ΠΑΓΚΥΠΡΙΑ ΕΝΩΣΗ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΩΝ ΧΗΜΙΚΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΑ ΟΛΥΜΠΙΑΔΑ ΧΗΜΕΙΑΣ Για τη Β τάξη Λυκείων ΥΠΟ ΤΗΝ ΑΙΓΙΔΑ ΤΟΥ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟΥ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ

Transcript

1 ΠΑΓΚΥΠΡΙΑ ΕΝΩΣΗ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΩΝ ΧΗΜΙΚΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΑ ΟΛΥΜΠΙΑΔΑ ΧΗΜΕΙΑΣ 007 Για τη Β τάξη Λυκείων ΥΠΟ ΤΗΝ ΑΙΓΙΔΑ ΤΟΥ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟΥ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΚΥΡΙΑΚΗ 6 ΜΑΙΟΥ 007 ΔΙΑΡΚΕΙΑ : Τρεις (3) ώρες Χρήσιμα δεδομένα Σειρά δραστικότητας: K, Na, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Pb, H, Cu, Ag,Hg, P,I,.. Κ (CH3COOH) =,8x0-5 Σταθερά Αvogadro =6,0x0 3 Γραμμομοριακός όγκος =,4L (σε κανονικές συνθήκες) ρ ΗΟ = g/ml

2 ΘΕΜΑ (Μονάδες 5) Για καθένα από τα ακόλουθα πειράματα να γράψετε όλες τις χημικές αντιδράσεις που πραγματοποιούνται και τις παρατηρήσεις που αναμένετε να κάνετε μετά από κάθε αντίδραση. Πείραμα A Σε δύο δοκιμαστικούς σωλήνες που περιέχουν αντίστοιχα ιόντα Αg + και Pb + προστίθεται διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου, στην αρχή κατά σταγόνες και στη συνέχεια περίσσεια. + Πείραμα Α Ag + NaOH AgOH + Na + Ag O + H O Καφέ-μαύρο ίζημα Ag O + NaOH X Δεν διαλύεται το ίζημα Pb + + NaOH Pb(OH) + Na + Λευκό ίζημα Pb(OH) + NaOH Na PbO + H O Το ίζημα διαλύεται άχρωμο διάλυμα (0,5+0,5) 0,5 (0,5+0,5) (0,5+0,5+0,5) Πείραμα B Σε δοκιμαστικό σωλήνα που περιέχει διάλυμα νιτρικού νικελίου προστίθεται διάλυμα αμμωνίας στην αρχή κατά σταγόνες και στη συνέχεια περίσσεια. Πείραμα Β Ni(ΝΟ 3 ) + NH 4 OH Ni(OH) + NH 4 NO 3 Πράσινο ίζημα Ni(OH) + ΝΗ 3(αq) [Ni(NH 3 ) 6 ] + + OH - Το ίζημα διαλύεται μπλε (γαλάζιο) διάλυμα (0,5+0,5) (0,5+0,5+0,5) Πείραμα Γ Σε δοκιμαστικό σωλήνα που περιέχει στερεό χλωριούχο νάτριο προστίθενται πολύ προσεκτικά μερικές σταγόνες πυκνού θειικού οξέος. Το αέριο προϊόν που παράγεται διαβιβάζεται σε δοκιμαστικό σωλήνα που περιέχει διάλυμα νιτρικού αργύρου. Πείραμα Γ NaCl + π.h SO 4 Na SO 4 + HCl Αφρισμός άχρωμο αέριο ΑgNO 3 + HCl AgCl + HNO 3 Λευκό ίζημα (0,5+0,5+0,5) (0,5+0,5) Πείραμα