2011ko UZTAILA KIMIKA

Transcript

1 A AUKERA 2ko UZTAILA KIMIKA P.. 8 g hidrogeno eta g iodo (biak gasegoeran eta molekula gisa) berotzen ditugunean, orekan 279 g hidrogeno ioduro (gasegoeran) sortzen dira 55 ºCan (arinki exotermikoa da erreakzioa). Arrazoituz, erantzun iezaiezu galdera hauei: Zein da konposizioa orekan baldin eta, tenperatura berean, 5 mol iodo eta 5 mol hidrogeno nahasten badira? (.3 PUNTU) Zer eragin izan dezakete orekaren gainean, hau da, zein aldetara desplazatuko dute oreka aldaketa hauek: tenperaturak, presioak, katalizatzaile baten presentziak. (.2 PUNTU) DATUAK: masa atomikoa (I) = 26.9, masa atomikoa (H) = Erreakzioa, H 2 (g) I 2 (g) 2 HI(g) Moletan adierazita substantzien kantitateak, Hidrogeno, 8 g ( mol H 2 /2 g) = 9 mol H 2 Iodoa, 522,8 g ( mol I 2 /253,8 g) = 6 mol I 2 Hidrogeno ioduroa, 279 g ( mol HI/27,9 g) = mol HI Egin dezagun taula bat kalkulatzeko erreakzioari dagokion orekakonstantea Hidrogenoa Iodoa Hidrogeno ioduroa Hasierako molak 9 6 Erreakzionatzen duten x x molak Eratzen diren molak 2x = Orekako molak 9x = 4 6x = Orekako kontzentrazioak 4/V /V /V Taulan ikusten den bezala x=5 da eta datu horrekin bete egin dugu orekako datuak. Bolumena V da. Orekakonstantearen ekuazioan datuak ordezkatuz, Kc= [ HI ]2 (/V )2 = [H 2 ] [ I 2 ] (4 /V ) (/V ) =25.galderari erantzuteko taula berri bat beteko dugu,

2 Hidrogenoa Iodoa Hidrogeno ioduroa Hasierako molak 5 5 Erreakzionatzen duten x x molak Eratzen diren molak 2x Orekako molak 5x 5x 2x Orekako kontzentrazioak (5x)/V (5x)/V 2x/V Orekakonstantearen ekuazioan datuak ordezkatuz, 2 [ HI ]2 Kc= ((5 x)/v ) ((5 x)/v ) =25 [H 2 ] [ I 2 ] = (2x/V ) Eta ekuazioa ebatziz, x = 3,57 (beste emaitza ezinezkoa da) Orekako konposizioa, Hidrogeno, 5 3,57 =,43 mol H 2 Iodoa,,43 mol I 2 Hidrogeno ioduroa, 2 3,57 = 7,4 mol HI Tenperatura handiagotzen bada ezkerrerantz desplazatuko da, alde horretarantz endotermikoa delako. Presioren aldakuntzak ez du inolako eraginik orekan alde bietan molkopuru berdina dagoelako. Katalizatzaile batek aldatuko du erreakzioaren abiadura baina orekarik ez. P.2. Beste produktuekin ez nahasteko oharra dakarte etiketan etxeko zenbait garbigarrik. Sobera dagoen potasio heptaoxodikromato(vi) (potasio dikromato) eta.8 mol hidrogeno kloruro nahastuta, kloroa (gasegoeran), kromo(iii) kloruroa, potasio kloruroa eta ura sortzen dira. Arrazoituz, egin itzazu jarduera hauek: Formulatu, doitu ioielektroiaren metodoa erabiliz, eta osa ezazu dagokion ekuazio molekularra. Argi eta garbi adierazi behar dituzu oxidatzailea eta erreduktorea. (.5 PUNTU) Kalkula ezazu zer bolumen kloro gas (arriskutsua) askatuko den aurreko prozesuan (25 ºCan eta 73 mm Hgan neurtuta). ( PUNTU) DATUAK: R =.82 L atm mol K Erreakzioa: K 2 Cr 2 O 7 HCl Cl 2 CrCl 3 KCl H 2 O Oxzenb: Modu ionikoan: 2 K Cr 2 O 7 2 H Cl Cl 2 Cr 3 3 Cl H 2 O Oxidazioa: Cl Cl 2 Erredukzioa: Cr 2 O 7 2 Cr 3

