KΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΟΞΕΑ. Print to PDF without this message by purchasing novapdf (

Transcript

1 KΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΟΞΕΑ

2 Λυμένες ασκήσεις 1. Σ ένα μπουκάλι περιέχεται 1 L κρασιού 11,5 (11,5% v/v). Το κρασί αυτό μετατρέπεται με οξική ζύμωση σε ξίδι σε ποσοστό 75%. Να υπολογιστεί η μάζα του CH 3 COOH που παράγεται. Δίνεται ότι η πυκνότητα της αιθανόλης είναι ρ = 0, 8 g/ml. Λύση Υπολογίζουμε την ποσότητα της CH CH OH που περιέχεται αρχικά 1 L κρασιού περιεκτικότητας 11,5% v/v. Σε 100 ml κρασί περιέχονται 11,5 ml CH CH OH >> 1000 >> >> x >> x = 115 ml Η μάζα της CH CH OH είναι m = ρ V ή m = 0,8 g/ml 115 ml = 92 g. Ο αριθμός των moles της CH CH OH (Μ = 46) είναι n = Μ / ή n = / = 2 mol Η αιθανόλη μετατρέπεται με οξική ζύμωση σε οξικό οξύ σε ποσοστό 75%, oπότε η ποσότητα που ζυμώθηκε είναι n = 75 n = 0,75 2 = 1,5 mol 100 Η χημική εξίσωση της οξικής ζύμωσης είναι CH CH OH + Ο CH COOH + H O 1,5 mol 1,5 mol Άρα η ποσότητα του CH COOH(Μ = 60) που παράγεται είναι m = n Μ ή m = 1,5 mol 60 g/mol = 90 g

3 2. 3,7 g ενός κορεσμένου μονοκαρβοξυλικού οξέος απαιτούν για πλήρη εξουδετέρωση 100 ml διαλυματος ΝaOH 0,5 M. Ποιος είναι ο συντακτικός τύπος του οξέος; Λύση Έστω C ν Η ν COOH ο τύπος του οξέος και x mol η ποσότητά του. Από τη μάζα του οξέος (Μ = 14ν + 46) προκύπτει ότι n = Μ / ή x =, ν (1) Η χημική εξίσωση της αντίδρασης εξουδετέρωσης είναι C ν Η ν COOH + ΝaOH C ν Η ν COOΝa + H O x mol x mol Η ποσότητα του ΝaOH που αντιδρά είναι n = cv ή n = 0,5 0,1 L = 0,05 mol, άρα x = 0,05 (2) Αντικαθιστώντας στην εξίσωση (1) όπου x = 0,05, προκύπτει ότι ν = 2, οπότε ο συντακτικός τύπος του οξέος είναι CH CH COOH. 3. Σε 100 ml διαλύματος CH 3 COOH 1 Μ προσθέτουμε 10 g NaOH. Το διάλυμα που προκύπτει θερμαίνεται για να εξατμίσει πλήρως το νερό και παίρνουμε στερεό υπόλειμμα Α. α. Ποια είναι η σύσταση του υπολείμματος Α; β. Το στερεό υπόλειμμα Α πυρώνεται μέχρι να σταματήσει η ελευθέρωση αερίου Β. Ποιος είναι ο όγκος του αερίου, μετρημένος σε συνθήκες STP; Λύση α. Υπολογίζουμε τις αρχικές ποσότητες CH COOH και NaOH. CH COOH: n = cv ή ΝaOH: n = Μ / ή n = n = 1 / 0,1L = 0,1 mol = 0,25 mol Με βάση τις αρχικές ποσότητες και τη στοιχειομετρία της αντίδρασης εξουδετέρωσης συμπεραίνουμε ότι το ΝaOH βρίσκεται σε περίσσεια, όποτε αντιδρά πλήρως το CH COOH.

