(5,3-x)/1 (7,94-x)/1 2x/1. Orekan 9,52 mol HI dago; 2x, hain zuzen ere. Hortik x askatuko dugu, x = 9,52/2 = 4,76 mol

Transcript

1 KIMIKA 007 Ekaina A-1.- Litro bateko gas-nahasketa bat, hasiera batean 7,94 mol hidrogenok eta 5,30 mol iodok osatzen dutena, 445 C-an berotzen da eta 9,5 mol Hl osatzen dira orekan, erreakzio honen arabera: I (g) + H (g) Hl (g). a) Oreka-konstantearen balioa tenperatura horretan kalkula ezazu modu arrazoituan. b) 4 mol hidrogeno gasetatik eta mol iodo gasetatik abiatuz gero, zenbat mol hidrogeno-ioduro izango litzateke orekan? Zure erantzunak arrazoitu. Ebazpena: a) Erreakzioa: I (g) + H (g) Hl (g) Hasierako molak 5,3 7,94 0 Orekarako molak -x -x +x Orekako molak 5,3-x 7,94-x x Orekako kontzentrazioak (5,3-x)/1 (7,94-x)/1 x/1 Orekan 9,5 mol HI dago; x, hain zuzen ere. Hortik x askatuko dugu, x 9,5/ 4,76 mol Oreka-konstantea Kc [ HI ] [ I ] [ H ] ( ( 9,5/1) ( 5,3 ) 4,76)/1 ((7,94 b) Goiko taula bezalako bat egingo dugu oraingo datuekin. Erreakzioa: I (g) + H (g) Hl (g) 4,76) /1) 5,78 Hasierako molak 4 0 Orekarako molak -x -x +x Orekako molak -x 4-x x Orekako kontzentrazioak (-x)/1 (4-x)/1 x/1 Ezagutzen dugun oreka-konstantean datuak ordezkatu eta x askatu. Kc [ HI ] [ I ] [ H ] ( ( x /1) ( x ) )/1 ((4 x)/1) 5,78 Bi emaitzak 4,6 eta 1,87 dira. Lehenengoa ezinezkoa da hasieran mol iodo bakarrik dagoelako. Dagoen HI ren molak x 1,87 3,74 dira

2 A-.- Potasio-permanganatoak (potasio tetraoxomanganatoa (VII)) uretako disoluzioan eta azido sulfurikoan, burdina(ii) sulfatoa burdina(iii) sulfato bihurtzen du eta, halaber, permanganatoa, manganeso(ii) gatza izatera pasatzen da, aldi berean potasio sulfatoa eta ura osatzen direla. Egin itzazu eragiketa hauek modu arrazoituan: a) Erreakzioa (molekuletan) ioi-elektrodoaren metodoaren bidez egokitu, oxidatzailea eta erreduzitzailea zeintzuk diren arrazoituz. b) g/l-tan adierazitako burdina(ii) sulfatoaren kontzentrazioa kalkula ezazu, disoluzio horren 5,0 ml-k potasio permanganatoko beste disoluzio baten, 0,05 M- eko kontzentraziokoa,,5 ml kontsumitu badituzte. DATUAK: Masa-atomikoak: Mn 55; 016; K39,1; Fe55,8 Ebazpena: a) Erreakzioa: KMnO 4 + H SO 4 + FeSO 4 Fe (SO 4 ) 3 + MnSO 4 + K SO 4 + H O Modu ionikoan: K + + MnO H + + SO Fe + + SO 4 - Fe SO Mn + + SO K + + SO H O Oxidazioa: Fe + Fe 3+ Erredukzioa: MnO 4 - Mn + Karga eta materia doituz gero, ingurunea azidoa da; beraz, H + ioiak eta ura sartuko dugu Oxidazioa: Fe + (-e - ) Fe 3+ Erredukzioa: MnO H + (+5e - ) Mn H O Oxidazioa bider 5 eta erredukzioa bider egingo dugu eta batu bi erreakzioerdiak: 10 Fe + + MnO H + 10 Fe 3+ + Mn H O Erreakzio molekular doituta: (aholkua: erabili eta zentzua) KMnO H SO FeSO 4 5 Fe (SO 4 ) 3 + MnSO 4 + K SO 4 +8 H O b) Kontsumitutako KMnO 4 ren molak: 0,05 mol/l 0,05 L 0,00115 mol KMnO 4 Behar diren FeSO 4 ren molak: 0,00115 mol KMnO 4. (10 mol FeSO 4 / mol KMnO 4 ) 0,00565 mol FeSO 4 FeSO 4 ren kontzentrazioa g/l - tan: 0,00565 mol FeSO 4. (151,8 g FeSO 4 / 1 mol FeSO 4 ) / 0,05 L 34,155 g/l