Δ Σε δοκιμαστικό σωλήνα που περιέχει αποσταγμένο νερό προστίθενται κόκκοι ασβεστίου και κατόπιν, μερικές σταγόνες δείκτη φαινολοφθαλεΐνης. Πείραμα Δ Ca + H O Ca(OH) + H Γρήγορη, εξώθερμη αντίδραση,φυσαλίδες άχρωμου αερίου, θόλωμα Χαρακτηριστικό κόκκινο(ρόδινο) χρώμα ΘΕΜΑ (Μονάδες 0) (0,5+0,5+0,5+ 0,5+0,5) 0,5 Να αναφέρετε, αν οι ακόλουθες δηλώσεις είναι ΟΡΘΕΣ ή ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΕΣ και να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.. Το ph υδατικού διαλύματος οξέος 0,Μ είναι πάντοτε ίσο με και το ph υδατικού διαλύματος βάσης 0, Μ είναι πάντοτε ίσο με 3. Λάθος. Η τιμή του ph εξαρτάται από: α) Ισχύ του οξέος ή της βάσης β) από τον αριθμό των Η + ή ΟΗ - που αποδίδει στα υδατικά του διαλύματα ένα μόριο οξέος ή βάσης αντίστοιχα

3 3. Αν σε διάλυμα ασθενούς οξέος ΗΑ προσθέσουμε νερό τότε η Κ οξ (σταθερά διάστασης ) του οξέος αυξάνεται. Λάθος. Η Κ οξ μεταβάλλεται μόνο με τη θερμοκρασία + 3. Αν διάλυμα Η SO 4 θερμανθεί σε ανοικτό δοχείο το ph του αυξάνεται, ενώ αν θερμανθεί διάλυμα ΗCl, το ph του ελαττώνεται. Λάθος. H SO 4 : το ph ελαττώνεται γιατί εξατμίζεται πρώτα το νερό (το H SO δεν είναι αέριο, δεν είναι πτητική ουσία, και έχει ψηλό Σ.Ζ.) και η συγκέντρωση [Η + ] αυξάνεται HCl : το ph αυξάνεται γιατί η συγκέντρωση [Η + ] μειώνεται επειδή το HCl είναι αέριο (χαμηλότερο Σ.Ζ. από το νερό ) η διαλυτότητα του μέσα στο νερό ελαττώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας και φεύγει.,5 ΘΕΜΑ 3 (Μονάδες 3) 3. Να γράψετε τις χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων για να πετύχετε την μετατροπή που ακολουθεί : Fe FeCl 3(aq) Fe + 6 H SO 4 π/θ Fe (SO 4 ) SO +6 H O συντ.+,5 ή άλλο διασπώμενο οξειδωτικό οξύ Fe (SO 4 ) NaOH Fe(OH) Na SO 4 0,75συντ.+ 0,75 ή άλλη ευδιάλυτη βάση Fe(OH) HCl FeCl H O συντ.+. Να αναφέρετε a. ένα παράδειγμα χημικής αντίδρασης μεταξύ ενός οξέος και μιας βάσης κατά την οποία δεν έχουμε παραγωγή νερού. b. τις προϋποθέσεις για να πραγματοποιηθεί μια αντίδραση i. διπλής αντικατάστασης και ii. απλής αντικατάστασης. a) NH 3(g) + HCl (g) NH 4 Cl (s) 0,75 β) i) - ίζημα - αέριο ή πτητική ουσία 0,75 - ασθενής ηλεκτρολύτης ii) -μέταλλο πιο δραστικό από το υδρογόνο για μη διασπώμενα οξειδωτικά οξέα,5 -μέταλλο