של אטומי החנקן במולקולות של ) N )4 ובמולקולות של. N 4( ) מהו המחמצן ומהו המחזר בתגובה (1)? נמקו. i N 4( ) בתנאים מתאימים. N 4( ) () 3N ¾¾ 4N + N 4( ) 3(g) (g) ה. ) N 4( עשוי לשמש כדלק להנעת טילים גם ללא מתפרק על-פי תגובה (): ההיגדים i, i, שלפניכם מתייחסים לתגובה (). קבעו עבור כל אחד מההיגדים, אם הוא נכון או לא נכון. נמקו כל קביעה. ) N )4 הוא גם מחמצן וגם מחזר. i. N 4( ) אמוניה, (g)3, N היא תוצר החמצון של הידרזין, כאשר 3 מול ) N 4( מגיבים, עוברים 4 מול אלקטרונים. i

363 בחינת בגרות תשס"ט, שומנים ושמנים שמן ארגן מוכר כשמן מרוקאי לטיפוח השיער. השמן מופק מזרעיו של עץ הארגן הגדל רק במרוקו. בטבלה שלפניכם מוצגים נתונים על ההרכב של שמן ארגן ושמן זית: חומצת שומן נוסחת רישום מקוצרת אחוז ממוצע של חומצת שומן של חומצת שומן בשמן ארגן בשמן זית.7 14% 1% 16 : 0 פלמיטית 3% 6% 18 : 0 סטארית 69% 4.8% 18 :19, cis אולאית 1% 36.8% לינולאית 18: 6, cis, cis 1.5% 0.5% 18:3 לינולנית 3,cis,cis,cis i i א. מיינו את חומצות השומן שבטבלה לשלוש קבוצות: רוויות, חד לא-רוויות ורב לא-רוויות. היעזרו בנתונים שבטבלה והסבירו מדוע שמן ארגן ושמן זית הם שמנים ולא שומנים. נמקו. לאיזו משתי חומצות השומן - אולאית או לינולנית - טמפרטורת ההיתוך נמוכה יותר? נמקו. ב. לפניכם נוסחת מבנה מקוצרת של טריגליצריד A, המכיל שלוש חומצות שומן שונות. בשרשרת מסמל את סידור אטומי המימן סביב הקשר הכפול במבנה ציס. הסימן i רשמו נוסחאות מבנה מקוצרות של חומצות השומן המתקבלות בתהליך ההידרוליזה של הטריגליצריד A. היעזרו בנתונים שבטבלה וציינו את השמות של חומצות השומן שהטריגליצריד A מכיל. ג. נסחו את התגובה לקבלת חומצה סטארית מחומצה אולאית, בעזרת נוסחאות מבנה מקוצרות.

364 364 בחינת בגרות תשס"ט, 009 ד. בחברה לקוסמטיקה פותחה מסכה לשיער שהמרכיב העיקרי שלה הוא שמן ארגן. אחד מהמרכיבים הנוספים הוא טריגליצריד שניתך בטמפרטורה גבוהה מטמפרטורת החדר. i קבעו איזה מבין שלושת הטריגליצרידים שלפניכם הוא המתאים ביותר לשמש מרכיב נוסף במסכה. נמקו את תשובתכם. טרילינולנין טריסטארין טריקפרילין הסבירו מדוע לטריגליצריד שבחרתם טמפרטורת ההיתוך גבוהה מטמפרטורת ההיתוך של כל אחד משני הטריגליצרידים האחרים. ה. ויטמין E הוא נוגד חמצון (אנטיאוקסידנט) המצוי בשמן ארגן. ויטמין E מנטרל את פעולתם המזיקה לשיער של רדיקלים חופשיים המצויים בסביבתנו. לפניכם נוסחת המבנה של ויטמין E: ויטמין E הסבירו מהו עקרון הפעולה המאפשר לויטמין E להגן על השיער מפני רדיקלים חופשיים.

365 בחינת בגרות תשס"ט, פתרונות שאלה 1 ו ה ד ג ב א א. 1. a b c d הלוגן טור 1 טור 8 טור 7 טור 6 הרדיוס של אטום מושפע מחוזק כוחות המשיכה שפועלים בין הגרעין לאלקטרונים. כוח זה תלוי ב: I מספר רמות האנרגיהבהן מסודרים האלקטרונים; II מטען גרעיני. האלקטרונים בשלושת האטומים c b, a, מסודרים באותן רמות אנרגיה, כי היסודות נמצאים באותו מחזור במערכה המחזורית. לאטום d מספר גדול יותר של רמות אנרגיה, ולכן אטום זה הוא בעל הרדיוס הגדול ביותר. תשובות שגויות. לאטום a המספר האטומי הקטן ביותר, ולכן מספר האלקטרונים הקטן ביותר. מספר אלקטרוני הערכיות לא משפיע על רדיוס האטום. ל- d מספר אלקטרוני הערכיות הקטן ביותר. אלקטרוני הערכיות של c b, a, נמצאים באותה רמת אנרגיה, ואלקטרוני הערכיות של d נמצאים ברמת אנרגיה גבוהה יותר..3.4

366 366 בחינת בגרות תשס"ט, 009 ב. 4. בתמיסה של חומר יוני נמצאים יונים חיוביים ויונים שליליים, מוקפים במולקולות מים. בין היונים למולקולות המים פועלים כוחות משיכה: בין יוני K + מולקולות המים (אטומי החמצן של מולקולות המים מכוונים אל יוני הקוטב החיובי של מולקולות המים לבין הקוטב השלילי של לבין + K ( ובין יוני -.( (אטומי המימן של מולקולות המים מכוונים אל יוני - איור IV נכון, כי הוא מציג יונים ניידים מוקפים על ידי מולקולות מים, בין היונים למים קיימים כוחות משיכה. תשובות שגויות איור I לא נכון, כי בין יונים בעלי אותו מטען חשמלי פועלים כוחות דחייה. 1. איור II לא נכון, כי בתמיסה מימית אין קשר יוני בין היונים.. איור III לא נכון, כי בין יוני לבין הקוטב השלילי של המים פועלים כוחות דחייה, -.3 יוני ובין + K לבין הקוטב החיובי של המים פועלים כוחות דחייה. דרגת החמצון של אטום שווה למטען החלקי שיש לאטום בקשר קוולנטי º N ג... + בקשר - נוצר מטען חלקי שלילי על אטום הפחמן. º נוצר מטען חלקי חיובי על אטום הפחמן. בקשר N סך כל המטען החלקי שעל אטום הפחמן הוא ולכן דרגת החמצון היא תשובות שגויות קשר 1. הוא º הוא קשר משולש ולא בודד, ולכן המטען החלקי שנוצר על אטום הפחמן בקשר זה N. ולא 3.3 במולקולות N יש דו-קוטב קבוע, כי המולקולה אינה סימטרית..4 בין מולקולות במידה מספקת. ) N( אין קשרי מימן, כי אין אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים

367 בחינת בגרות תשס"ט, ד. 3. N 3(g) (g) כלי - I כלי - II מספר מולקולות = 0.5mol מספר מול מולקולות = 1mol 4 0.5mol = mol מספר מול אטומים 1mol = mol בשני הכלים יש מול אטומים. תשובות שגויות. 1, מספר המולים של הגז בכלי I גדול פי ממספר המולים של הגז בכלי.II 4. מספר האטומים בשני הכלים שווה. +e - F + ¾¾ F + (g) ( ) (g) e - ה.. אטומי החמצן במולקולות F ירדו בדרגת החמצון - קיבלו אלקטרונים, ולכן הם המחמצן. תשובות שגויות 4. 1, אטומי F ואטומי לא עוברים חמצון או חיזור, כי דרגת החמצון שלהם לא משתנה. אטומי במולקולות ) ( עלו בדרגת החמצון, ולכן עברו חמצון..3 ו. 3. בין המולקולות של שתי חומצות השומן פועלות אינטראקציות מסוג קשרי מימן וון-דר-ולס. אין הבדל בחוזק קשרי המימן, ולכן ההבדל בחוזק האינטראקציות נובע מאינטראקציות ון-דר-ולס. לשתי המולקולות ענן אלקטרונים זהה בגודלו. לכן ההבדל בחוזק כוחות ון-דר-ולס נובע מצפיפות האריזה. האינטראקציות בין המולקולות של חומצת שומן I חזקות יותר מאשר האינטראקציות בין מולקולות חומצת שומן,II כלומר המולקולות פרושות יותר. האריזה של המולקולות צפופה יותר ואינטראקציות ון-דר-ולס חזקות יותר.

368 368 בחינת בגרות תשס"ט, 009 כאשר הקשר הכפול במולקולת שומן הוא בעמדת טרנס, המולקולה פרושה יותר ממולקולה בה הקשר הוא בעמדת ציס. תשובות שגויות 4. 1, ככל שחומצת שומן פחות רוויה, יש למולקולות שלה יותר קשרים כפולים. האריזה של המולקולות פחות צפופה, ואינטראקציות ון-דר-ולס חלשות יותר.. המוקדים ליצירת קשרי מימן נמצאים רק בקבוצה הקרבוקסילית,,- במולקולת חומצת השומן. לכל חומצות השומן קבוצה קרבוקסילית אחת ולכן מספר שווה של מוקדים ליצירת קשרי מימן.

369 ב* בחינת בגרות תשס"ט, שאלה Br. Br Br - (g) א. i מגיב עם יוני ליצירת הינו חומר מחטא יעיל יותר מ- ולכן אין צורך להוסיף (g), כי יש מספיק חומר חיטוי במאגר. הגרף המתאר נכון את ריכוז יוני.III כתלות בשטח המכוסה בכדורים הוא גרף Br3 - ככל ששטח המאגר מכוסה יותר, היכולת של קרינת השמש לחדור קטנה יותר, וריכוז יוני - Br3 שנוצר קטן יותר. Br מ- Br3 - התגובה ליצירת מתרחשת בהשפעת קרינת השמש. קרינת השמש מספקת אנרגיה למולקולות. Br כאשר המאגר אינו מכוסה, למולקולות רבות יותר של Br יש אנרגיה גבוהה מאנרגיית השפעול של התגובה ליצירת - Br3, וקצב התגובה גדל. כאשר המאגר מכוסה בכדורים, פחות אנרגיית שמש חודרת למי המאגר, וקצב התגובה ליצירת - Br3 קטן בצורה משמעותית. היגד a הוא ההיגד הנכון. קרינת השמש מספקת אנרגיה קינטית למולקולות המגיבים. המולקולות נעות מהר יותר, יש יותר התנגשויות והסיכוי להתנגשויות פוריות גדול יותר. כמו כן לחלק גדול יותר מן המולקולות אנרגיה גבוהה מאנרגיית השפעול, וקצב התגובה יעלה. היגד b אינו נכון. אנרגיית השפעול קבועה לתהליך ואינה משתנה כאשר מוסיפים אנרגיה למערכת. יוני בחודשי החורף הקרינה המגיעה מן השמש חלשה יותר. המולקולות מקבלות פחות אנרגיה מן השמש. המולקולות נעות לאט יותר ויש פחות התנגשויות פוריות. לפחות מולקולות יש אנרגיה גבוהה מאנרגיית השפעול של התגובה, ולכן התגובה מתרחשת בקצב אטי יותר ונוצרים פחות +e -. Br3 - + ¾¾ ( ) ¾ Br Br Br i i. ג. -e -. אטומי Br במולקולות Br נמצאים 0 לאטומי Br במולקולות Br דרגת חמצון Br בדרגת חמצון. יש עלייה בדרגת החמצון של אטומי Br ב- Br ולכן הוא +1 תוצר חמצון.