4 Το στερεό υπόλειμμα Α που μένει μετά την εξάτμιση του H O περιεχει 0,1 mol CH COOΝa και 0,15 mol ΝaOH (περισσεια). β. Με πύρωση του στερεού υπολείμματος γίνεται αποκαρβοξυλίωση και ελευθερώνεται CH (αέριο Β). Το ΝaOH βρίσκεται σε περίσσεια, οπότε αντιδρά πλήρως το CH COOΝa. Ο όγκος του CH, μετρημένος σε συνθήκες STP, είναι V = 0,1 mol 22,4 L mol = 2,24 L

5 Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής Στις πιο κάτω ερωτήσεις βάλτε σε ένα κύκλο το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. Τα κορεσμένα μονοκαρβοξυλικά οξέα έχουν το γενικό μοριακό τύπο: α. C ν Η 2ν+1 Ο 2 με ν 1 γ. C ν Η 2ν Ο 2 με ν 1 β. C ν Η 2ν+2 Ο 2 με ν 1 δ. C ν Η 2ν-2 Ο 2 με ν 1 2. O γενικός τύπος για τα κορεσμένα μονοϋδροξυ-μονοκαρβοξυλικά οξέα είναι: α. C ν H 2ν+1 (OH)COOH γ. C ν H 2ν-1 (OH)COOH β. C ν H 2ν (OH)COOH δ. C ν H 2ν+2 (OH) 3. Το οξικό οξύ και το μυρμηγκικό οξύ: α. είναι ισομερείς ενώσεις β. ανήκουν στην ίδια ομόλογη σειρά γ. είναι ισχυρά οξέα δ. δεν ισχύει τίποτε από τα παραπάνω. 4. Οι κορεσμένες ισομερείς ενώσεις που συμβολίζονται με το χημικό τύπο C 3 H 7 COOH είναι: α. μία β. δύο γ. τρεις δ. τέσσερις. 5. Τα προϊόντα της οξικής ζύμωσης είναι: α. αιθανικό οξύ και νερό γ. αιθανόλη και νερό β. ένα οξύ και διοξείδιο του άνθρακα δ. οξαλικό οξύ και νερό. 6. Το οξικό οξύ είναι ασθενές οξύ διότι: α. δεν είναι πολύ διαλυτό στο νερό β. ιονίζεται σε μικρό βαθμό γ. αντιδρά μόνο με πολύ δραστικά μέταλλα

6 δ. αντιδρά μόνο με ισχυρές βάσεις. 7. Το αιθανικό οξύ είναι: α. υγρό, άχρωμο, ευδιάλυτο στο νερό β. ευδιάλυτο στο νερό και άοσμο γ. αέριο που υγροποιείται εύκολα, ευδιάλυτο στο νερό δ. ελαιώδες υγρό, ελάχιστα διαλυτό στο νερό. 8. Το ξίδι έχει ξινή γεύση διότι: α. περιέχει οργανικές ενώσεις β. περιέχει Η + γ. είναι υδατικό διάλυμα δ. είναι οξύ, σύμφωνα με τη θεωρία του Arrhenius. 9. Το οργανικό προϊόν της αντίδρασης μεθανικού οξέος με 2-προπανόλη είναι: α. μεθανικός ισοπροπυλεστέρας γ. προπανικός ισοπροπυλεστέρας β. προπανικός μεθυλεστέρας δ. μεθανικός προπυλεστέρας. 10. Από τα μέταλλα Ca, Zn, Ag και Na αντιδρούν με το οξικό οξύ: α. το Ca, ο Zn και το Na γ. ο Zn και το Na β. το Na δ. όλα.