πιο δραστικό από μέταλλο άλατος -πολύ δραστικό μέταλλο στην αντίδραση μετάλλου με το Νερό 3. Δίνονται εφτά (7) διαλύματα και εφτά (7) δοχεία. Τα τρία (3) δοχεία από χαλκό, Cu, τα τρία (3) από αργίλιο,al, και το ένα από γυαλί. Τα διαλύματα είναι FeSO 4, HgCl, KCl, MgSO 4, Zn(NO 3 ), NaCl, HCl. Να επιλέξετε το κατάλληλο δοχείο για να τοποθετήσετε κάθε ένα από τα διαλύματα και να δικαιολογήσετε την επιλογή σας. HCl Λιγότερο δραστικός ο Cu από Η, Fe, Zn 0,75 + FeSO 4 Cu ZnSO 4 MgSO 4 NaCl KCl Λιγότερο δραστικό το Al από Mg,Να, Κ Al 0,75+ 4 HgCl γυαλί Λιγότερο δραστικός ο Hg από Cu, Al 0,75 4. Δίνονται τα ακόλουθα : Zn, AI(NO 3 ) 3(aq), Fe (NO 3 ) 3(aq). Να γράψετε a. το χημικό τύπο ενός αντιδραστηρίου που θα χρησιμοποιούσατε για να τα διακρίνετε και b. το εμφανές αποτέλεσμα που θα σας οδηγήσει στην διάκριση των πιο πάνω ουσιών. περίσσεια ΝaΟΗ Zn:Φυσαλίδες άχρωμου αερίου δ/μα Al(NO 3 ) 3 : Άχρωμο διάλυμα,5 δ/μα Fe(NO 3 ) 3 : Καστανέρυθρο ίζημα 3

4 ΘΕΜΑ 4 (Μονάδες 9 ) Πιο κάτω περιγράφεται σε διάγραμμα η Οδύσσεια που πέρασε ένα κομμάτι χάλκινο σύρμα στα χέρια ενός μαθητή. Μελετήστε το προσεχτικά. Cu () CuSO 4 () A (3) CuCl (4) Cu(NO 3 ) ( 5) περίσσεια ΝΗ 3 (aq) (7) (6) B CuO Να γράψετε a) τoυς χημικούς τύπους των αντιδραστηρίων /συνθήκες -7 που χρησιμοποίησε ο μαθητής για να επιτύχει τις μετατροπές που φαίνονται πιο πάνω, καθώς και τους χημικούς τύπους των ενώσεων Α και Β. : π/θ H SO 4 + α : δ/μα ΝαΟΗ 3: δ/μα ΗCl 4:ΑgΝΟ 3 ή Pb(ΝΟ 3 ) 5:θέρμανση 4 6:δ/μα H SO 4 7: Fe ή άλλο κατάλληλο Α: Cu(ΟΗ) Β:[Cu(ΝΗ 3 ) 4 ] + +ΟΗ - b) τις χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων : β Cu () CuSO 4, Α περίσσεια ΝΗ3 Β, CuSO 4 (7) Cu, CuCl (4) Cu(ΝΟ 3 ) Cu + H SO 4 π/θ CuSO 4 + SO + Η Ο συντ.+ Cu(ΟΗ) + 4 ΝΗ 3(aq) [Cu(ΝΗ 3 ) 4 ] + +ΟΗ - συντ. + CuSO 4 + Fe FeSO 4 + Cu CuCl + ΑgΝΟ 3 Cu(ΝΟ 3 ) + ΑgCl + ΘΕΜΑ 5 (Μονάδες ). Ο υδράργυρος είναι εξαιρετικά τοξική ουσία γιατί ανενεργοποιεί ορισμένα ένζυμα που επιταχύνουν βιοχημικές αντιδράσεις. 5 g δείγματος ψαριού τόνος που πήραμε από κάποιο ψαροκάραβο αναλύθηκαν και βρέθηκαν ότι περιέχουν.0-5 mol Ηg. Η νομοθεσία για τα τρόφιμα επιτρέπει περιεκτικότητα σε Ηg μέχρι ppm. Να βρεθεί αν ο τόνος που υπάρχει στο ψαροκάραβο πρέπει να καταναλωθεί ή να απορριφθεί. (Σημ. ppm σημαίνει μέρη μάζας ενός συστατικού ανά μέρη μάζας μίγματος.) mοl Hg 0 g Χ =4,0χ0-3 g χ0-5 mοl Hg Χ =; 4,0χ0-3 g Hg περιέχονται στα 5g τόνου Χ = ; 0 6 g τόνου Χ = 60,4 g Επιτρεπτό όριο ppm : g στα 0 6 g τόνου ο τόνος πρέπει να απορριφθεί αφού περιέχονται 60,4 g στα 0 6 g 4