370 370 בחינת בגרות תשס"ט, 009 Br Br Br Br דרגת החמצון המקסימלית של Br היא דרגת החמצון המינימלית של Br היא חלקיק עשוי לשמש כמחמצן אם דרגת החמצון שלו יכולה לרדת. חלקיק עשוי לשמש כמחזר אם דרגת החמצון שלו יכולה לעלות. - Br יכולים לשמש רק כמחזרים, כי דרגת החמצון שלהם מינימלית. Br ו- - Br, דרגת חמצון שאינה מינימלית או V = 0, 000, 000 liter n = 0 mol n = = = = 10 M V 0, 000, 000 1, 000, , Br ד. יוני לאטומי ברום בחלקיקים האחרים, מקסימלית, ולכן הם יכולים לשמש גם כמחזר וגם כמחמצן. i M ריכוז יוני Br - במאגר לפני הוספת הכלור הוא (g) ¾¾ + Br Br : 1 : : 1 0mol 110mol 71gr/mol 7810gr יחס מולים מספר מולים (n) מסה מולרית ) W (M מסה (m) ה. מסת הכלור הדרושה לתגובה היא 7810 גרם (g) ¾¾ 3 + (g) Br 3 Br 3 לא כל אטומי החמצן שבמגיבים מעורבים בתהליך חמצון-חיזור. חלקם נשארים בדרגת חמצון. Br3 - ב-( aq ) Br - אפס. לא נכון, דרגת החמצון של אטומי החמצן משתנה מ- 3(g) 0 - ל- ב- נכון, דרגת החמצון של אטומי Br ביונים הנתונים עלתה מ- מסרו אלקטרונים והם המחזר בתגובה. ל ולכן יוני -6e - + e - 3.a.b i

371 בחינת בגרות תשס"ט, מולקולרי רגעי ון-דר-ולס 34 חומר סוג דו-קוטב אינטראקציות גודל ענן אלקטרונים מולקולרי רגעי ון-דר-ולס 4 למולקולות ענן אלקטרונים גדול יותר ולכן ייווצרו דו-קטבים רגעיים חזקים יותר. אינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות חזקות יותר מאשר בין מולקולות, 3 ולכן דרושה אנרגיה גדולה יותר לפירוק הכוחות בין מולקולות כלור, מה שמתבטא בטמפרטורת רתיחה גבוהה מטמפרטורת הרתיחה של אוזון. שאלה 3 א. i איור II הוא תיאור סכמתי נכון של קשר מימני, העשוי להיווצר בין מולקולה של חומצה צינאמית לבין מולקולה של מים. קשרי מימן נוצרים בין אטום מימן "חשוף" מאלקטרונים, הקשור בקשר קוולנטי לאטום בעל אלקטרושליליות גבוהה, במולקולה אחת, לבין זוג אלקטרונים לא-קושר של אטום בעל אלקטרושליליות גבוהה במולקולה אחרת, בתנאים אלו תתקיים התאמה מרחבית בין המולקולות כך ששלושת האטומים שמשתתפים בקשר נמצאים על קו ישר אחד. תנאים אלה הם תנאים אופטימליים ליצירת קשרי מימן חזקים. איור I לא מתאים, כי אטום המימן "החשוף" מאלקטרונים במולקולת המים לא נמצא בקו ישר (זווית 180) עם אטום החמצן אליו הוא קשור בקשר קוולנטי ועם אטום החמצן במולקולת חומצה צינאמית. במצב זה קשרי המימן פחות חזקים. בין מולקולות חומצה צינאמית יכולים להיווצר קשרי מימן ואינטראקציות ון-דר-ולס. למולקולות חומצה צינאמית חלק הידרופובי גדול יחסית לחלק ההידרופילי, לכן אינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות החומצה הצינאמית חזקות מאוד ביחס לקשרי המימן המעטים שיכולים להיווצר עם מולקולות מים. זו הסיבה שמסיסות החומצה הצינאמית במים נמוכה.

372 37 בחינת בגרות תשס"ט, 009 ב. i ייצוג מלא של נוסחת המבנה של דו-אתיל אתר: נוסחה מולקולרית: 4 10 ( ) 9 8 (s) ¾¾¾¾ 9 8 ( ) 4 10 ( ) i ג. קשר - חזק מקשר - ולכן תידרש אנרגיה רבה יותר לפירוק הקשר. חוזק קשר תלוי בעוצמת המשיכה החשמלית שפועלת בין אלקטרוני הקשר לגרעיני האטומים הקשורים ובעוצמת המשיכה החשמלית שפועלת בין דו-קטבים מנוגדים שנוצרים על האטומים בקשר קוולנטי קוטבי. בקשר - אלקטרוני הקשר נמשכים חזק יותר, כי הם קרובים יותר לגרעין אטום החמצן, מפני שלאטום החמצן מטען גרעיני גדול יותר, ולכן על-פי חוק קולון בין אלקטרוני הקשר לגרעיני האטומים יפעלו כוחות משיכה חזקים יותר. בנוסף לכך, קשר - הוא קשר קוולנטי קוטבי (יש פער באלקטרושליליות בין אטומי פחמן וחמצן) וקשר - הוא קשר טהור (אין פער באלקטרושליליות). בקשר קוטבי יש על האטומים מטענים חלקיים מנוגדים, מה שגורם לכוח משיכה נוסף בין האטומים הקשורים. ככל שכוחות המשיכה חזקים ורבים יותר, כך הקשר חזק יותר ודרושה יותר אנרגיה לפירוקו. ד. i תיאור החומר N4N3(s) ברמה מיקרוסקופית - חומר יוני, בנוי מיוני N 4 N3 ויוני + - שקשורים ביניהם בקשרים יוניים בצבר ענק. כל יון מוקף על ידי יונים בעלי מטען חשמלי מנוגד ויש ביניהם כוחות משיכה חשמליים. בהמסה במים מתנתקים קשרים בין היונים וקשרי מימן בין מולקולות המים ונוצרים כוחות משיכה בין היונים לקטבים המנוגדים של מולקולות המים. הטעויות הן: N4N3(s).1 הוא חומר יוני, ולכן אינו בנוי ממולקולות אלא מיונים חיוביים,, N 4 +. N3 המוקפים ביונים שליליים, -. אין מולקולות ואין קשרי מימן בין המולקולות. קיימת משיכה חשמלית בין יונים חיוביים.3 לבין יונים שליליים. בסיום ההמסה לא נוצרים קשרי מימן בין מולקולות אמוניום חנקתי למולקולות המים. נוצרת משיכה חשמלית בין היונים למולקולות המים המקיפות אותם (s) 4 3 ( ) N N ¾¾¾ N + N

373 בחינת בגרות תשס"ט, שאלה 4 א. סדר היונים לפי הכושר היחסי לחמצן: < < < < a Zn Fe u Ag. a > Fe > Ag (s) (s) (s) ב. i נתון הכושר היחסי לחזר של המתכות הבאות: Fe (s) המתכת. AgN 3 התרחשה תגובה בין (s) Fe לבין תמיסת היא מחזרת טובה Ag Fe, לכן יוני ויוני Ag + מחמצנים טובים יותר מיוני יותר מ- Ag (s) ימשכו אלקטרונים מ- (s) Fe ותתרחש תגובת חמצון-חיזור. i, (s) ¾¾ (s) + 3Ag Fe 3Ag Fe 3 : 1 : 3 : 1.8gr 55.85gr/mol 0.05mol יחס מולים מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) (s) 3+ - Fe ¾¾ Fe + 3e 1 : 1 : 3 יחס מולים 0.05mol ¾¾ 0.15mol מספר מולים (n) 0.15 מול אלקטרונים עברו בתגובה. ג. יש להשתמש בכלים העשויים נחושת, (s). u על מנת לשמור את שתי התמיסות יש לבחור כלי עשוי ממתכת שלא תגיב עם יוני המתכות שבשתי התמיסות. לכן יש לבחור מתכת שהיא מחזרת גרועה ביחס לאבץ, (s), Zn כי כושרו היחסי של אבץ לחזר גבוה מזה של הנחושת. לכן לא תתרחש. u (s) Zn + תגובת חמצון-חיזור בין יוני ל-. u (s) + u, לא יגיבו עם המתכת נחושת, יוני נחושת,

374 374 בחינת בגרות תשס"ט, e - =+ e (s) + ¾¾ Fe Fe 3Fe ד.,, מחזר בתגובה הנתונה, כי דרגת החמצון של אטומי Fe עולה מ- מוסר אלקטרונים. ל- Fe (s) Fe (s) 3 + Fe מחמצן בתגובה הנתונה, כי דרגת החמצון של יוני הברזל יורדת מ ל e - 1=-e Fe מקבל אלקטרונים. 3 : Fe + ה. i תמיסה מימית שמכילה יוני V= 0.1liter = 0.5M n = V = = 0.05 mol 3+ + (s) + ¾¾ Fe Fe 3Fe 1 : : mol 0.075mol 0.1 liter 0.75M יחס מולים מספר מולים (n) נפח התמיסה (V) ריכוז התמיסה () Fe + ריכוז יוני בתמיסה בתום התגובה הוא 0.75M (s) + ¾¾ Fe Fe 3Fe 1 : : mol 0.05mol 55.85gr/mol 1.4gr יחס מולים מספר מולים (n) מסה מולרית ) W (M מסה (m) מסת (s) Fe שהגיב היא 1.4 גרם.

