ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 29/05/2013 ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Α1. γ A2. β A3. δ A4. β A5. α. Arrhenius 1. Βάσεις είναι οι ενώσεις που όταν διαλυθούν στο νερό δίνουν ΟΗ - 2. Ο βασικός χαρακτήρας εκδηλώνεται ανεξάρτητα από την παρουσία οξέος 3. Η συµπεριφορά µιας βάσης εκδηλώνεται µόνο σε υδατικά διαλύµατα. Bronsted Lowry 1. Βάσεις είναι οι ουσίες που µπορούν να δεχτούν ένα ή περισσότερα πρωτόνια 2. Ο βασικός χαρακτήρας εκδηλώνεται µόνο µε την παρουσία οξέος. 3. Η συµπεριφορά µιας βάσης εκδηλώνεται σε οποιοδήποτε περιβάλλον β. Ηλεκτρολυτική ιάσταση 1. Ηλεκτρολυτική διάσταση στις ιοντικές ενώσεις είναι η αποµάκρυνση των ιόντων του κρυσταλλικού πλέγµατος και δεν έχουµε αντίδραση µε το H 2 O. Ιοντισµός Ηλεκτρολυτών 1. Ο ιοντισµός µιας οµοιοπολικής ένωσης είναι η αντίδραση των µορίων αυτής µε τα µόρια του διαλύτη (π.χ. νερού) προς σχηµατισµό ιόντων. 2. Οι ιοντικές ενώσεις διίστανται πλήρως 2. Στις οµοιοπολικές ενώσεις έχουµε πλήρη ή µερικό ιοντισµό Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 1
ΘΕΜΑ Β Β1. α. ΛΑΘΟΣ στο καθαρό Η 2 Ο ισχύει πάντοτε [Η 3 Ο + ]=[ΟΗ - ], δηλαδή είναι ουδέτερο, ανεξαρτήτως θερµοκρασίας. β. ΣΩΣΤΟ το Η 2 S είναι ασθενές οξύ, άρα µπορούν να πραγµατοποιηθούν οι αντιδράσεις: HS + H O H S+ OH 2 2 HS + H O S + H O 2 + 2 3 δηλαδή το ΗS - είναι αµφιπρωτική ουσία καθώς συµπεριφέρεται και σαν οξύ και σαν βάση. γ. ΛΑΘΟΣ για το συζυγές οξύ NH + 4 ισχύει: ΚαΚb = 10-14 => Ka = 10-9, που σηµαίνει πως είναι ασθενές. δ. ΣΩΣΤΟ [Αr]3d 10 4s 2 4p 3, δηλαδή τα e της εξωτερικής στιβάδας είναι 5 άρα ανήκει στην 15 η οµάδα. ε. ΛΑΘΟΣ για τον 2 στο αλκένιο: Α.Ο.: -1 ενώ στο αλκυλαλογονίδιο: Α.Ο.: 0 Ο Α.Ο. αυξάνεται οπότε ο 2 οξειδώνεται. Β2. α. Η περίοδος στην οποία ανήκει ένα στοιχείο καθορίζεται από τον κύριο κβαντικό αριθµό που χαρακτηρίζονται τα ηλεκτρόνια της εξωτερικής στιβάδας. Κατά την ηλεκτρονιακή δόµηση η δεύτερη στιβάδα (n = 2) έχει 8 στοιχεία, καθώς τα ηλεκτρόνια τοποθετούνται µόνο σε s (µέχρι 2e) και p (µέχρι 6e) τροχιακά. β. Ζ=27, [Αr] 3d 7 4s 2, κατά την ηλεκτρονιακή δόµηση το τελευταίο e µπήκε σε υποστιβάδα d άρα ανήκει στον τοµέα d, στην οµάδα 9(UPA) ή VB και στην 4 η περίοδο. ΘΕΜΑ Γ Γ1. α. Α: HOOH B: 2 =O Γ: 3 2 OH : 3 ΟOH Ε: 3 =Ο Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 2