5 . Η αιμοσφαιρίνη είναι μία χρωμοπρωτεΐνη με τέσσερα (4) άτομα Fe στο μόριο της. Να βρείτε τη μοριακή μάζα, Μr, της αιμοσφαιρίνης αν γνωρίζετε ότι η περιεκτικότητα σε Fe είναι 0,35%κ.μ.. μόριο αιμοσφαιρίνης 4 άτομα Fe Χ = 4 mοl ατόμων Fe mοl αιμοσφ.. Χ =; mοl ατόμων Fe 56 g 4 mοl ατόμων Fe Χ =; Χ =4 g Fe σε mol αιμ. 0,35% κ.μ. 0,35g Fe σε 00g αιμοσφαιρίνης 4g Fe Χ 3 =; Χ 3 = 6,4χ0 4 g Μr αιμοσφαιρίνης = 6,4χ Να βρείτε το χ αέριας ένωσης Η Χ Α αν σε κανονικές συνθήκες 90 ml της αέριας ένωσης Η Χ Α περιέχουν τον ίδιο αριθμό ατόμων υδρογόνου με 60 ml ΝΗ 3. mοl ΝΗ ml Χ =,67χ0-3 mοl Χ =; 60 ml μόριο ΝΗ 3 περιέχει 3 άτομα Η mοl ΝΗ 3 Χ =; Χ = 3 mοl ατόμων Η 3 mοl ΝΗ 3 3 mοl ατόμων Η,67x0-3 mοl ΝΗ 3 Χ 3 =; Χ 3 = 0,008 mοl ατόμων Η 4 0,008 mοl ατόμων Η στα 90 ml Η Χ Α Χ 4 =; άτομα Η Η Α 400 ml Χ 4 = mοl ατόμων Η 4. Αν από 00 mg ΝΗ 3 φεύγουν.0 μόρια αμμωνίας, να υπολογίσετε πόσα mol ΝΗ 3 απομένουν. mοl ΝΗ 3 6x0 3 μόρια Χ = 0,33χ0-3 mοl ΝΗ 3 φεύγουν Χ =; x0 μόρια mοl ΝΗ 3 7 g Χ =0,0058 mοl ΝΗ 3 αρχικά Χ =; 0, g (00 mg ΝΗ 3 ) Μένουν : 0,0058-0,33x0-3 = 0,005 mοl ΝΗ 3 ΘΕΜΑ 6 (Μονάδες 7) a) Πόσα ηλεκτρόνια έχει στην εξωτερική του στιβάδα άτομο στοιχείου που εμφανίζει αριθμό οξείδωσης μεταξύ - και ηλεκτρόνια 00 b) Ποια θα έπρεπε να είναι η ακριβής σχετική ατομική μάζα, Αr, του ισοτόπου 80 Hg. Δίνεται ότι το νετρόνιο και πρωτόνιο έχουν μάζες, και,00785 αντίστοιχα. 00 ; 80Ηg Ζ = 80 έχει 80p και 80e Α=00 n = =0 Ar = 80.(,0078 ) + 0(,0087)= 0,6658 Ar = 0,6680 5

6 3 4 c) Να βρείτε τον αριθμό των ηλεκτρονίων, πρωτονίων και νετρονίων που περιέχονται σε 9 g (γραμμάρια) του ισοτόπου 3 Η. άτομο 3 Η έχει p e n Χ= 6x0 3 p,5 Ψ = 6x0 3 e mοl ατόμων 3g 6x0 3 άτομα Χ =; Ψ =; Ζ =; Ζ = x0 3 n 3g έχουν 6x0 3 p 6x0 3 e χ0 3 n Χ = 8x0 3 p Ψ =8x0 3 e 9g έχουν Χ =; Ψ =; Ζ =; Ζ =36x0 3 n A A d) Δίνονται τα άτομα Z Χ, Z ψ. Να γράψετε i. ποια σχέση πρέπει να υπάρχει μεταξύ των Α, Α και Ζ, Ζ ώστε τα Χ και Ψ να είναι ισότοπα. ii. τί