3 Karga eta materia doituz gero, ingurunea azidoa da; beraz, H ioiak eta ura sartuko dugu Oxidazioa: 2 Cl (2e ) Cl 2 Erredukzioa: Cr 2 O H (6e ) 2 Cr 3 7 H 2 O Oxidazioa bider 3 biderkatuko dugu eta gero batu bi erreakzioerdiak: 6 Cl Cr 2 O H 3 Cl 2 2 Cr 3 7 H 2 O Erreakzio molekular doituta: K 2 Cr 2 O 7 4 HCl 3 Cl 2 2 CrCl 3 2 KCl 7 H 2 O *begi bistan doitu dut azkenengo pausoa. Oxidatzailea potasio dikromatoa da eta erreduktorea hidrogeno kloruroa.,8 mol HCl 3 mol Cl 2 4 mol HCl =,7 mol Cl 2 Gas idealen ekuazioa erabiliz, PV=nRT (73/76) atm V =,7,82 (27325) K V = 4,36 L Cl 2 C.. Etanol likidoaren oxidazioan, gasegoeran dagoen oxigenosoberakinarekin, etanal gaseosoa eta ur likidoa (25 ºCan) lortzen dira. Aurki ezazu prozesuaren H eta kalkula ezazu zer energia kantitate zurgatuko edo askatuko den 23.5 g etanol likido oxidatzen direnean. (.5 PUNTU) DATUAK: Formazioentalpia estandarrak: etanola (278 kj mol ); etanala (94 kj mol ); ura (286 kj mol ). Masa atomikoak: (C) = 2; (O) = 6; (H) = Erreakzioa, C 2 H 5 OH (l) ½ O 2 (g) CH 3 CHO (g) H 2 O (l) H o = Σ H o f produktuak Σ H o f erreaktiboak H o = H o f CH 3 CHO (g) H o f H 2 O H o f C 2 H 5 OH (l) (*O 2 rena nulua da) Datuak ordezkatuz, H o = (278) kj mol = 22 kj mol 23,5 g e tan ol mol e tan ol 46 g e tan ol ( 22 kj ) = 3,2 kj mol e tan ol Askatu egiten da energia

4 C.2. Irudika ezazu laborategiko muntaia esperimentalaren eskema eta azal ezazu gutxi gorabehera nola egin ozpinaren azidotasuna zehazteko prozesua. (DATUA: Azido etanoikoaren edukiak eragiten du ozpinaren azidotasuna) (2 PUNTU) a) ozpina %5 bureta prezipitatuontzia tanta kontagailua balantza Erlenmeyer matrazea Matraze aforatua b) Disolbatzen dugu ozpina (5 ml) uretan eta erlenmeyer matrazean sartu. Buretan NaOH, M den disoluzioa sartu. Lehenago prestatu dugu disoluzio hori. NaOHtan, M den disoluzioaren litro bat prestatzeko, mol NaOH behar dugu eta gramotan:, mol NaOH (4 g NaOH/ mol NaOH) = 4 g NaOH. Kantitate hori balantza batez pisatuko dugu eta litro bateko matraze aforatu batean sartu eta ur gehitu bolumen osoa litro bat izan arte (markaraino). Erlenmeyerra ozpinarekin bureta azpian kokatuko dugu eta fenolftaleina (adierazlea) tanta pare bat gehituko dugu. Balorazioa hasiko dugu bureta zabalduz. Erlenmeyer matrazean dagoena larrosa bihurtzen denean neutralizazioa bukatu da. Une horretan neurtzen da gastatutako NaOHren disoluzioaren bolumena (33 ml) ondorengo kalkuluak egiteko c) Erreakzioa: CH 3 COOH NaOH CH 3 COONa H 2 O Gastatutako NaOHren mol kopurua =, M,33 L =,33 mol NaOH Azidoa eta basearen arteko erlazio estekiometrikoa : da; beraz, behar izan dira,33 mol azido azetiko Azidoaren molaritatea :,33 mol azido azetiko /,5 L =,66 M d) Jakiteko etiketakoa ondo dagoen ala ez pisutan bihurtuko dugu. Disoluzioaren dentsitatea = g/ cm 3 = 3 g/l (,66 mol azido/l disoluzio) (6 g azido/ mol azido) ( L disoluzio/ 3 g disoluzio) =,396 g azido / g disoluzio Ehunekotan emanda = %3,96

5 C.3. Formulatu eta izenda itzazu 3 karbono atomoko erradikal alkilo asea duten amina primario guztiak. (.5 PUNTU) propilamina metiletilamina H 2 N CH 2 CH 2 CH 3 CH 3 H 2 N CH CH 3 B AUKERA P.. Pentaboranoa, B 5 H 9, ondoko erreakzioaren arabera erretzen da: 2 B 5 H 9 (l) 2 O 2 (g) 5 B 2 O 3 (s) 9 H 2 O (l) Kalkulatu: Erreakzioaren entalpia estandarra (.25 PUNTU) Pentaborano gramo baten errekuntzak askatzen duen beroa (.25 PUNTU) DATUAK: Formazioentalpiak : H f B 5 H 9 = 73,2 kj.mol ; H f B 2 O 3 = 263,6 kj.mol ; H f H 2 O = 286 kj.mol Masa atomikoak: B =,8; H = ; O = 6 Erreakzioaren entalpiaren aldakuntza, H o = Σ H o f produktuak Σ H o f erreaktiboak H o = 5 H o f B 2 O 3 (s) 9 H o f H 2 O(l) 2 H o f B 5 H 9 (l) (*O 2 rena nulua da) Datuak ordezkatuz, H o = 5 (263,6) 9 (286 kj.mol ) 2 (73,2 kj.mol ) = 9.38,4 kj g pentaborano mol pentaborano 63 g pentaborano 9.38,4 kj = 7,73 kj 2 mol pentaborano P.2. Baldintza jakin batzuetan 5 g etanol eta g azido etanoiko erreakzionarazten direnean, etilo azetatoa (52.8 g) eta ura sortzen dira, denak likidoak. Arinki endotermikoa da aurreko prozesua. Arrazoituz, egin itzazu jarduera hauek: Zer balio du emandako esterifikazioprozesuaren orekakonstanteak? (.25 PUNTU) Zer presio eta tenperaturabaldintza (altuak edo baxuak) behar dira esterraren eraketa hobetzeko? (.25 PUNTU) DATUAK: masa atomikoak: (C) = 2; (O) = 6; (H) =