β. i. H=O + 2uSO 4 + 5NaOH HOONa + u 2 O + 2Na 2 SO 4 + 3H 2 O ii. 3 2 OH + 4 2 + 6NaOH HOONa + 3 + 5Na + 5H 2 O iii. 3 =O + 2AgNO 3 + 3NH 3 + H 2 O 3 OONH 4 + 2Ag + 2NH 4 NO 3 iv. 3 3 2 OH + 2K 2 r 2 O 7 + 8H 2 SO 4 3 3 OOH + 2r 2 (SO 4 ) 3 + 2K 2 SO 4 + 11H 2 O Γ2. X: OH 3 2 3 O Ψ: 3 2 3 Φ: 3 2 OH N 3 Λ: l 3 2 3 Μ: Mgl 3 2 3 Θ: Σ: OMgl 3 2 2 3 OH 3 3 3 2 2 3 3 3 Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 3
Γ3. Στο αρχικό διάλυµα: 3 OOH => x mol και (OOK) 2 => y mol 1 Ο ΜΕΡΟΣ: KOH: n = 0,20,1 = 0,02 mol Το ΚΟΗ αντιδρά µόνο µε το 3 OOH 3 OOH + KOH 3 OOK + H 2 O 1mol 1mol x/2 0,02mol δηλαδή: x = 0,04 mol 2 ο ΜΕΡΟΣ: ΚΜnO 4 : n = 0,20,2 = 0,04 mol Μόνο το (OOK) 2 οξειδώνεται 5(OOK) 2 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 10O 2 + 2MnSO 4 + 6K 2 SO 4 + 8H 2 O 5mol 2mol y/2 0,04mol δηλαδή: y = 0,2 mol εποµένως στο αρχικό διάλυµα έχουµε: 0,2 mol (OOK) 2 και 0,04 mol 3 OOH. ΘΕΜΑ 1. Για το Α διάλυµα: n 3OOH = 0,20,05 = 0,01 mol Για το ΝαΟΗ: n = 0,20,05 = 0,01 mol Στο τελικό διάλυµα: 3 OOH + NaOH 3 OONa + Η 2 Ο 0,01 mol 0,01mol 0,01 mol Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 4
Για τη συγκέντρωση του 3 OONa: n 0,01 c= = = 0,1M V 0,1 H2O 3 OONa 3 OO - + Na + 0,1 M δίνει 0,1Μ 0,1Μ (M) 3 OO - + H 2 O 3 OOH + OH - ι.ι. 0,1 x x x [3OOH][OH ] Kb= 10 [ OO ] Οι προσεγγίσεις ισχύουν 3 9 2 x = 0,1x άρα x = 10-5 M. => poh = 5 και ph = 9. 2. ιάλυµα Α: n 3OOH = 0,20,05 = 0,01 mol ιάλυµα NaOH: n NaOH = 0,20,1 = 0,02 mol ιάλυµα τελικό: (mol) 3 OOH + NaOH 3 OONa + H 2 O αρχ: 0,01 0,02 α/π: -0,01-0,01 0,01 τελ: - 0,01 0,01 cnaoh = 0,01 = 0,01M c 0,01 3OONa = = 0,01M 1 1 NaOH Na + + OH - 0,01M 0,01M 0,01M Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 5
3 OONa 3 OO - + Na + 0,01M 0,01M 0,01M (M) 3 OO - + H 2 O 3 OOH + OH - ι.ι. 0,01 φ φ φ + 0,01 [3OOH][OH ] 9 φ(φ+ 0,01) Kb= 10 = [ OO ] 0,01x 3 οι προσεγγίσεις ισχύουν άρα: φ = 10-10, δηλαδή: [ΟΗ - ] = φ + 0,01 0,01Μ => poh = 2 άρα ph = 12. 3. ιάλυµα 3 OOH: n 3OOH = 0,50,2=0,1mol ιάλυµα Ηl: n Hl = 0,50,2 = 0,1 mol Nal: n Nal = 0,15 mol Όπως προκύπτει από τα δεδοµένα τα συνολικά mol του ΝαΟΗ είναι λιγότερα από τα συνολικά mol των οξέων. Το ΝαΟΗ θα εξουδετερώσει πλήρως το Hl (ισχυρό οξύ), ενώ η ποσότητα που θα περισσέψει αντιδρά µε το 3 OOH το οποίο δεν θα αντιδράσει πλήρως µε το ΝαΟΗ. (mol) Hl + NaOH Nal + H 2 O αρχ: 0,1 0,15 α/π: -0,1-0,1 0,1 τελ: 0,05 0,1 Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 6