ομοιότητες και τί διαφορές έχουν ως προς τις ιδιότητες τους τα ισότοπα ενός i) Α Α Ζ =Ζ στοιχείου. Να δώσετε εξήγηση. ii) Ίδιες χημικές ιδιότητες γιατί έχουν ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων (χημική συμπεριφορά εξαρτάται από ηλεκτρόνια της εξωτερικής στιβάδας). Διαφορετικές φυσικές γιατί εξαρτόνται από ατομική μάζα ( μαζικό αριθμό) ΘΕΜΑ 7 (Μονάδες 0 ). Ένας μαθητής για να μελετήσει τη φύση δυο διαλυτών Χ και Ψ έκανε το πιο κάτω πείραμα: Πήρε πέντε δοκιμαστικούς σωλήνες Α-Ε. Σε μερικούς από αυτούς έβαλε μικρή ποσότητα από το διαλύτη Χ και στους υπόλοιπους έβαλε μικρή ποσότητα από το διαλύτη Ψ. Κατόπιν στους σωλήνες Α, Β, Γ πρόσθεσε μικρή ποσότητα στερεού υδροξειδίου του νατρίου, ΝaΟΗ, και στους σωλήνες Δ και Ε πρόσθεσε μερικούς κόκκους ιωδίου, Ι, και ανάδευσε. Παρατήρησε ομοιογενές μίγμα μόνο στους σωλήνες Α, Γ και Ε. Στη συνέχεια ανάμιξε το περιεχόμενο των σωλήνων Β και Δ,ανακίνησε ισχυρά και το άφησε σε ηρεμία. a) Να καθορίσετε τη φύση του διαλύτη που περιέχεται σε καθένα από τους σωλήνες Α-Ε δικαιολογώντας την απάντησή σας. b) Να προτείνετε δύο πιθανούς διαλύτες που χρησιμοποίησε ο μαθητής. c) Να αναφέρετε τις παρατηρήσεις που έκανε μετά την ανάμιξη του περιεχομένου των σωλήνων Β και Δ δίνοντας και τις απαραίτητες εξηγήσεις. Τα όμοια διαλύουν όμοια. α) Α : πολικός διαλύτης - διαλύει ΝaΟΗ ιοντική ένωση Β : απολικός διαλύτης- δεν διαλύει ΝaΟΗ Γ : πολικός διαλύτης - διαλύει ΝaΟΗ ιοντική ένωση Δ : πολικός διαλύτης δεν διαλύει το Ι (απολική ουσία) Ε : απολικός διαλύτης Διαλύει το Ι β) πολικός νερό απολικός πετρέλαιο γ) Δύο στιβάδες - τα υγρά δεν αναμιγνύονται κάτω άχρωμο δ/μα πολικός διαλύτης διαλύει το ΝaΟΗ πάνω ιώδες δ/μα (κόκκινο) απολικός διαλύτης διαλύει το Ι 5,5 6

7 . Με βάση τις καμπύλες διαλυτότητας των χημικών ενώσεων που δίνονται πιο κάτω να απαντήσετε στις ερωτήσεις που ακολουθούν. a) Τι θα παρατηρήσετε αν ψυχθεί ένα κορεσμένο διάλυμα χλωρικού καλίου, KClΟ 3, από τη θερμοκρασία των 70 0 C στη θερμοκρασία των 0 0 C. b) Ένα διάλυμα έχει παρασκευαστεί με διάλυση 60g νιτρικού νατρίου, ΝaΝΟ 3, σε 00g Η Ο στους 40 0 C. Να δηλώσετε αν είναι κορεσμένο ή ακόρεστο και να δικαιολογήσετε την απάντησή σας. c) Σε ποια από τις χημικές ενώσεις παρατηρείται αύξηση της διαλυτότητας με την ελάττωση της θερμοκρασίας. α) Κρυστάλλωση KClO 3 (κατακάθιση ιζήματος) β) Ακόρεστο μπορεί να διαλύσει και άλλη ουσία, η διαλυτότητα του στους 40 0 C είναι 05g /00g Η Ο γ) Ce (SO 4 ) 3 3 ΘΕΜΑ 8 (Μονάδες 0 ). Να υπολογίσετε την % κ.