6 Moletan bihurtuz, 5 g etanol ( mol/46 g) =,9 mol g azido etanoiko ( mol/ 6 g) =,67 mol 52.8 g etilo azetatoa ( mol/ 88 g) =,6 mol Erreakzioa, C 2 H 5 OH CH 3 COOH CH 3 COO C 2 H 5 H 2 O eta Kc= [ CH 3 COO C 2 H 5 ] [ H 2 O ] [C 2 H 5 OH ] [CH 3 COOH ] C 2 H 5 OH CH 3 COOH CH 3 COO C 2 H 5 H 2 O Hasierako molak,9,67 Erreakzionatzen duten x x molak Eratzen diren molak x =,6 x Orekako molak x =,49 x =,7,6,6 Orekako kontzentrazioak,49 / V,7 / V,6 / V,6 / V Taulan ikusten den bezala x=,6 da eta datu horrekin besteak lortuko ditugu Datuak ordezkatuz orekakonstantean, Kc= [,6/V ] [(,6/V ] [(,49/V ] [,7 /V ] =,69 Tenperatura handiagotzen bada eskuinerantz desplazatuko da, alde horretarantz endotermikoa delako. Komeni da tenperatura altua izatea. Presioren aldakuntzak ez du inolako eraginik orekan substantzia guztiak likido egoeran daudelako. C.. Baldintza estandarretan, erreakzionatuko al dute nitrato ioiak eta zink metalikoak ingurune azidoan amonio ioia eta zink(ii) ioia sortzeko? Arrazoitu ezazu erantzuna, eta, prozesua gertatzen bada, erabil ezazu ioielektroiaren metodoa ekuazio kimikoa doitzeko. Adieraz itzazu, argi eta garbi, prozesuaren oxidatzailea eta erreduktorea. (.5 PUNTU) DATUAK: erredukziopotentzial normalak: nitrato ioi/ amonio ioi =.89 V; zink(ii) ioi / zink metaliko =.76 V Goikoa gertatzeko, erreakzierdiak izango dira NO 3 NH 4 erredukzioa eta Zn(s) Zn 2 oxidazioa Bi prozesuei dagozkien potentzialak dira.89 V eta.76 V eta prozesu globalaren potentziala positiboa da,.89 V.76 V; beraz, bai gertatuko da espontaneoki.

7 Ekuazioa, NO 3 Zn(s NH 4 Zn 2 Oxidaziozenbakiak Erredukzioa H NO 3 8e NH 4 3 H 2 O Oxidazioa Zn(s) 2e Zn 2 Oxidazioa x 4 eta biak batuz, H NO 3 4 Zn(s) NH 4 3 H 2 O 4 Zn 2 Oxidatzailea nitrato ioia da eta erreduktorea zinka. C.2 Alkohol ase bat (saturatua) analizatuta, ikusi da pisutan % 3.33 hidrogeno duela, eta, oxidazio leuna egiten denean, aldehido bat sortzen da. Arrazoituz, kalkula ezazu alkoholaren formula molekularra eta izenda ezazu konposatua. (.5 PUNTU) DATUAK: masa atomikoak (C) = 2; (O) = 6; (H) = Alkohola izan daiteke: metanola, etanola, propanola, butanola Alkohol primarioa da oxidatuz gero aldehidoa lortzen delako. Kalkulatuko dugu Hren % konposatu guztietan CH 3 OH H% = (4/32) = %2,5 CH 3 CH 2 OH H% = (6/46) = %3,4 CH 3 CH 2 CH 2 OH H% = (8/6) = %3,33 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH H% = (/74) = %3,52 eta handituz doa propanola da CH 3 CH 2 CH 2 OH C.3. Azal ezazu zer lotura kimiko apurtu behar diren, edo partikulen arteko zer erakarpenindar gainditu behar diren, aldaketa hauek lortzeko: a) potasio kloruroa urtzeko b) ura irakinarazteko c) nitrogeno likidoa lurruntzeko (2 PUNTU) DATUAK: zenbaki atomikoak: K: 9, Cl: 7, H:, O: 8, N:7 KCl, potasio kloruroa urtzeko lotura ionikoa apurtu behar da. Ioiak libre geldituko dira eta sareenergia gainditu behar da horretarako. Ura irakinarazteko Hzubiak edo Hloturak apurtu behar dira. Molekulen arteko loturak dira. Molekula ez da apurtzen. Nitrogeno likidoa lurruntzeko. Nitrogeno likidoan molekulen arteko Van der Waalsen sakabanatzeindarrak daude eta horiek dira apurtu behar direnak.