375 בחינת בגרות תשס"ט, שאלה (s) ¾¾¾ + ( ) LiBr Li Br AgN 3 : V = 0.05liter = 0.5M i א. ב (s) ¾¾¾ + 3 ( ) AgN Ag N 1 : 1 : 1 0.5M 0.05liter 0.015mol 0.015mol יחס מולים ריכוז התמיסה () נפח התמיסה (V) מספר מולים (n) ¾¾ (s) Ag Br AgBr 1 : 1 : mol 0.015mol יחס מולים מספר מולים (n) + - (s) ¾¾¾ + ( ) LiBr Li Br 1 : 1 : mol ¾ 0.015mol 0.0 liter 0.65M יחס מולים מספר מולים (n) נפח התמיסה (V) ריכוז התמיסה () ריכוז תמיסת LiBr הוא 0.65M. n = V = = 0.5 mol מספר המולים של (s) LiBr ב- 800 מיליליטר תמיסה: m = MW n = = 43.5gr מסת (s) LiBr בתוך 100 גרם תערובת מוצק: מסת (s) LiBr בתוך 100 גרם מדגם היא 43.5 גרם.

376 376 בחינת בגרות תשס"ט, 009 S8(s) + 8(g) ¾¾ 8S(g) i ג. S8(s) + 8(g) ¾¾ 8S(g) 1 : 8 : 8 יחס מולים.05gr 56gr/mol 0.008mol 4.1gr 64gr/mol ¾ 0.064mol מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) מסת הגפרית במדגם היא.05 גרם. m(pt) = = 54.45gr i מסת המדגם = מסת ליתיום ברומי + מסת גפרית + מסת פלטינה. מסת הפלטינה במדגם היא גרם. ד. נפח הגז תלוי במספר המולים של הגז, בלחץ הגז ובטמפרטורה. בלחץ קבוע, כאשר הטמפרטורה עולה הנפח גדל. נפח (g) S יהיה גדול מ- 1.7 ליטר.

377 בחינת בגרות תשס"ט, שאלה 6 N N א. ב. - r אורך הקשר הקוולנטי, הוא המרחק בין הגרעינים של האטומים הקשורים, והוא תלוי בחוזק כוחות המשיכה שפועלים בין האטומים. כוחות אלה נובעים ממשיכה חשמלית בין אלקטרוני הקשר לגרעינים ובין דו-קטבים מנוגדים הנוצרים בקשר קוולנטי קוטבי. בקשר, N- בין אלקטרוני הקשר לגרעין אטום החנקן פועלים כוחות משיכה חלשים יותר מאלו שפועלים בין אלקטרוני הקשר לגרעין אטום החמצן (לאטום חמצן מטען גרעיני גדול יותר). בנוסף לכך, הקשר N- קוטבי פחות מהקשר, - כי פער האלקטרושליליות בין האטומים קטן ג. יותר. כתוצאה מכך על האטומים הקשורים יש מטען חלקי יחסי קטן יותר וכוחות משיכה חלשים יותר. לפי חוק קולון, ככל שכוחות המשיכה חלשים יותר, המרחק בין המטענים החשמליים גדול יותר. שני החומרים, ) ( ו-(, N 4( הם חומרים מולקולריים. בין המולקולות של שני החומרים קיימות אינטראקציות מסוג קשרי מימן וון-דר-ולס. אין הבדל בחוזק כוחות ון-דר-ולס, כי גודל ענן האלקטרונים של שתי המולקולות זהה. אין הבדל במספר המוקדים ליצירת קשרי מימן. בין מולקולות ) ) פועלים קשרי מימן חזקים יותר, כי אטום מימן שקשור לאטום חמצן בקשר קוולנטי, "חשוף" יותר מאלקטרונים (בגלל שהאלקטרושליליות של אטום גבוהה מהאלקטרושליליות של אטום N ובעל מטען חלקי חיובי גדול יותר). ככל שאטום המימן "חשוף" יותר מאלקטרונים, כך כוחות המשיכה בינו לבין זוג האלקטרונים של אטום בעל אלקטרושליליות גבוהה ממולקולה שנייה יהיו חזקים יותר, ותידרש יותר אנרגיה לפירוקם, מה שיתבטא בטמפרטורת רתיחה גבוהה יותר. r N + N ¾¾ 3N + 4 4( ) 4( ) (g) ( ) ד. i, N 4( ) מחזר, כי דרגת החמצון של אטומי חנקן עולה מ-, ל- N 4( ) N 4( ) N 4( ) מסר אלקטרונים בתגובה (1). מחמצן, כי דרגת החמצון של אטומי החנקן יורדת מ- מקבל אלקטרונים בתגובה (1) ל-

378 378 בחינת בגרות תשס"ט, 009 ה. (חמצון) -e - מחמצן-מחזר תוצר החמצון תוצר החיזור 3N4( ) ¾¾ 4N3(g) + N(g) e - (חיזור) 4 N (g) היגד נכון, כי דרגת החמצון של חלק מאטומי N ב-( N )4 יורדת ליצירת ודרגת i. N 3(g) החמצון של חלק מאטומי N ב-( N )4 עולה ליצירת היגד לא נכון, (g)3 N הוא תוצר החיזור של הידרזין. דרגת החמצון של אטומי חנקן יורדת. נוצר כאשר ) N 4( קיבל אלקטרונים. N 3(g),, היגד נכון, כאשר 3 מול ) N )4 מגיבים, עוברים 4 מול אלקטרונים. בתהליך החיזור: 4 מול אטומי חנקן עוברים מדרגת חמצון לדרגת חמצון לכן התקבלו 4 מול אלקטרונים מהמחזר. בתהליך החמצון: מול אטומי חנקן עוברים מדרגת חמצון לדרגת חמצון לכן 4 מול אלקטרונים נמסרו למחמצן. מכאן: 4 מול אלקטרונים עברו בתגובה מן המחזר אל המחמצן i שאלה 7 א. i חומצות שומן רוויות - פלמיטית וסטארית; חומצת שומן חד לא-רוויה - אולאית; חומצות שומן רב לא-רוויות - לינולאית ולינולנית. לשמנים מצב צבירה נוזל בטמפרטורת החדר. לשומנים מצב צבירה מוצק בטמפרטורת החדר. שמן הארגן ושמן הזית נמצאים במצב צבירה נוזל, כלומר טמפרטורת ההיתוך שלהם נמוכה מ-, 5 מה שמצביע על כוחות משיכה חלשים יחסית בין המולקולות. שמנים אלה מכילים את אחוז חומצות השומן החד לא-רוויות והרב לא-רוויות הגדול ביותר. כאשר יש כמות גדולה של מולקולות בעלות קשרים כפולים בעמדה ציס, המולקולות בעלות מבנה פחות פרוש, האריזה שלהן אינה צפופה ואינטראקציות ון-דר-ולס בין המולקולות חלשות, לכן טמפרטורת ההיתוך של שמנים אלה נמוכה והם נוזלים בטמפרטורת החדר.

379 בחינת בגרות תשס"ט, למולקולה של חומצה לינולנית יש יותר קשרים כפולים בעמדה ציס מאשר למולקולה של חומצה אולאית. ככל שיש יותר קשרים כפולים, המולקולות פרושות פחות. מסיבה זו המולקולות של חומצה לינולנית ארוזות באריזה פחות צפופה, אינטראקציות ון-דר-ולס בין המולקולות חלשות יותר, ולכן תידרש פחות אנרגיה לפירוק הקשרים בין מולקולות חומצה לינולנית, מה שיתבטא בטמפרטורת היתוך נמוכה יותר. i ב.,i בהידרוליזה של 1 מול טריגליצריד A יתקבלו 1 מול גליצרול ו- 3 מול חומצות שומן. חומצות השומן שיתקבלו הן: חומצה פלמיטית: 16 : 0 חומצה אולאית: 18 :19, cis חומצה לינולנית: 18:33,cis,cis,cis ג. (g) Ni (s) + ¾¾¾ חומצה סטארית חומצה אולאית ד. i מסכה לשיער היא תערובת מוצקה. המרכיב העיקרי שלה, שמן ארגן, הוא נוזל בטמפרטורת החדר. לכן הטריגליצריד שמתאים ביותר לשימוש כמרכיב נוסף במסכה חייב להיות מוצק. הטריגליצריד המתאים ביותר לשימוש במסכה הוא טריסטארין. כל שיירי חומצות השומן בטריסטארין רוויים ולכן המולקולות בעלות מבנה פרוש, האריזה של המולקולות צפופה, אינטראקציות ון-דר-ולס חזקות וטמפרטורת ההיתוך גבוהה. לכן טריסטארין הוא מוצק בטמפרטורת החדר.

380 380 בחינת בגרות תשס"ט, 009 לטריסטארין שיירים פחמימניים המכילים 18 אטומי פחמן ואין בשיירים אלו קשרים כפולים, לכן המבנה של מולקולות טריסטארין מאפשר אריזה צפופה. אינטראקציות ון-דר-ולס בין המולקולות של טריסטארין הן החזקות ביותר, וטמפרטורת ההיתוך שלו היא הגבוהה מבין שלושת הטריגליצרידים. לחומצה לינולנית טמפרטורת היתוך נמוכה יותר כי בין מולקולות חומצה לינולנית אינטראקציות ון-דר-ולס חלשות יותר. לשיירי חומצות השומן במולקולת טרילינולנין יש הרבה קשרים כפולים בעמדת ציס. המולקולות יותר כפופות, פחות פרושות. האריזה של מולקולות הטריגליצריד אינה צפופה, ולכן אינטראקציות ון-דר-ולס חלשות וטמפרטורת ההיתוך נמוכה משל טריסטארין. השיירים של חומצת השומן טריקפרילין מכילים רק 8 אטומי פחמן. ענן האלקטרונים קטן יותר, ולכן הדו-קטבים הרגעיים חלשים יותר. אינטראקציות ון-דר-ולס חלשות יותר, וטמפרטורת ההיתוך נמוכה משל טריסטארין. ה. הרדיקלים החופשיים הם מחמצנים טובים ומושכים אלקטרונים בקלות מחומרים אחרים. נוגדי החמצון הם מחזרים טובים, ולכן מגיבים עם רדיקלים חופשיים בתגובת חמצון-חיזור. ויטמין E הוא נוגד חמצון, ולכן הוא מחזר טוב יותר מהחומרים שבשיער, עליהם הוא נועד להגן. ויטמין E מגיב עם הרדיקלים החופשיים המצויים בסביבתו, מוסר להם אלקטרונים ומונע מחומרים שנמצאים בשיער לעבור חמצון. כך מגן ויטמין E על השיער מההשפעה המזיקה של הרדיקלים החופשיים.