μ. περιεκτικότητα διαλύματος που παρασκευάζεται με διάλυση 5 g χλωριούχου νατρίου, ΝaCl, σε 45 ml νερού. 45mL H O = 45g H O ( ρ HO =g/ml) m δ/μα = m διαλυμένης ουσίας + m διαλύτης =5g + 45g =60g % κ.μ. g διαλυμένης ουσίας/ 00g δ/τος 5g ΝαCl σε 60g δ/τος Χ=5g Χ=; 00g δ/τος 5%κ.μ.. Διαθέτουμε δύο υδατικά διαλύματα : α) με ph = και β) με ph = 4 Να αποδείξετε ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι ορθή; i) [ H + ] a = [ H + ] β ii) [ H + ] a = / [ H + ] β iii) [ H + ] a = 00 [ H + ] β iv) [ H + ] a = /00 [ H + ] β ph= [ H + ] a = 0 -ph =0 - ph=4 [H + ] β = 0 -ph =0-4 [ H + ] a / [H + ] β =00 [ H + ] a = 00/ [H + ] β 7

8 3. g ακάθαρτου (NH 4 ) SO 4, θερμάνθηκαν με περίσσεια διαλύματος ΝaΟΗ. Το αέριο προϊόν της αντίδρασης διαβιβάστηκε σε ογκομετρική φιάλη των 50mL που περιείχε 5 ml διαλύματος ΗCl Μ και κατόπιν συμπληρώθηκε με αποσταγμένο νερό μέχρι τη χαραγή. 50 ml από το διάλυμα αυτό ογκομετρήθηκε με διάλυμα ΝαΟΗ 0.Μ. Καταναλώθηκαν,5 ml διαλύματος ΝaΟΗ. Να βρείτε την % καθαρότητα του (NH 4 ) SO 4. ΝaΟΗ 3 0, mol 000mL δ/τος X =,5x0-3 mol ΝaΟΗ X =;,5 ml δ/τος HCl i) Αρχική ποσότητα mol 000mL δ/τος Χ = 5χ0-3 mol ΗCl Χ =; 5mL δ/τος Αυτή η ποσότητα περιέχεται και στα 50mL δ/τος HCl + NaOH NaCl + H O mol mol X 6 =;,5x0-3 mol X 6 =,5x0-3 mol HCl ii) Περίσσεια που ογκομετρήθηκε με το δ/μα του ΝαΟΗ,5χ0-3 mol 50mL δ/τος Χ 3 =; 50 ml δ/τος Χ 3 = 6,5χ0-3 mol ΗCl iii)ποσότητα που αντέδρασε με αμμωνία Aρχική ποσότητα περίσσεια = 5χ ,5χ0-3 = 8,5χ0-3 mol ΗCl HCl + NH 3 NH 4 Cl mol mol 8,75x0-3 mol X 5 =; X 5 = 8,75x0-3 mol NH 3 (NH 4 ) SO 4 + NaOH NH 3 + H O + Na SO 4 mol mol X 4 =; 8,75x0-3 mol X 4 = 9,37x0-3 mol (NH 4 ) SO 4 Mr (NH4)SO4 = 3 και mol (NH 4 ) SO 4 3 g 9,37x0-3 mol Χ 7 =; X 7 =,36g Στα g ακάθαρτου,3g καθαρό 00g ακάθαρτου X 8 =; X 8 =6,8g 6,8% καθαρότητα ΘΕΜΑ 9 (Μονάδες 5) ) Δώστε εξηγήσεις για τις πιο κάτω προτάσεις a) η ογκομέτρηση ασθενούς βάσης με ασθενές οξύ δεν εφαρμόζεται στην πράξη. b) στην καμπύλη εξουδετέρωσης