3 B-1.- Karbonoak ur-lurrunarekin erreakzionatzen du, eta karbono-monoxidoa eta hidrogenoa biak gasak sortzen dira. Karbono-monoxido gaseosoa eta urlurruna osatzeko entalpia normalak hauek dira: -110,5 kj/mol eta -41,8 kj/mol; hidrogeno gasaren, karbono-monoxido gasaren, karbono solidoaren eta ur-lurrunaren entropia normalak hauek dira: 130,68; 197,67; 5,74 eta 188,8 J/mol.K: erreakzio honetarako AG 5 Can kalkulatu eta erreakzioa baldintza honetan bat-batekoa izango den ala ez arrazoitu. Ebazpena. Erreakzioa: C (s) + H O (g) CO (g) + H (g) Erreakzioaren entalpia kalkulatuko dugu hurrengo ekuazioaren arabera: H o erreakzioa Σ n H o f produktuak Σ m H o f erreaktiboak H o erreakzioa ( H o f CO + H o f H ) - ( H o f C + H o f H O) Kontuan hartuta elementu libreen entalpiak nuluak direla: H o erreakzioa -110,5 kj/mol (-41,8 kj/mol) 130,68 kj/mol Erreakzioaren entropia: S o erreakzioa Σ n S o produktuak Σ m S o erreaktiboak S o erreakzioa (S o CO + S o H ) - (S o C + S o H O) S o erreakzioa (197, ,68) (5, ,8) 133,79 j/mol K 0,13379 kj/mol K (unitateak homegenoeak izateko) Erreakzioaren G H T S G 130,68 kj/mol 98 K 0,13379 kj/mol K 90,81 kj/mol Eta erreakzioa ez da bat-batekoa izango G>0 delako.

4 B-.- a) 0,03 M azido etanoiko duen disoluzio baten pha kalkulatu modu arrazoituan (Ka.10-5 ) b) Zenbat mililitro ur gehitu behar zaie 10 ml HC M-ri, a) atalaren ph bera lortzeko? Ebazpena. a) azido etanoikoaren (azido ahula) disoziazioa ondokoa da: CH 3 COOH (aq) + H O (l) CH 3 COO - (aq) + H 3 O + (aq) Hasierako kontzentrazioak 0, Orekako kontzentrazioak 0,03-x x x [ ][ ] + CH COO H 3O Azidoaren konstantea Ka [ CH COOH ] 3 ( x)( x) ( 0,03 x) 3 10 Konstantea txikia denez, disoziazioa ere bai eta hurrengo hurbilketa egin dezakegu errore handirik egin gabe: 0,03-x 0,03 x askatuz 7, M hidronio ioien kontzentrazioa. Eta ph kalkulatzeko bere ekuazioan goiko datua ordezkatuko dugu, 5 ph -log[h 3 O + ] -log (7, ) 3,11 b) HCl azido sendoa da eta uretan guztiz disoziatuta dago. HCl (aq) + + H O (l) Cl - (aq) + H 3 O + (aq) Kalkulatuko dugu azidoaren molak eta hidronio ioiarenak, berdinak baitira, 10-3 mol/l 0,010 L 10-5 mol HCl 10-5 mol H 3 O + Lortzeko aurreko ataleko ph bera [H 3 O + ] 7, M izan behar da. Kalkulatuko dugu disoluzioaren bolumena, 7, M 10-5 mol H 3 O + / V(L) V 0,019 L HCl-ren disoluzioari gehitu beharreko ura: 0,019 L 0,010 L 0,009 L,9 ml H O

5 C-1.- A, B eta C atomoek konfigurazio e!ektroniko hauek dituzte: A [1s s p 6 3s ] B [1s s p 6 3s 3p 4 ] C [1s s p 6 3s 3p 6 ] a) Zein atomok izango du hirugarren ionizazio-energiarik handiena? b) A eta B konbinatzen badira, zein da osatu den konposatuaren formularik errazena? c) A eta Bren artean osatuko litzatekeen konposatua ionikoa edo kobalentea da? Kasu guztietan erantzunak arrazoitu itzazu. Ebazpena. a) A atomoa da. Hirugarren ionizazio-energia da azken geruzan dagoen hirugarren elektroia askatzeko beharreko energia. A kasuan 3. elektroia bigarren maila energetikoan dago eta beraren gain dagoen erakarpen nuklearra handiagoa izango da beste kasuetan baino (B eta C atomoetan elektroi hori 3. mailan aurkitzen baita). b) A-ren balentzia probableena + da, azken mailan (balentzia maila delakoa) elektroi baitaude eta galduz gero gas noble baten egitura lortzen du. B-rena - izango da gas noblearen egitura lortzeko bi elektroi irabazi behar du eta. A eta B elkarren artean konbinatzen direnean lortutako konposatuak AB formularik sinpleena izango du. c) AB konposatua ionikoa izango da elektroi-transferentzia bat dagoelako. A-k askatzen ditu bi elektroi eta B-k hartu.