381 בחינת בגרות תש"ע, בחינת בגרות תש"ע, כל הזכויות שמורות לפיקוח על הוראת הכימיה - משרד החינוך השאלות פרק ראשון - חובה (40 נקודות) ענו על שתי השאלות 1 ו- (לכל שאלה - 0 נקודות). ענו על כל הסעיפים א-ח בגיליון התשובות המצורף (לכל סעיף -.5 נקודות). בכל סעיף הקיפו במעגל את הספרה המציינת את התשובה הנכונה..1 לפני שתענו, קראו את כל התשובות המוצגות. א. בטבלה שלפניכם מוצגים נתונים על חמישה אטומים שסומנו באופן שרירותי באותיות.g,f,c,b,a האטום A B F G מספר אטומי מספר מסה מהי הקביעה הנכונה? אנרגיית היינון הראשונה של אטום a היא הנמוכה ביותר. האטומים b ו- c הם איזוטופים. המטען הגרעיני של אטום f קטן מהמטען הגרעיני של אטום g. לאטומים f ו- g יש אותו רדיוס

382 38 בחינת בגרות תש"ע, 010 ב. בטבלה שלפניכם מוצג מידע על ארבע מולקולות. BF 3 NF 3 F 4 F המולקולה המבנה המרחבי של המולקולה קווית טטראהדר פירמידה משולשת מישורית משולשת לאיזו/לאילו מבין המולקולות הנתונות יש דו-קוטב קבוע? ל- NF 3 1. בלבד. BF 3 ו- ל- NF 3 בלבד...3 ל- BF 3, NF 3 ו- F בלבד. 4. לכל ארבע המולקולות. ג. רופאים ממליצים להגביל את הצריכה של מלח בישול, (s), Na לכן מייצרים מוצר המכיל. K (s) בנוסף ל- Na (s) גם אשלגן כלורי, 100 גרם של מוצר מכילים 49 גרם (s), Na 49 גרם (s) K ותוספות שונות. מהי הקביעה הנכונה? 100 גרם של מוצר מכילים 4.5 גרם יוני נתרן, + Na, בקירוב ו- 4.5 גרם יוני אשלגן, + K, בקירוב..1 + Na, בקירוב ו- 6 גרם יוני אשלגן,, K גרם של מוצר מכילים 19 גרם יוני נתרן, בקירוב.. -, בקירוב. -, בקירוב. 100 גרם של מוצר מכילים 49 גרם יוני כלור, 100 גרם של מוצר מכילים 98 גרם יוני כלור,.3.4

383 בחינת בגרות תש"ע, ד. לפניכם תגובת חמצון-חיזור: מהי הקביעה הנכונה בנוגע לאלקטרונים שעוברים במהלך תגובה זו? N 4(g) N (g) 3N (g) ( ) האלקטרונים עוברים מאטומי החמצן שבמולקולות (g) N אל אטומי המימן.1 שבמולקולות 4(g). N האלקטרונים עוברים מאטומי המימן שבמולקולות (g)4 N אל אטומי החמצן. שבמולקולות (g). N האלקטרונים עוברים מאטומי החנקן שבמולקולות (g)4 N אל אטומי החנקן.3 שבמולקולות (g). N האלקטרונים עוברים מאטומי החנקן שבמולקולות (g) N אל אטומי החנקן.4 שבמולקולות 4(g). N ה. כשממיסים מימן פלואורי, (g), F במים מתקבלת תמיסה של חומצת מימן פלואורי,. F חומצה זו חלשה והיא מגיבה עם זכוכית, לכן אפשר בעזרתה לצייר על זכוכית. מהי הקביעה הנכונה בנוגע לחלקיקים הנמצאים בתמיסת F (בנוסף למולקולות המים)?. F ואין בה מולקולות, F - ויוני בתמיסה יש יוני. F וכמות קטנה של מולקולות, F - ויוני 3 +. בתמיסה יש בעיקר יוני. F - בתמיסה יש בעיקר מולקולות, F וכמויות קטנות של יוני 3 + ויוני.3. F - F וכמויות קטנות של מולקולות, 3 + בתמיסה יש בעיקר יוני ויוני.4

384 384 בחינת בגרות תש"ע, 010 ו. לפניכם נוסחאות של ארבעה יונים: S 3 - S - S3 - S4 - באילו מבין היונים עשויים אטומי הגפרית, S, להגיב הן כמחמצן והן כמחזר? S4 בלבד. - ביוני - S וביוני.1 S3 בלבד. - ביוני - S וביוני. S4 בלבד. - S3 בלבד. - S 3 וביוני - S 3 וביוני - ביוני ביוני.3.4 ז. לפניכם נוסחת היוורת של דו-סוכר A. מהי הקביעה הנכונה? בתמיסה מימית של דו-סוכר A לא מתרחשת מוטרוטציה. דו-סוכר A לא עובר הידרוליזה. הקשר הגליקוזידי במולקולה של דו-סוכר A הוא בין אטום 1- לבין אטום 4-. מולקולה של דו-סוכר A קיימת גם בצורת השרשרת הפתוחה שלו

385 בחינת בגרות תש"ע, ח. ויטמין (חומצה אסקורבית) הוא אנטיאוקסידנט. נתונה נוסחת מבנה של ויטמין. לפניכם ארבעה היגדים :IV - I ויטמין הוא מחמצן חזק. צריכה מוגזמת של ויטמין יכולה להעלות את החומציות בקיבה. ויטמין מגיב בתגובת חמצון-חיזור עם רדיקלים חופשיים. המסיסות של ויטמין במים נמוכה מאוד..I.II.III.IV מה הם ההיגדים הנכונים? היגדים I ו- II בלבד. היגדים II ו- III בלבד. היגדים III ו- IV בלבד. היגדים,II I, ו- III בלבד

386 386 בחינת בגרות תש"ע, 010 (g) ניתוח קטע ממאמר מדעי - חובה. קראו את הקטע שלפניכם, וענו על כל הסעיפים שאחריו. מה לסלמון באלסקה ולפליטת גז לאטמוספרה? דייגים באלסקה מדווחים על ירידה בשלל דגי הסלמון. חוקרים מאוניברסיטת אלסקה מצאו במי מפרץ אלסקה רכיכות וסרטני ים כמעט ללא שריון הנחוץ לקיומם. אחד מסוגי הרכיכות - "פרפר ים" - הוא מרכיב חשוב במזון של דגי סלמון. החוקרים סבורים שהידלדלות השריון של הרכיכות היא תוצאה של עלייה בחומציות של מי מפרץ אלסקה. כשליש מהפחמן הדו-חמצני,, (g) שנפלט לאטמוספרה בכל שנה, מתמוסס במי האוקיינוסים ונוצרת חומצה פחמתית, 3 (ראו תגובות (1) -.((3) (1) (g) () ( ) 3 (3) 3 ( ) 3 3 ליד חופי אלסקה העלייה בחומציות של מי האוקיינוס מהירה וגדולה יותר מאשר במקומות אחרים. הדבר נובע מתנאי האקלים הייחודיים, ביניהם הטמפרטורה הנמוכה של המים. ככל שטמפרטורת המים נמוכה יותר, המסיסות במים של (g) גדולה יותר. השריון של רכיכות ושל סרטני ים בנוי בעיקר מסידן פחמתי, (s)3, a המגיב עם החומצה על-פי תגובה (4): 3(s) 3 (g) ( ) (4) a a 3 התרחשות תגובה זו גורמת להרס השריון. החוקרים משערים שהפגיעה בשריון של הרכיכות מביאה לירידה בגודל האוכלוסייה שלהן, ולפיכך לצמצום במקורות המזון של דגי הסלמון. העלייה בחומציות של מי האוקיינוסים יכולה לגרום לתופעות נוספות כגון האטה בהתפתחות האלמוגים, שהשלד שלהם בנוי אף הוא מסידן פחמתי. שיתוף פעולה כלל עולמי בהקטנת הפליטה של העלייה בחומציות של מי האוקיינוסים. (g) לאטמוספרה יעזור גם במניעת (מעובד על-פי: (Jeremy Mathis, University of Alaska Fairbanks,

387 בחינת בגרות תש"ע, ענו על כל הסעיפים שלפניכם. א. איזה מהגרפים II - I שלפניכם, עשוי לתאר נכון, באופן סכמתי, את המגמה של שינוי ה- p של מי מפרץ אלסקה כתלות בכמות ה- (g) הנפלטת לאטמוספרה? נמקו את בחירתכם. p של מי האוקיינוס p של מי האוקיינוס I + a, שבתוצרים של תגובה (4) לבין מולקולות המים? ב. כמות (g) הנפלטת לאטמוספרה אילו כוחות פועלים בין יוני סידן, הסבירו. כמות (g) הנפלטת לאטמוספרה II ג. i התוצרים של תגובה (3) יכולים להגיב ביניהם. נסחו תגובה זו. ההתרחשות של תגובה (4) שבקטע וההתרחשות של התגובה שניסחתם בתת-סעיף ג i, עשויות למתן את העלייה בחומציות של מי האוקיינוסים. הסבירו מדוע. יש מדענים הטוענים שההתחממות של כדור הארץ (כולל מי האוקיינוסים) תמתן את העלייה בחומציות של מי האוקיינוסים שנובעת מהמסת הסבירו טענה זו על-פי הקטע.. (g) i 3 + ד. 5 מול של יוני הגיבו עם סידן פחמתי שבשריון סרטני הים, על-פי תגובה (4). חשבו את המסה של (s)3 a שהגיב בתגובה זו. פרטו את חישוביכם. i חשבו את הנפח של (g) שהתקבל בתגובה זו, בהנחה שנפח של מול גז בתנאים שבהם מתרחשת התגובה הוא 3.5 ליטר. פרטו את חישוביכם.