ισχυρού μονοπρωτικού οξέος 0,Μ με ισχυρή μονοϋδροξυλική βάση 0,Μ μετά την εξουδετέρωση η τιμή του ph ελάχιστα μεταβάλλεται και δεν φτάνει στην τιμή 3 έστω και αν συνεχίζουμε να προσθέτουμε διάλυμα βάσης. c) κατά τις ογκομετρήσεις επιβάλλεται να χρησιμοποιούμε αραιά διαλύματα μέτρου στην προχοΐδα. d) το διάλυμα του οξαλικού οξέος χρησιμοποιείται σαν πρότυπο διάλυμα. α) Γιατί η εξουδετέρωση συντελείται σε ένα σημείο και έτσι δεν υπάρχει κατάλληλος δείκτης, oι δείκτες έχουν ζώνη εκτροπής που περιλαμβάνει πολλές τιμές ph, για αναγνώριση του τελικού σημείου. β) Γιατί το δ/μα είναι αραιωμένο λόγω του όγκου του δ/τος του οξέος (άγνωστο). γ) Έτσι ώστε ο απαιτούμενος όγκος του μέτρου για την εξουδετέρωση να είναι πιο μεγάλος και η πιθανότητα σφάλματος μικρότερη αφού προσθέτουμε μικρότερη ποσότητα (mοl) μέτρου. δ) Γιατί έχει τις ακόλουθες ιδιότητες: διατίθεται σε ψηλό βαθμό καθαρότητας,5 είναι σταθερό στον αέρα, δεν είναι υγροσκοπικό και διαλύεται εύκολα στο νερό έχει αρκετά μεγάλη μοριακή μάζα (το σφάλμα από τη ζύγιση του είναι αμελητέο) αντιδρά γρήγορα και πλήρως 8

9 ) Ένας μαθητής για να υπολογίσει τη μοριακή μάζα, Μr, ενός ασθενούς μονοπρωτικού οξέος έκανε τις ακόλουθες πειραματικές διαδικασίες. a) Ζύγισε με ακρίβεια ποσότητα 04 g στερεού οξέος και τα διάλυσε στην απαιτούμενη ποσότητα αποσταγμένου νερού ώστε να παρασκευάσει 00 ml διαλύματος του οξέος. b) Ζύγισε με ακρίβεια ποσότητα,53g στερεού ΝaΟΗ και τα διάλυσε στην απαιτούμενη ποσότητα αποσταγμένου νερού ώστε να παρασκευάσει 000 ml διάλυμα ΝaΟΗ. c) Έκανε τέσσερις (4) ογκομετρήσεις, χρησιμοποιώντας κάθε φορά 5 ml διαλύματος του οξέος, με μέτρο το διάλυμα ΝaΟΗ στην παρουσία κατάλληλου δείκτη. d) Τα αποτελέσματα των μετρήσεων του φαίνονται πιο κάτω: V =8,4 ml, V =8,3 ml, V 3 =8,7 ml, V 4 =8,5 ml. α Ζητούνται: a. το όνομα ενός δείκτη κατάλληλου που θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει ο μαθητής για την πιο πάνω ογκομέτρηση και πώς αναγνώρισε το τελικό σημείο με βάση το δείκτη αυτό b. η μοριακή μάζα, Μr, του οξέος c. η σταθερά διάστασης του οξέος, αν κατά την πιο πάνω ογκομέτρηση μετά την προσθήκη 0mL της βάσης το διάλυμα έχει ph= 4. φαινολοφθαλεΐνη -το δ/μα από άχρωμο γίνεται ιώδες (ρόζ) β γ ΝaΟΗ mol 40g X =;,53g