7 Ασκήσεις - προβλήματα 1. Για την εξουδετέρωση 3g ενός κορεσμένου μονοκαρβοξυλικού οξέος Α απαιτήθηκαν 0,05mol NaOH. α) Βρείτε το συντακτικό τύπο του οξέος Α. β) Υπολογίστε τη μάζα του άλατος που παράχθηκε απ αυτή την εξουδε-τέρωση. Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες των στοιχείων: C: 12, H: 1, O: 16, Na: Υπολογίστε τους όγκους σε STP των αερίων που ελευθερώνονται κατά την επίδραση 0,1mol οξικού οξέος: α) σε περίσσεια Na 2 CO 3 β) σε περίσσεια NaHCO 3 γ) σε 2,3g Na. Δίνεται η σχετική ατομική μάζα του: Na: Υπολογίστε τη μάζα του οξέος και τη μάζα της βάσης που απαιτούνται για την παρασκευή: α) 1mol αιθανικού νατρίου και β) 31,6g αιθανικού ασβεστίου. Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες των στοιχείων: C:12, H: 1, O: 16, Na: 23, Ca: Κατά την εξουδετέρωση 0,5mol ενός κορεσμένου μονοκαρβοξυλικού οξέος με CaO παράχθηκαν 32,5g άλατος. α) Υπολογίστε τη μάζα του CaO που αντέδρασε. β) Βρείτε το συντακτικό τύπο του οξέος. Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες των στοιχείων: C: 12, H: 1, O: 16, Ca: Πόσα g καυστικού νατρίου απαιτούνται για την εξουδετέρωση 0,2mol οξικού οξέος και πόσα g άλατος θα παραχθούν από την εξουδετέρωση αυτή; Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες των στοιχείων: C: 12, H: 1, O: 16, Na: Κατά την εξουδετέρωση 10mL ενός διαλύματος Δ οξικού οξέος καταναλώθηκαν 20mL διαλύματος NaOH 0,5M. Υπολογίστε τον όγκο του διαλύματος Δ που απαιτείται για την εξουδετέρωση: α) 2,8g CaO β) 10mL διαλύματος ΚΟΗ 2Μ. Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες των στοιχείων: O: 16, Ca: 40.

8 7. 15g ενός κορεσμένου μονοκαρβοξυλικού οξέος αναμείχθηκαν με περίσσεια κορεσμένης μονοσθενούς δευτεροταγούς αλκοόλης. Διαπιστώθηκε ότι αντέδρασε το 80% του οξέος και παράχθηκαν 20,4g ενός εστέρα με μοριακή μάζα 102. Βρείτε: α) το μοριακό τύπο του εστέρα β) τους συντακτικούς τύπους του οξέος, της αλκοόλης και του εστέρα. Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες των στοιχείων: C: 12, H: 1, O: Να υπολογισθούν ο όγκος διαλύματος Δ 1 NaOH συγκέντρωσης 1Μ που απαιτείται για την εξουδετέρωση 200mL διαλύματος Δ 2 αιθανικού οξέος περιεκτικότητας 1,5%w/v. Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες των στοιχείων: C: 12, H: 1, O: Για την εξουδετέρωση 50mL διαλύματος Δ 1 μεθανικού οξέος καταναλώ-θηκαν 20mL διαλύματος NaOH 0,5M. Υπολογίστε: α) τη συγκέντρωση του διαλύματος Δ 1 β) τον όγκο σε STP του αερίου που θα ελευθερωθεί, αν σε 100mL του διαλύματος Δ 1 προστεθούν 1,3g σκόνης Zn. Δίνεται η σχετική ατομική μάζα: Zn: Ένα διάλυμα Δ οξικού οξέος χωρίζεται σε δύο ίσα μέρη. Στο πρώτο μέρος του διαλύματος προσθέτουμε περίσσεια Zn και ελευθερώθηκε ένα αέριο όγκου 2,8L σε STP. α) Γράψτε τη χημική εξίσωση της αντίδρασης που πραγματοποιήθηκε και υπολογίστε τη μάζα του οξικού οξέος που περιέχονταν στο διάλυμα Δ. β) Υπολογίστε τον όγκο ενός διαλύματος NaOH συγκέντρωσης 2Μ που απαιτείται για την εξουδετέρωση του δεύτερου μέρους του διαλύματος Δ. Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες των στοιχείων: C: 12, H: 1, O: 16.