388 ל( 388 בחינת בגרות תש"ע, 010 ענו על שלוש מהשאלות 8-3 מבנה וקישור פרק שני (60 נקודות) כל שאלה - 0 נקודות). בתקופה של מלחמות נפוליאון במאה ה- 19 חיפשו בצרפת דרכים להפקת חומרי נפץ ממקורות זולים. באחד מהניסויים שפך כימאי חומצה גפרתית, ), S )4 על אפר של אצות ים. להפתעתו פרץ.3 מהאפר גז סגול שהתמצק במהירות. כך התגלה יסוד חדש - יוד,. I בניסוי זה הגיבה החומצה הגפרתית עם מלחי היוד שבאפר האצות (כגון אשלגן יודי, (s) ( KI ויוני יוד,. I עברו חמצון ליוד,, I - (g) א. i תארו ברמה מיקרוסקופית יוד במצב גז. תארו ברמה מיקרוסקופית אשלגן יודי במצב מוצק. ליוד ותרכובותיו שימושים רבים ברפואה. ב. תמיסה של יוד באתאנול, ), 5 ( משמשת לחיטוי פצעים. i נסחו את תהליך ההמסה של יוד באתאנול. ציינו את הכוחות הפועלים בין כל סוגי המולקולות הנמצאות בתמיסת יוד באתאנול. (s)3, I משמשת כחומר מחטא. ג. אבקת יודופורם, רשמו נוסחת ייצוג אלקטרונית למולקולת יודופורם. צורת המולקולה של יודופורם היא טטראהדר. קבעו אם במולקולה זו יש דו-קוטב קבוע. נמקו. i ד. יוד משמש לזיהוי אצטון, אצטון בנוכחות בסיס על-פי התגובה: ). 33( תמיסה מימית של יוד מגיבה עם תמיסה מימית של 3 3 3(s) 3 ( ) 3I 4 I 3I 3 בתגובה נוצר מוצק צהוב, יודופורם, (s)3. I הזיהוי של אצטון באמצעות תגובה זו מבוסס על מסיסות זניחה של יודופורם במים. הסבירו מדוע המסיסות של יודופורם במים זניחה. המסיסות של אצטון במים גבוהה. הסבירו מדוע. i

389 בחינת בגרות תש"ע, סטויכיומטריה 4. השאלה עוסקת בדשנים המופקים מאמוניה, (g)3. N המסיסות הגבוהה של דשנים אלה במים מאפשרת לצמחים לקלוט בקלות את החנקן החיוני להתפתחותם. S4 (N 4), מיוצרת בתגובה בין א. תמיסה מימית מרוכזת של הדשן אמוניום גפרתי, אמוניה, (g)3, N לבין תמיסה מימית מרוכזת של חומצה גפרתית, 4, S על-פי תגובה (1): במפעל ביצעו את תגובה (1) בשני מכלים. 3(g) (1) N S N S i במכל I הגיבו 00 ליטר של תמיסת 4 S בריכוז 0M. התגובה התרחשה עד תום. חשבו את המסה של (g)3 N שהגיבה. פרטו את חישוביכם. 4. S התגובה במכל II הגיבו ליטר 3(g) N עם כמות מספקת של תמיסת התרחשה עד תום. נפח של מול גז בתנאי התגובה הוא 6 ליטר. הנפח של תמיסת S4 (N 4) שהתקבלה היה 160 ליטר. N 4 + חשבו את הריכוז של יוני ושל יוני - S4 בתמיסה שהתקבלה. פרטו את חישוביכם.. N4N3 ב. הדשן אמוניום חנקתי משווק בתמיסה מימית, לחקלאי יש 30 ליטר של תמיסת N4N3 בריכוז 0.075M. i בחורף מומלץ להשתמש לדישון בתמיסה בריכוז 0.06M. איזו פעולה צריך החקלאי לבצע כדי להכין תמיסת דשן שתתאים לשימוש בחורף? מה יהיה הנפח של תמיסת הדשן שהחקלאי יכין, בהנחה שהוא ישתמש בכל תמיסת ה- N4N3 שברשותו? פרטו את חישוביכם.

390 390 בחינת בגרות תש"ע, 010 ג. אוראה, (, (N היא דשן שמיוצר בתגובה בין אמוניה, (s) (g)3, N ובין פחמן דו-חמצני, (g), על-פי תגובה :() () N3(g) (g) (N ) (s) ( ) ליטר (g)3 N הגיבו בשלמות על-פי תגובה (). קבעו מהו הנפח של (g) הדרוש לתגובה זו, אם שני הגזים נמצאים באותם תנאי לחץ i וטמפרטורה. נמקו. כמה מול ( (N התקבלו בתגובה זו, אם נפח של מול גז בתנאי התגובה הוא 5 (s) ליטר? פרטו את חישוביכם. החקלאים משתמשים בתמיסה מימית של אוראה, M בריכוז, (N ) i ( (N בריכוז M שמתקבלת מכמות האוראה מהו הנפח של תמיסת שחישבתם בתת-סעיף ג? פרטו את חישוביכם. ד. מכל אחד משלושת הדשנים: (, (N לקחו דגימה של (s), N4N3(s), (N 4) S4(s) 00 גרם. (1) () קבעו איזה משני ההיגדים (1) או () שלפניכם הוא הנכון. נמקו את קביעתכם. מספר המולים של אטומי חנקן, N, שווה בשלוש הדגימות. בדגימה של ( (N מספר המולים של אטומי חנקן, N, הוא הגדול ביותר. (s)

391 בחינת בגרות תש"ע, חמצון-חיזור וסטויכיומטריה.5 השאלה עוסקת ביסוד גפרית ובתרכובות שלו: מימן גפרי, בטבלה שלפניכם נתונים אחדים על גפרית. מצב צבירה בתנאי חדר טמפרטורת היתוך מספר אטומי סמל מסיסות במים (טובה/זניחה).S (g) וגפרית דו-חמצנית,, S (g) דרגת חמצון מרבית דרגת חמצון מזערית S א. העתיקו את הטבלה למחברותיכם, והשלימו בה את הנתונים החסרים. גפרית אפשר להפיק מ-( g ) S המצוי במאגרי גז טבעי. לפניכם ניסוח לא מאוזן של התגובה להפקת גפרית (תגובה (1)): (1) S(g) (g) (g) S8(s) i ב. אזנו את הניסוח של תגובה (1). חשבו את המסה של S 8(s) שבהם הנפח של מול גז הוא 49 ליטר. בנוכחות עודף של שמתקבלת מ ליטר (g) S על-פי תגובה,(1) בתנאים (g) מתרחשת תגובה (), שנוצר בה נתון: התגובות (1) ו- () מתרחשות באותם תנאים. קבעו אם המסה של למסה של בנוסף ל-.S 8(s) S (g) 1 (g) (g) (g) 8 8(s) (g) () S S S S 8(s) המתקבלת מ ליטר (g), S על-פי תגובה,() שווה S 8(s) שחישבתם בתת-סעיף ב או שונה ממנה. נמקו. i S (g) הוא חומר שמשתמשים בו בין היתר לשימור פירות וירקות. אפשר להפיק (g) S בשתי שיטות: על-פי תגובה (3) או על-פי תגובה (4). 1 8(s) 8 (g) (g) (3) S S 1 8(s) 8 4( ) (g) (g) (4) S S 3S ג. עבור כל אחת מהתגובות (3) ו- (4), קבעו מהו המחמצן ומהו המחזר. נמקו. ד. ביצעו כל אחת מהתגובות (3) ו- (4). בכל אחת מהתגובות הגיבו 3 גרם (s)8 S. קבעו אם מספר האלקטרונים שעוברים בתגובה (4) גדול ממספר האלקטרונים שעוברים בתגובה (3), קטן ממנו או שווה לו. נמקו.

392 39 בחינת בגרות תש"ע, 010, N- - מסייעת בין היתר לפעילות התקינה של מבנה וקישור וחומצות אמיניות.6 החומצה האמינית גליצין מערכת העצבים., (Gy) א. טמפרטורת ההיתוך של גליצין היא. 33 טמפרטורת ההיתוך של חומצה פרופאנואית,.-1 היא, 3 הסבירו ממה נובע ההבדל בטמפרטורות ההיתוך של שני החומרים. ליזין (Lys) היא חומצה אמינית חיונית. היא דרושה לייצור הורמונים, אנזימים ונוגדנים בגוף האדם. לפניכם ייצוג מקוצר של נוסחת המבנה של ליזין: N N קבעו עבור כל אחד מההיגדים i ו-, אם הוא נכון או לא נכון: i גוף האדם צורך כמויות גדולות של ליזין ולכן זאת חומצה אמינית חיונית. גוף האדם חייב לקבל ליזין מהמזון מכיוון שתאי הגוף אינם יכולים לייצר חומצה אמינית זו. ב. לאוצין (Leu) היא החומצה האמינית השכיחה ביותר בחלבונים. לפניכם ייצוג מקוצר של נוסחת המבנה של לאוצין: N ג. i רשמו ייצוג מלא של נוסחאות המבנה של ליזין ושל לאוצין. רשמו את הנוסחאות המולקולריות של ליזין ושל לאוצין.. Lys -Leu ד. i רשמו ייצוג מקוצר של נוסחת המבנה של הדו-פפטיד כיצד מכונה הקשר שנוצר בין ליזין ללאוצין בדו-פפטיד?

393 בחינת בגרות תש"ע, חומצות ובסיסים 7. כבר בשנת 400 לפני הספירה בני אדם החמיצו מלפפונים. החמצה היא תהליך של שימור מזון באמצעות יצירה של סביבה חומצית, שמונעת התפתחות של מיקרואורגניזמים הגורמים לקלקול המזון. ידועות שתי שיטות להחמצת מלפפונים: - הוספת מלח בישול שמסייע להיווצרות חומצת חלב. - הוספת חומץ (תמיסה מהולה של חומצת חומץ). לפניכם נוסחאות מבנה של שתי החומצות: חומצת חומץ חומצת חלב i א. העתיקו למחברותיכם את נוסחאות המבנה של שתי החומצות. בכל אחת מהנוסחאות הקיפו במעגל את הקבוצה הפונקציונלית האחראית לתכונות החומציות. עבור כל אחת משתי החומצות, נסחו את התהליך המתרחש כשמוסיפים את החומצה למים. ב. בטבלה שלפניכם מוצגים ערכי p של שלוש תמיסות מימיות של חומצות. התמיסות הן שוות ריכוז. (3) חומצת חלב.04 () חומצת חומץ.87 (1) חומצת מימן כלורי 1.00 מספר התמיסה החומצה pשל התמיסה i סדרו את שלוש התמיסות המימיות שבטבלה לפי סדר עולה (מהנמוך לגבוה) של ריכוז יוני + 3. נמקו. איזו חומצה חזקה יותר - חומצת מימן כלורי או חומצת חומץ? נמקו.