X = 0,0633 mol 0,0633 Μ V= V + V + V 4 /3 = 8,4+8,3+8,5/3=8,4 ml V 3 απορρίπτεται γιατί η διαφορά του από τους υπόλοιπους όγκους είναι μεγαλύτερη από ± 0,mL NaOH 0,0633 Μ 0,0633mol 000mL X =,64x0-3 mol X =; 8,4mL HA + NaOH NaA + H O mol mol X 3 =;,64x0-3 mol X 3 =,6x0-3 mol HA HA,6x0-3 mol 5 ml δ/τος Χ 4 = 4,656χ0-3 mol X 4 =; 00mL δ/τος 4,656χ0-3 mol 04 g X 5 = 09,6 g Mr = 09,6 mol X 5 = ; 4,656χ0-3 mol 00mL δ/τος X 6 = 0,046 mol 0,046 M X 6 =; 000mL δ/τος Κ οξ =; ΝaΟΗ 0 ml 0,0633Μ και ΗΑ 5 ml 0,046Μ και ph =4 [Η + ]= 0-4 mol / L ΝaΟΗ 0 ml 0,0633Μ 0,0633Μ 0,0633 mol 000mL δ/τος X 7 = 6,33χ0-4 mol X 7 =; 0mL δ/τος ΗΑ 5 ml 0,046Μ 0,046Μ 0,046 mol 000mL δ/τος X 8 =,5x0-3 mol X 8 =; 5mL δ/τος HA + NaOH NaA + H O mol mol mol mol Αρχικά :,5χ0-3 mol 6,33χ0-4 mol 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 9

10 Αντιδρούν/ 6,33χ0-4 mol 6,33χ0-4 mol Παράγουν: 6,33χ0-4 mol Μένουν: 5,7χ0-4 mol 6,33χ0-4 mol Τελικά : ΗΑ 5,7χ0-4 mol / 35 ml NaA - 6,33χ0-4 mol / 35 ml X 9=; 000mL X 0 =; 000mL X 9 = 4,77x0-3 mol /L X 0 = 8,08x0-3 mol/l HA H + + A - NaA Na + + A - C οξ - X X X C αλ C αλ C αλ Κ οξ = [H + ] [A - ] / [HA] = X( X+ C αλ ) / (C οξ - X) = X C αλ / C οξ γιατί Χ πολύ μικρό Κ οξ = ,08x0-3 /4,77x0-3 =, χ Διαθέτουμε διάλυμα οξικού οξέος συγκέντρωσης 0,Μ και διάλυμα οξικού νατρίου συγκέντρωσης 0,Μ. Να υπολογίσετε τον όγκο από το κάθε διάλυμα που θα πρέπει να αναμίξετε για να σχηματιστεί 00 ml ρυθμιστικό διάλυμα με ph =5,3. (Δεν χρειάζεται απόδειξη των τύπων) 3 CH 3 COOH CH 3 COO - + H +, CH 3 COONa CH 3 COO - + Na + C οξ - X X X C αλ C αλ C αλ ph =5,3 [Η + ]= 0-5,3 mol / L = 5,0x0-6 mol / L Κ οξ = X C αλ / C οξ C οξ / C αλ = 5,0x0-6 /,8x0-5 =0,78 V οξ = Ζ και άρα V αλ =(00-Ζ ) mοl CH 3 COOH mοl CH 3 COOΝa 0,. Ζ / 000 mοl 0,(0-Ζ) / 000 mοl στα 00 ml Ψ =; Ψ =; στα 000 ml Ψ = 0,.Ζ./ 00 Ψ = 0,.(00-Ζ)/00 C oξ = 0,.Z/00 και C αλ = 0,.(00-Ζ)/00 0,78 = C οξ / C αλ = 0,.Ζ/00 /0,.(00-Ζ)/00 Ζ =,7mL V οξ =,7 ml και V αλ = 78,3 ml ή Κ οξ = X C αλ / C οξ C οξ / C αλ = 5,0x0-6 /,8x0-5 =0,78 V οξ = Ζ και άρα V αλ =(00-Ζ ) Μετά από απλοποίηση των όγκων 0,78 = C οξ / C αλ = 0,.Ζ / 00 /0, (00 Ζ)/00 Ζ =,7mL V οξ =,7 ml και V αλ = 78,3 ml 0, ΤΕΛΟΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