(mol) 3 OOH + NaOH 3 OONa + H 2 O αρχ: 0,1 0,05 α/π: -0,05-0,05 0,05 τελ: 0,05 0,05 0, 05 0,05 3OOH = = 0,05M 3OONa = = 0, 05M 1 1 προκύπτει ρυθµιστικό διάλυµα, οι προσεγγίσεις ισχύουν άρα: 0,05 0,05 3OONa ph= pka+ log = 5+ log = 5 3OOH 4. Στο ισοδύναµο σηµείο για το 3 OOH ισχύει: n 3OOH = n NaOH => 0,2V = 0,20,002 => V 3OOH = 0,02 L Απο το ισοδύναµο σηµείο για το ΗΒ προκύπτει: n HB = n NaOH => HB = 0,2M (V HB =V 3OOH ) Κατά την ογκοµέτρηση του 3 OOH όταν έχουν προστεθεί V NaOH = 10 ml θα έχουµε: n NaOH = 0,20,01=0,002 mol (mol) 3 OOH + NaOH 3 OONa + H 2 O αρχ: 0,004 0,002 α/π: -0,002-0,002 0,002 τελ: 0,002 0,002 προκύπτει ρυθµιστικό διάλυµα, οι προσεγγίσεις ισχύουν άρα: Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 7
3OONa ph= pka+ log = 5+ log = 5 3OOH 0,002 Vολ 0,002 Vολ α. Εποµένως η ογκοµέτρηση του 3 OOH µε ΝαΟΗ αντιστοιχεί στην καµπύλη 2, και η ογκοµέτρηση του ΗΒ στην καµπύλη 1. β. Κατά την ογκοµέτρηση του ΗΒ όταν έχουν προστεθεί V NaOH = 10 ml θα έχουµε: n NaOH = 0,20,01=0,002 mol (mol) ΗΒ + NaOH NaΒ + H 2 O αρχ: 0,004 0,002 α/π: -0,002-0,002 0,002 τελ: 0,002 0,002 HB 0,002 0,002 0, 002 = = = Vολ 0, 01+ 0, 02 0,03 M 0,07M. Για να προκύπτει ph = 4 σηµαίνει πως το ΗΒ είναι ασθενές οξύ. Στο τελικό διάλυµα προκύπτει ρυθµιστικό διάλυµα, οι προσεγγίσεις ισχύουν άρα: NaB 4 ph= pka+ log 4= pka+ log Ka= 10 HB 0,002 Vολ 0,002 Vολ γ. στο ισοδύναµο σηµείο της ογκοµέτρησης του ΗΒ έχουµε µόνο ΝαΒ: (mol) ΗΒ + NaOH NaΒ + H 2 O αρχ: 0,004 0,004 α/π: -0,004-0,004 0,004 τελ: 0,004 ο όγκος του διαλύµατος θα είναι: V = 0,02 + 0,02 = 0,04 L. Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 8
0,004 NaB = = 0,1M 0,04 NaB Na + + B - 0,1M 0,1M 0,1M (M) B - + H 2 O HB + OH - ι.ι. 0,1-ω ω ω 2 2 [HB][OH ] -10 ω ω Kb = 10 = = B (οι προσεγγίσεις ισχύουν) [B ] 0,1 - ω 0,1 ω = 10-5,5 => poh = 5,5 => ph = 8,5 ΤΙΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΕΠΙΜΕΛΗΘΗΚΑΝ ΟΙ ΚΑΘΗΓΗΤΕΣ: ΣΤΕΦΑΝΙ ΟΥ ΑΛΕΚΑ ΣΙΑΠΚΑΣ ΗΜΗΤΡΗΣ Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 9