394 394 בחינת בגרות תש"ע, 010 i ג. אכילה מוגזמת של מלפפונים חמוצים יכולה להעלות את רמת החומציות בקיבה ולגרום לצרבת. יש המטפלים בבעיה זו על ידי שימוש בתמיסה מימית של סודה לשתייה. נסחו את תהליך ההמסה במים של סודה לשתייה,. Na 3(s) נסחו את התגובה המתרחשת בין התמיסה המימית של סודה לשתייה לבין יוני הידרוניום,. 3 + ד. כדי להכין 0.5 ליטר תמיסה להחמצת מלפפונים, הוסיפו מים ל- 10 מיליליטר חומץ שריכוז חומצת החומץ בו הוא 0.85M. חשבו את הריכוז של חומצת החומץ בתמיסה שהוכנה. פרטו את חישוביכם.

395 בחינת בגרות תש"ע, סוכרים, גלוקוז, הוא התוצר העיקרי של פירוק פחמימות במערכת העיכול..8 עמילן שהוא מרכיב חשוב בתזונת האדם, מכיל עמילוז ועמילופקטין. לפניכם נוסחת היוורת של קטע ממולקולת עמילוז: א. i בין אילו אטומי פחמן במולקולה של עמילוז יש קשרים גליקוזידיים?. נמקו. קבעו אם הקשרים הגליקוזידיים במולקולת עמילוז הם קשרי או קשרי ב. לפניכם נוסחת היוורת של קטע ממולקולה של תאית, שהיא מרכיב חשוב של סיבים תזונתיים. קבעו אם מולקולה של תאית מכילה רק יחידות של גלוקוז או גם יחידות של חד-סוכר אחר. נמקו. תאית אינה מתפרקת במערכת העיכול, ויוצאת מהגוף. מולקולות גלוקוז נמשכות לתאית במערכת העיכול, וכך פחות גלוקוז מגיע לדם. הסבירו מדוע מולקולות גלוקוז נמשכות לתאית. i

396 396 בחינת בגרות תש"ע, 010 ג. לפניכם נוסחאות היוורת של דו-סוכרים גנטיוביוז וטרהלוז. גנטיוביוז טרהלוז ציינו בין אילו אטומי פחמן במולקולת גנטיוביוז ובמולקולת טרהלוז יש קשרים גליקוזידיים. i המסיסות של טרהלוז במים גבוהה, והוא משמש להמתקת משקאות. לעומת זאת כשמוסיפים מים לעמילוז הוא סופג מים, אך מתמוסס במידה מועטה. הסבירו מדוע המסיסות של טרהלוז במים היא גבוהה. i הסבירו מדוע המסיסות של עמילוז במים היא נמוכה.

397 בחינת בגרות תש"ע, פתרונות שאלה 1 ח ז ו ה ד ג ב א א. 4. g f c b האטום a S 3 16 S 4 1 Mg 4 11 Na 0 סמל 10 Ne הרדיוס של אטום מושפע מחוזק כוחות המשיכה שפועלים בין הגרעין לאלקטרונים. כוח זה תלוי ב: I מספר רמות האנרגיהבהן מסודרים האלקטרונים; II מטען גרעיני. האלקטרונים בארבעת האטומים g f, c, b, מסודרים בשלוש רמות אנרגיה. היסודות נמצאים במחזור השלישי במערכה המחזורית. באטום a האלקטרונים מסודרים בשתי רמות אנרגיה. לאטומים f ו- g מטען גרעיני זהה ולכן יש להם רדיוס זהה. תשובות שגויות 1. לאטום a אנרגיית היינון הגבוהה ביותר, כי האלקטרון שרוצים לנתק נמצא קרוב יותר לגרעין, ברמת האנרגיה השנייה. האטומים c b, מייצגים יסודות שונים ולא איזוטופים. מספר הפרוטונים בגרעין של b שונה ממספר הפרוטונים בגרעין של c.. 3. המטען הגרעיני של f ו- g שווה, כי המספר האטומי שלהם שווה (f ו- g הם איזוטופים).

398 398 בחינת בגרות תש"ע, 010 ב. 1. למולקולות NF 3 יש דו-קוטב קבוע, כי פיזור המטען החשמלי במולקולה לא אחיד., F תשובות שגויות למולקולות BF 3, F 4 יש דו-קוטב רגעי בלבד, כי למולקולות אלו מבנה סימטרי F F F B N F F F המאפשר פיזור מטען אחיד בין האטומים במולקולה. F F F F F º F.4,3, ג.. נבדוק כמה מול יונים מכל סוג יש בכל אחד מהמוצקים בתערובת. Na Na (s) 1 : 1 : 1 49gr 19.6gr 9.8gr 58.5gr/mol 3gr/mol 35.5gr/mol 0.84mol 0.84mol 0.84mol יחס מולים מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) K K (s) 1 : 1 : 1 49gr 5.65gr 3.43gr 74.5gr/mol 39gr/mol 35.5gr/mol 0.66mol 0.66mol 0.66mol יחס מולים מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) ב- 100 גרם מוצר יש כ- 19 גרם יוני נתרן וכ- 6 גרם יוני אשלגן. תשובות שגויות , גרם של מוצר מכילים 53.5 גרם יוני כלור.

399 בחינת בגרות תש"ע, N 4(g) N (g) 3N (g) ( ) ד. 3. חיזור (קבלת אלקטרונים) + (1e - ) (-e - ) חמצון (מסירת אלקטרונים) האלקטרונים עוברים ממחזר למחמצן. לכן האלקטרונים עברו מאטומי החנקן שבמולקולות N 4 תשובות שגויות לאטומי החנקן שבמולקולות. N.,1.4 אין שינוי בדרגות החמצון של אטומי החמצן ואטומי המימן. N 4(g) מחמצן ו- N (g) מחזר בתגובה זו. ה. 3. חומצה חלשה לא מגיבה עם מים עד תום. בתמיסה של חומצה חלשה יש בעיקר מולקולות ממוימות וכמויות קטנות של יונים. F F (g) ( ) 3 תשובות שגויות רק בתמיסה של חומצה חזקה כמעט אין מולקולות ממוימות. 1. בתמיסה של חומצה חלשה יש בעיקר מולקולות ממוימות. 4., ו. 4. נבדוק את תחום דרגות החמצון של אטומי גפרית. לאטום גפרית דרגת חמצון מקסימלית לאטום גפרית דרגת חמצון מינימלית לאלקטרונים הלא מזווגים (להשלמת האוקטט). נרשום דרגות חמצון לאטומים בכל אחד מן היונים:, על-פי מספר האלקטרונים הערכיים (מספר הטור)., על-פי מספר האלקטרונים שיכולים להצטרף +6 - S S S S ביוני S 3 וביוני - S3 דרגת החמצון של אטומי גפרית נמצאת בין דרגת החמצון - המקסימלית לבין דרגת החמצון המינימלית. לכן יונים אלה יכולים לתפקד גם כמחמצן וגם כמחזר.

400 400 בחינת בגרות תש"ע, 010 תשובות שגויות - S יכולים לתפקד כמחזר בלבד, כי דרגת החמצון של אטומי הגפרית מינימלית. S יכולים לתפקד כמחמצן בלבד, כי דרגת החמצון של אטומי הגפרית מקסימלית. 4 יוני יוני ז. 1. מוטרוטציה של דו-סוכר מתרחשת בתמיסה מימית כאשר לאטום פחמן מספר 1 יש קבוצת - שאינה קשורה. בדו-סוכר A תבנית הקשר הגליקוזידי היא,(11) לכן אין לאטום פחמן מספר 1 קבוצת - פנויה. דו-סוכר A לא יעבור מוטרוטציה תשובות שגויות. דו-סוכר A יכול לעבור הידרוליזה של הקשר הגליקוזידי. 3. הקשר הגליקוזידי במולקולה של דו-סוכר A הוא בין אטום 1- לבין אטום 1-, ולא בין אטום לבין אטום מולקולות של דו-סוכר A לא קיימות בצורת השרשרת הפתוחה בתמיסה מימית, כי אטומי 1- קשורים בקשר גליקוזידי. ח.. היגד II נכון. ויטמין הוא חומצה, לכןצריכה מוגזמת של ויטמין יכולה להעלות את החומציות בקיבה. היגד III נכון. ויטמין הוא אנטיאוקסידנט, לכן מגיב בתגובת חמצון-חיזור עם רדיקלים חופשיים. היגדים שגויים I ויטמין מחזר חזק ולא מחמצן חזק. IV לויטמין מסיסות טובה במים, כי למולקולות ויטמין מוקדים רבים ליצירת קשרי מימן עם מולקולות מים.

401 בחינת בגרות תש"ע, שאלה גרף II א. עשוי לתאר נכון את המגמה של שינוי ה- p במי מפרץ אלסקה כתלות בכמות ה- (g) הנפלטת לאטמוספרה. (g) שבאטמוספרה מתמוסס במי האוקיינוס, מגיב עם מולקולות המים. נוצרים יוני הנפלטת לאטמוספרה גדולה יותר, כמות (g) שתתמוסס במי (g) ככל שכמות. 3 + האוקיינוס תהיה גדולה יותר. יווצרו יותר יוני + 3 וה- p של מי האוקיינוס יהיה נמוך יותר. ב. בין יוני סידן חיוביים לבין הקוטב השלילי של מולקולות המים פועלים כוחות משיכה חשמליים. d- d- d- a + d- 3 3 ( ) (g) ג. i בשתי התגובות + 3 מתפקד כמגיב. כמות המולים של + 3 פוחתת ולכן יורד ריכוז יוני + 3, מה שממתן את העלייה בחומציות של מי האוקיינוסים. i כשליש מ- (g), שנפלט לאטמוספרה בכל שנה, מתמוסס במי האוקיינוסים. ככל שטמפרטורת המים נמוכה יותר, המסיסות של (g) במים גדלה. לכן, יש מדענים שטוענים, שעם התחממות כדור הארץ, הטמפרטורה של מי האוקיינוסים תעלה, פחות (g) יתמוסס + 3, מה שימתן את העלייה בחומציות. במים. יווצרו פחות יוני

402 40 בחינת בגרות תש"ע, 010 a 3(s) ד. i נחשב את מסת שהגיב: 3(s) 3 (g) ( ) a a 3 1 : : 1 : 1 : 3 1.5mol 5mol 1.5mol 100gr/mol 150gr יחס מולים מספר מולים (n) מסה מולרית ) W (M מסה (m) מסת (s)3 aשהגיב היא 150 גרם. נחשב את נפח (g) שהתקבל. n = 1.5 mol VM = 3.5liter / mol נפח מולרי של גז: V = VM n = = 93.75liter נפח (g) שהתקבל הוא ליטר.