6 C-.- 3 L-ko ontzi batean 1 mol sufre-dioxido eta 1 mol oxigeno gas sartzen dira, sistema 950 C-an berotzen da eta, ondorioz, sufre-dioxido gasa sufre-trioxido gas bihurtzen da. a) Modu arrazoituan kalkula itzazu osatutako sufre-trioxidoaren kontzentrazioak eta geratzeko oxigenoa, orekan 0,10 mol sufre-dioxido baldin badaude. b) Presioa aldatzeak orekan duen eragina arrazoitu ezazu. Ebazpena. a) Erreakzioa: SO (g) + 1/O (g) SO 3 (g) Hasierako molak Orekarako molak -x -x/ +x Orekako molak 1-x 1-x/ x Orekako kontzentrazioak (1-x)/3 (1-x/)/3 x/3 Orekan 0,1 mol SO dago; 1-x, hain zuzen ere. Hortik x askatuko dugu, x 0,9 mol Osatutako SO 3 ren molak, x 0,9 mol Kontzentrazioa, [SO 3 ] 0,9 mol / 3 L 0,3 M Gelditzen den oxigenoa, 1-x/ 0,55 mol Kontzentrazioa, [O ] 0,55 mol / 3 L 0,183 M b) Presioaren gehikuntzak bolumenaren gutxipena eta gasen kontzentrazioa handiagotzea dakar. Bolumen unitateko molekula kopurua gehitu egingo da eta hori konpensatzeko SO eta O molekulek elkar erreakzionatuko dute SO 3 sortzeko eta horrela oreka birlortu egiten da. Labur esanda, presioa handiagotzean sistema mol kopuru gutxien dagoen alderantz doa. Kasu honetan eskuinerantz. Presioa txikiagotzean alderantziz; hots, ezkerrerantz.

7 C-3.- a) Zer i.e.e.(f.e.m.) izan dezake bi elektrodo normalez bata burdinazkoa eta bestea kobrezkoa osaturiko pila batek? b) Zer gertatzen da burdin barra bat azido klorhidrikoan, 1M, sartuz gero? Eta barra kobrezkoa bada? DATUAK: E (Cu + /Cu) 0,337 V; E (Fe + /Fe) -0,44 V. a) Aztertzen baditugu bi elektrodoen erredukziozko potentzialak zera ondorioztatzen dugu: baliorik altuena duena erreduzituko da eta bestea oxidatu. Fe oxidatuko da Fe + ra anodoan eta Cu + erreduzituko da Cu-ra katadoan Pilaren eskema ondokoa da: Fe(s) Fe + (aq,1 M) Cu + (aq,1 M) Cu(s) Eta marrazkia: Oxidazioa: Fe(s) - e Fe + +0,44 V Erredukzioa: Cu + + e Cu(s) + 0,337 V Erreakzio osoa: Fe(s) + Cu + Fe + + Cu(s) i.e.e. +0,44 V + 0,337 V + 0,777 V b) H + /H elektrodo normalaren i.e.e.0 Burdina barra bat, Fe(s), HCl 1 M disoluzioan sartzean H + ioiek Fe oxidatuko dute Fe + -ra, erredukziozko potentziala handiago dutelako eta H + ioiek erreduzituko dira H askatuz. Aldiz, kobrezko barra bat sartzean ez da ezer gertatuko(cu + /Cu) errredukziozko potentziala H + /H rena baino handiagoa delako.

8 C-4.- Argi eta labur azal ezazu gas hauek era masiboan atmosferara igortzeak ingurumenean duen eragina: A) sufre-dioxidoa eta nitrogeno-oxidoak. B) deribatu halogenatuak, konposatu klorofluorokarbonatuak barne. Azalpena: a) (Liburuan 139)Sufre-dioxidoa eta nitrogeno-oxidoak euri azido delakoaren erantzule nagusiak dira. SO SO 3 ra oxidatzen da atmosferan eta bertan dagoen urarekikn erreakzionatuz azido sulfurosoa eta azido sulfurikoa sortzen dituzte. Azido horiek euri moduan jausten direnean landaretza, urak e.a. kaltetzen dituzte. Nitrogeno oxidoak uretan azido nitriko sortzen dute eta eragina berdina dute ingurunean. Gehiago b) Deribatu halogenatuak CFC. (Liburuan 381) Gehiago C-5.- Erreakzio hauek modu arrazoituan osa itzazu, erreaktiboak eta produktuak izendatuz: a)ch 4 + Cl b)ch 3 CH CH + HCl c) CH 3 CHOH CH 3 + O (oxidazioa) d) CH 3 CHO + H (erredukzioa) Ebazpena: a) CH 4 + Cl CH Cl + H ordezkapena metanoa kloroa, diklorometanoa hidrogenoa b) CH 3 CH CH + HCl CH 3 CHCl CH 3 adizioa propenoa hidrogeno kloruroa -kloropropanoa c) CH 3 CHOH CH 3 + O (oxidazioa) CH 3 CO CH 3 -propanola propanona Oxidazio leuna: alkohol sekundarioa zetonara oxidatzen da. d) CH 3 CHO + H (erredukzioa) CH 3 CH OH etanala hidrogenoa etanola Erredukzioa: aldehidoa alkohol primario bihurtzen da.