403 בחינת בגרות תש"ע, שאלה 3 א. i מולקולות דו-אטומיות של יוד נעות בתנועות מעתק, סיבוב ותנודות. אין אינטראקציות בין מולקולות גדול יחסית לגודלן. (g). I מולקולות (g) I מתפזרות בכל הנפח שעומד לרשותן. המרחק בין המולקולות אשלגן יודי מוצק הוא מבנה ענק בו יונים חיוביים של מוקפים ביונים שליליים של ולהפך. המבנה צפוף ומסודר. בין היונים פועלים כוחות משיכה חזקים והם נעים בתנועת תנודות בלבד. I - K + I 5 ( ) (s) I( ) 5 ( ) ב. i בין מולקולות I לבין מולקולות 5 יש אינטראקציות מסוג ון-דר-ולס. בין מולקולות 5 לבין מולקולות ג. 5 יש קשרי מימן ואינטראקציות ון-דר-ולס. d+ i I d- I I במולקולה של יודופורם יש דו-קוטב קבוע. במולקולה זו יש קשר קוולנטי קוטבי אחד (-) ומבנה לא סימטרי, לכן אין פיזור אחיד של ענן האלקטרונים. I 3 ד. i במולקולות אין אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים ואין אטומים בעלי אלקטרושליליות גבוהה. בין מולקולות I 3 לבין מולקולות מים לא יכולים להיווצר קשרי מימן. לכן מסיסותו של יודופורם במים זניחה. במולקולת אצטון יש אטום חמצן בעל שני זוגות אלקטרונים לא קושרים. במולקולת מים יש שני אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים. בין אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים במולקולות מים לבין זוגות אלקטרונים לא קושרים של אטומי חמצן במולקולות אצטון יכולים להיווצר קשרי מימן. לכן מסיסותו של אצטון במים גבוהה.

404 404 בחינת בגרות תש"ע, 010 שאלה 4. N 3(g) S 4 א. i מכל I: נחשב את מספר המולים של תמיסת שהגיבה עם = 0M V = 00 liter n = V = 0 00 = 4000mol נחשב את המסה של (g)3 N שהגיב. 3(g) N S N S : 1 : : mol 4000mol 17gr/mol gr יחס מולים מספר מולים (n) מסה מולרית ) W (M מסה (m) מסת 3(g) N שהוכנסה גרם. מכל :II נחשב את מספר המולים של (g)3 N שהוכנס למכל. V = גז 78000liter VM V n = V = 6liter/mol גז M = = 3000 mol 6 - S4 לאחר התגובה. N 4 + נחשב את הריכוז של יוני ושל יוני 3(g) N S N S : 1 : : mol 3000mol 1500mol 160liter 160mol 18.75M 9.375M יחס מולים מספר מולים (n) נפח תמיסה (V) ריכוז () בתמיסה 9.375M. S4 - וריכוז יוני 18.75M בתמיסה N 4 + ריכוז יוני

405 בחינת בגרות תש"ע, ב. i החקלאי צריך להוסיף מים לתמיסה על מנת למהול אותה עד הריכוז הרצוי לשימוש כדשן N4N M V תמיסה 30liter n V mol N4N3 בחורף. נחשב כמה מול יש בתמיסה שלרשות החקלאי: N4N3 נחשב את נפח תמיסת הדשן שהחקלאי הכין לשימוש בחורף: 0.06M n.5mol n.5 V תמיסה 37.5liter 0.06 ג. נפח תמיסת הדשן 37.5 ליטר (החקלאי יוסיף 7.5 ליטר מים לתמיסה המקורית). על-פי השערת אבוגדרו, באותם תנאי לחץ וטמפרטורה יחס הנפחים של הגזים שווה ליחס N3(g) (g) (N ) (s) ( ) המולים. בתגובה (): i : 1 : 1 : 1 : liter 19000liter ( (N שהתקבלו בתגובה: יחס מולים יחס נפחים נפח גז (V) נחשב את מספר המולים של N3(g) (g) (N ) (s) ( ) : 1 : 1 : 1 יחס מולים 19000liter 5liter/mol 760mol 760mol נפח גז (V) נפח מולרי ) M (V מספר מולים (n). (N ) התקבלו 760 מול (s)

406 406 בחינת בגרות תש"ע, M n 760 mol n 760 V liter ) (N שמתקבלת: (N ) נחשב את נפח תמיסת נפח תמיסת הוא ליטר. i ד. (N ) (s) N4N3(s) (N 4) S4(s) MW 60gr/mol m 00 gr MW 80gr/mol m 00 gr MW 13gr / mol m 00 gr היגד נכון. במול של כל אחד מהמדגמים הנתונים יש מול אטומי חנקן. מסת שלושת המדגמים שווה. לכן המדגם בעל המסה המולרית הנמוכה ביותר יכיל מספר גדול יותר של מולים של חומר, ומכאן מספר גדול יותר של מול אטומי N. ניתן גם להיעזר בחישוב: (N ) (s) N4N3(s) (N 4) S4(s) חומר 00 n 3.33mol n.5mol n 1.5mol 13 מול חומר 6.66 מול 5 מול 3.04 מול מול אטומי N

407 בחינת בגרות תש"ע, שאלה 5 א. סמל S מספר אטומי טמפרטורת היתוך מצב צבירה בתנאי חדר מוצק מסיסות במים (טובה/זניחה) זניחה דרגת חמצון מרבית דרגת חמצון מזערית (1) 8 S(g) 4(g) 8 (g) S8(s) ב. i S: (s)8 נחשב את המסה של 8 S(g) 4(g) 8 (g) S8(s) 8 : 4 : 8 : liter 49 liter/mol 1500mol 187.5mol 56gr/mol 48000gr יחס מולים נפח גז (V) נפח מולרי ) M (V מספר מולים (n) מסה מולרית ) W (M מסה (m) מסת 8(s) S שמתקבלת גרם. S (s)8 לבין S (g) באותם תנאים. יחס המולים בין, S (g) בשתי התגובות הגיבו 1500 מול i S 8(s) בתגובה () שונה מיחס המולים בין (g) S לבין (s)8 S בתגובה (1). לכן מסת המתקבלת על-פי תגובה (), תהיה שונה מהמסה המתקבלת על-פי תגובה (1). ניתן להיעזר בחישוב: 1 (g) (g) (g) 8 8(s) (g) () S S S : : 1 : mol 93.75mol יחס מולים : מספר מולים (n) m n M gr S 8(s) W S 8(s) מסת 8(s) S שמתקבלת על-פי תגובה () קטנה ממסת שמתקבלת על-פי תגובה (1).

408 408 בחינת בגרות תש"ע, 010 ( + e - (חיזור) ) 1 8(s) 8 (g) (g) (3) S S ג. (חמצון) - -4e ( + e - (חיזור) ) 1 8(s) 8 4( ) (g) (g) (4) S S 3S (חמצון) - -4e בשתי התגובות (s)8 S מתפקד כמחזר, כי הוא מוסר אלקטרונים ודרגת החמצון של אטומי S עולה. S 4 מחמצן. (g) בתגובה (3) מחמצן ובתגובה (4) (g) בתגובה (3) מקבל אלקטרונים. דרגת החמצון של אטומי יורדת. בתגובה (4) S 4 מקבל אלקטרונים. דרגת החמצון של אטומי S יורדת. ד. מספר האלקטרונים שעוברים בשתי התגובות שווה. S 8 הגיבו אותה כמות של (s)8 S ונוצר תוצר חמצון זהה, (g).s מספר המולים של מולקולות ומספר המולים של האלקטרונים ש- (s)8 S מסר שווה. 1 8(s) 8 S S 4e gr 56gr/mol : 1 : 4 1 mol 4 mol 8 יחס מולים מסה (m) מסה מולרית ) W (M מספר מולים (n) עברו 4 מול אלקטרונים בשתי התגובות.

409 בחינת בגרות תש"ע, שאלה 6 3. N במצב צבירה א. החומצה האמינית גליצין מורכבת מחלקיקים שהם דו-יונים, מוצק קיימת משיכה חשמלית בין המטען השלילי על דו-יון אחד למטען החיובי על דו-יון אחר. נוצר, 3 הוא חומר מולקולרי. בין מולקולות החומצה מבנה ענק עם קשרים יוניים. החומר חומצה פרופאנואית, הפרופאנואית יש קשרי מימן ואינטראקציות ון-דר-ולס. קשרי מימן ואינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות חלשים יותר מקשרים יוניים בין חלקיקי הגליצין. לכן בין חלקיקי גליצין קיימת משיכה חשמלית חזקה יותר מאשר בין מולקולות חומצה פרופאנואית. כאשר המשיכה החשמלית בין החלקיקים חזקה יותר, דרושה יותר אנרגיה כדי לנתק את האינטראקציות בין החלקיקים, מה שמתבטא בטמפרטורת היתוך גבוהה יותר. ב. i ההיגד לא נכון. חומצה אמינית חיונית היא חומצה אמינית שגוף האדם לא יכול לייצר וצריך לקבל עם המזון. ההיגד נכון. ג. i נרשום ייצוג מלא של נוסחאות המבנה של ליזין ולאוצין: 3 N N 3 N N N N 3 3 Lys צורה יונית בתמיסה ב- = 7 p Lys צורה קלאסית Leu צורה יונית בתמיסה ב- = 7 p Leu צורה קלאסית הצורה היונית היא המבנה בו נמצאות חומצות אמיניות במצב מוצק ובתמיסות מימיות. המטען על החומצות האמיניות תלוי ב-.p N 6 14 נרשום נוסחה מולקולרית על-פיהצורה הקלאסית: לאוצין N 6 13 ליזין

410 410 בחינת בגרות תש"ע, N 3 N - Lys Leu ד. i נרשום ייצוג מקוצר של דו-פפטיד בתמיסה ב- : p 7 N 3 + הקשר בין חומצות אמיניות מכונה קשר פפטידי או קשר אמידי. קשר פפטידי הוא קשר אמידי שנוצר בין קבוצה קרבוקסילית לקבוצה אמינית. שאלה א. i 3 ( ) 3 3 חומצת חומץ חומצת חלב () () 3 ( ) בתמיסה קטן יותר. ב. i כאשר ה- p גבוה יותר, ריכוז יוני 3 הקטן מבין שלוש החומצות, לחומצת חומץ ה- p הגבוה ביותר ולכן ריכוז יוני : 3 ביותר. סדר התמיסות המימיות על-פי ריכוז יוני חומצת חומץ > חומצת חלב > חומצת מימן כלורי התמיסות שוות ריכוז וחד-פרוטיות. ה- p של תמיסת נמוך יותר מה- p של 3 בתמיסת גדול יותר מריכוז יוני לכן ריכוז יוני בתמיסת 3. 3 חומצת מימן כלורי,, היא חומצה חזקה יותר מחומצת חומץ,

411 בחינת בגרות תש"ע, (s) 3 ( ) Na Na 3 3 ( ) (g) i ג. V liter 0.85M n V mol ד. נחשב את מספר המולים של חומצת חומץ המקורית: V 0.5liter n mol n M V 0.5 נחשב את ריכוז חומצת חומץ בתמיסה לאחר הוספת מים: ריכוז התמיסה להחמצת מלפפונים הוא 0.017M. שאלה א. i הקשרים במולקולה של עמילוז הם בין אטום פחמן 1- ביחידת גלוקוז אחת לבין אטום פחמן. (1 4- ביחידת גלוקוז שכנה. תבנית הקשר (4 הקשרים הגליקוזידיים הם קשרי. קבוצת על אטום פחמן 1- נמצאת מתחת למישור. Gc (14)Gc הטבעת, בכיוון הפוך למתילול. תבנית הקשר

412 41 בחינת בגרות תש"ע, ב. i תאית מכילה רק יחידות של גלוקוז. בכל היחידות הנתונות קבוצות על אטום פחמן - ועל אטום פחמן 4- הן בכיוון הפוך למתילול, וקבוצת על אטום פחמן 3- היא בכיוון המתילול (מבנה של גלוקוז). מולקולות גלוקוז יוצרות אינטראקציות מסוג ון-דר-ולס וקשרי מימן עם מולקולות התאית. קשרי מימן יווצרו בין אטומי מימן חשופים מאלקטרונים במולקולת גלוקוז לזוגות אלקטרונים לא קושרים על אטומי חמצן במולקולת תאית ולהפך. לכן מולקולות גלוקוז נמשכות לתאית במערכת העיכול. תאית לא מתעכלת ויוצאת מהגוף יחד עם מולקולות גלוקוז. כתוצאה מכך מגיע פחות גלוקוז לדם ג. i (1 גנטיוביוז: קשרי (6 טרהלוז: קשרי (11) במולקולות של טרהלוז הרבה מוקדים ליצירת קשרי מימן: אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים הקשורים לאטומי חמצן בעלי אלקטרושליליות גבוהה וזוגות אלקטרונים לא קושרים. גם במולקולות מים יש אטומי מימן "חשופים" מאלקטרונים הקשורים לאטומי חמצן בעלי אלקטרושליליות גבוהה. נוצרת משיכה חשמלית בין אטום מימן "חשוף" מאלקטרונים במולקולת טרהלוז לזוג אלקטרונים לא קושר על אטום חמצן במולקולת מים, או בין זוג אלקטרונים לא קושר על אטום חמצן במולקולת טרהלוז לאטום מימן "חשוף" במולקולת מים. לכן המסיסות של טרהלוז במים טובה. מולקולות עמילוז הן מולקולות ענק ולכן לא יכולות להתפזר בין מולקולות המים ולהתמוסס. מולקולות אלו בנויות מיחידות רבות של גלוקוז הקשורות ביניהן בקשר גליקוזידי (14). המבנה של מולקולת עמילוז הוא סלילי. בין יחידות בתוך הסליל נוצרים קשרי מימן. אין מספיק מוקדים ליצירת קשרי מימן עם מולקולות המים. לכן לעמילוז קשרי מימן מעטים עם מולקולות המים ומסיסותו במים נמוכה. i

413 בחינת בגרות תשע"א, בחינת בגרות תשע"א, כל הזכויות שמורות לפיקוח על הוראת הכימיה - משרד החינוך השאלות פרק ראשון (40 נקודות) ענו על שתי השאלות 1 ו- (לכל שאלה - 0 נקודות). ענו על כל הסעיפים א-ח בגיליון התשובות המצורף (לכל סעיף -.5 נקודות). בכל סעיף הקיפו במעגל את הספרה המציינת את התשובה הנכונה..1 לפני שתענו, קראו את כל התשובות המוצגות. א. לפניך ארבעה היגדים,,IV I הנוגעים לאטומים של יסודות במערכה המחזורית: לאטומים של היסודות הנמצאים בטור השני, יש מספר זהה של אלקטרוני ערכיות. באטומים של היסודות הנמצאים בטור השני, האלקטרונים מאכלסים מספר זהה של רמות אנרגיה. לאטומים של היסודות הנמצאים במחזור השני (בשורה השנייה), יש מספר זהה של אלקטרוני ערכיות..I.II.III באטומים של היסודות הנמצאים במחזור השני, רמות אנרגיה. האלקטרונים מאכלסים מספר זהה של.IV מה הם ההיגדים הנכונים? היגדים I ו- III בלבד. היגדים I ו- IV בלבד. היגדים II ו- III בלבד. היגדים II ו- IV בלבד

414 414 בחינת בגרות תשע"א, 011 ב. סידרו שלושה קשרים קוולנטיים, על פי אורך הקשר. מהו הסדר הנכון? = > = > - = > = > - = > - > = - > = > = ג. לכל אחד משלושה כלים הכניסו 1 מול חומר, והוסיפו מים עד שהתקבלה תמיסה בנפח 1 ליטר. בדיאגרמה שלפניכם מוצג מספר המולים הכולל של חלקיקי החומר המומס בכל אחת משלוש מספר המולים הכולל של חלקיקי החומר המומס 3.0 התמיסות b,a ו- :c תמיסה a תמיסה b תמיסה c 4 החומרים המומסים בתמיסות b a, ו- c מוצגים בהתאם לדיאגרמה? באיזו מהשורות 1 a b c NaN 3 NaS NaS4 NaN 3. NaN 3 3 NaS4.3 NaS4 NaN 3 3.4

415 בחינת בגרות תשע"א, ד. הצריכה היומית המומלצת של יוני אשלגן, שבמזון הוא אשלגן כלורי, מהי המסה של ה, + K יא 4.7 גרם. המקור העיקרי ליוני האשלגן. K K (בקירוב) שיש לצרוך ביום, כדי לספק את כמות יוני האשלגן המומלצת? 7.5 גרם 9.0 גרם 39.0 גרם 74.5 גרם ה. המתכת ניקל, (s), Ni מגיבה עם יוני עופרת, + Pb, אך אינה מגיבה עם יוני כרום, 3. r + מהי הקביעה הנכונה? יוני ניקל, + Ni, מושכים אלקטרונים חזק יותר מאשר יוני עופרת,. Pb + יוני כרום, 3 + r, הם מחמצן חזק יותר מיוני עופרת,. Pb r (s) + Ni, בתוך כלי עשוי מתכת כרום, 3. אפשר לאחסן תמיסה המכילה יוני ניקל, כאשר טובלים מוט עשוי כרום, (s), r בתמיסה המכילה יוני עופרת, + Pb, מתרחשת תגובה..4

416 416 בחינת בגרות תשע"א, 011 ו. איזה מהאיורים 1 4 שלפניכם הוא תיאור סכמטי המתאים לתמיסה מימית שהתקבלה לאחר הוספת מימן כלורי, (g), למים? מקרא: אטום חמצן אטום מימן אטום כלור - יון כלור

417 בחינת בגרות תשע"א, ז. במעבדה נמצאו שלושה בקבוקים בלי תוויות, ובתוכם תמיסות שונות. בקבוק אחד הכיל 100 מיליליטר תמיסה של חומצה חנקתית,.1M בריכוז, N 3 בקבוק שני הכיל 100 מיליליטר תמיסה של נתרן גפרתי, NaS4, בריכוז 1M. בקבוק שלישי הכיל 100 מיליליטר תמיסה של חומצה גפרתית, 4, S בריכוז 1M. כדי להבחין בין שלוש התמיסות, הוצעו ארבע בדיקות. 4-1 כיצד אפשר לזהות בוודאות את תכולת כל אחד מהבקבוקים? לבדוק אם המוליכות החשמלית של כל אחת מהתמיסות טובה או זניחה. למדוד את ה- p של כל אחת מהתמיסות להוסיף נתרן מימן פחמתי, (s)3, Na לכל אחת מהתמיסות. 4. להוסיף נתרן הידרוקסידי, (s), Na לכל אחת מהתמיסות. ח. חומצה אספרטית היא חומצה אמינית המכילה קבוצה קרבוקסילית (-) נוספת בקבוצת הצד. איזו מהנוסחאות 1 4 שלפניכם מציגה נכון את המבנה של חומצה אספרטית בתמיסה מימית, ב-? p = 7 N N 1 - N 3 + N - N

418 418 בחינת בגרות תשע"א, 011 ניתוח קטע ממאמר מדעי. קראו את הקטע שלפניכם, וענו על כל הסעיפים שאחריו. חלבונים בכותרות שנת 011 הוכרזה כשנת הכימיה הבין-לאומית. לכבוד שנה זו הוחלט להנפיק שני בולים חדשים המנציחים הישגים של שלושה מדענים ישראלים שזכו בעשור האחרון בפרס נובל בכימיה. הפרופסורים אברהם הרשקו ואהרון צ'חנובר מהטכניון זכו בפרס נובל ב- 004 על גילוי המנגנון האחראי לפירוק חלבונים פגומים בתא חי. הפירוק נעשה בעזרת החלבון אוביקוויטין (Ubiquitin) הנקשר לחלבון הפגום. החלבון הפגום עובר הידרוליזה ומתפרק לפפטידים שהמולקולות שלהם קטנות יחסית. הפפטידים מופרשים מהתא. פרופסור עדה יונת ממכון ויצמן זכתה בפרס נובל בשנת 009 על חקר המבנה והתפקוד של הריבוזום גופיף מיוחד שבו נוצרים החלבונים בתא החי. פענוח המבנה התאפשר לאחר שפרופסור יונת פיתחה שיטה לגיבוש הריבוזום. יש שיטות שונות לגיבוש חומרים. אחת מהן היא גיבוש מתוך תמיסה. לשיטה זו שני שלבים: בשלב הראשון ממסים את החומר בממס מתאים. בשלב השני מאדים את הממס בא טיות והמומס מתגבש. מעובד על-פי: