1 ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΤΕΚΝΩΝ ΕΛΛΗΝΩΝ ΤΟΥ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΚΑΙ ΤΕΚΝΩΝ ΕΛΛΗΝΩΝ ΥΠΑΛΛΗΛΩΝ ΣΤΟ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 1 ΣΕΠΤΕΒΡΙΟΥ 01 ΕΞΕΤΑΖΟΕΝΟ ΑΘΗΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ: ΧΗΕΙΑ ΘΕΑ Α Α1. α Α. γ Α. β Α. γ Α5. δ ΘΕΑ Β Β1. Ηλεκτρονιακοί τύποι: H Cl K ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ H S F H B F H O H F Β.α. Η πρόταση είναι λανθασμένη. Η αφυδάτωση της βουτανόλης δίνει σαν κύριο προϊόν το βουτένιο, σύμφωνα με τον κανόνα του Saytzeff. Αντίδραση: H SO 170 o CH CH CH C CH CH H O β. Η πρόταση είναι λανθασμένη. Το ph του τελικού διαλύματος που προκύπτει μετά την προσθήκη υδατικού διαλύματος ισχυρού οξέος σε υδατικό διάλυμα CO εξαρτάται από το ph του διαλύματος του ισχυρού οξέος και του διαλύματος του CO. Έτσι στην περίπτωση όπου το ph του διαλύματος του ισχυρού οξέος είναι μεγαλύτερο από το ph του διαλύματος του CO τότε το ph του τελικού διαλύματος θα μεγαλώσει σε σχέση με το αρχικό.
Αν όμως το ph του διαλύματος του ισχυρού οξέος είναι μικρότερο από το ph του αρχικού διαλύματος του CO τότε το ph του τελικού διαλύματος θα γίνει μικρότερο αυτού του CO. γ. Η πρόταση είναι λανθασμένη. Οι ηλεκτρονιακές δομές του Ti και 0 Ca είναι: Ti : 6 6 1s s p s p d 6 6 0 Ca : 1s s p s p s οι οποίες δεν είναι ίδιες μεταξύ τους. δ. Η πρόταση είναι λανθασμένη. Η προσθήκη νερού στην ( CH ) CHgC δίνει προπάνιο. Αντίδραση: CH gcl H CHCHCH g()cl Β. Ο καταλληλότερος δείκτης για την ογκομέτρηση αυτή είναι η φαινολοφθαλεΐνη, οπότε η σωστή απάντηση είναι το (γ). Αιτιολόγηση: Κατά την ογκομέτρηση αυτή λαμβάνει χώρα η αντίδραση: CHCO Na CNa H O Κατά την πλήρη εξουδετέρωση στο διάλυμα περιέχεται COONa: COONa CH COO Na CH COO HO CO Οπότε ισχύει [ ] > [HO ] και το ph του διαλύματος είναι μεγαλύτερο του επτά (7), περίπου εννέα (9). Οπότε ο καταλληλότερος δείκτης για την ογκομέτρηση αυτή είναι αυτός ο οποίος έχει περιοχή αλλαγής χρώματος που να περιλαμβάνει ph της πλήρους εξουδετέρωσης, οπότε η φαινολοφθαλεΐνη με περιοχή αλλαγής χρώματος: 8,,1, περιλαμβάνει το ph του ισοδύναμου σημείου. ΘΕΑ Γ Γ1. CH C Ni CH H CH CH
Cl CHC CH HCl CH C Cl CH C CH CuCl CH C C Cu Cl Γ. Σε δείγμα των δοχείων προσθέτουμε Ι /Na. Στο δείγμα εκείνο στο οποίο θα εμφανιστεί κίτρινο ίζημα (CHI ) περιέχεται η πεντανόλη. CH CH CH Σε άλλο δείγμα των υπολοίπων ενώσεων προσθέτουμε KnO /H SO (ερυθροϊώδες). Στο δείγμα εκείνο που δεν θα γίνει ο αποχρωματισμός του διαλύματος του υπερμαγγανικού καλίου περιέχεται η τριτοταγής αλκοόλη μέθυλο βουτανόλη. C CH Σε άλλο δείγμα των υπολοίπων δύο ενώσεων προσθέτουμε περίσσεια διαλύματος KnO /H SO. Στο προϊόν της οξείδωσης και των δύο δειγμάτων προσθέτουμε Na CO. Στο δοχείο εκείνο που θα εκλυθεί αέριο CO περιέχεται, σαν προϊόν οξείδωσης, οξύ οπότε το αρχικό σώμα το οποίο οξειδώθηκε είναι πρωτοταγής αλκοόλη. Έτσι στο δοχείο αυτό περιέχεται η 1 πεντανόλη. CH CH CH Στο τέταρτο δοχείο θα περιέχεται η πεντανόλη η οποία με οξείδωση μετατρέπεται σε κετόνη η οποία δεν διασπά ανθρακικά άλατα. Οι παραπάνω αντιδράσεις είναι: Πρώτο δείγμα: CH CHCH CH I 6Na CHCH CNa CHI 5NaI 5H O Δεύτερο δείγμα: CH C CH KnO H SO Τρίτο δείγμα: 5CH CH CHCHCH KnO 6HSO 5CHCH CHCH nso K SO 11H O
CHCH CHCHCO NaCO CHCH CHCNa CO H O 5CH CH CH CH CH KnO H SO CH CH C CH CH 5 CH CH C CH CH Na CO nso K SO 8 H O Γ.α. (Α): C 5 H O Η ένωση (Α) είναι εστέρας και όχι οξύ επειδή με την προσθήκη υδατικού διαλύματος δίνει δύο οργανικές ενώσεις. Έτσι: Η ένωση (Α) είναι της μορφής C k H k1 COOC λ Η λ1 k 0 λ 1 άρα k λ 1 = 5 k λ = (1) ε την προσθήκη υδατικού διαλύματος Na: (A) CkH k1cooc H CkH k1coona C H x mol ;x mol x mol Επειδή η (Γ) αντιδρά με I /Na είναι η αλκοόλη και όχι το άλας. Επειδή το άλας (Β) C k H k1 COOΝa αποχρωματίζει όξινο διάλυμα KnO και εκλύει αέριο CO συμπεραίνουμε ότι η ένωση (Β) είναι Η COONa οπότε το k = 0 () Από τις (1) και () έχουμε: k λ = λ =. k = 0 Η ένωση (Γ) έχει μοριακό τύπο C Η 9 ΟΗ και επειδή δίνει την αλογονοφορμική αντίδραση θα είναι: (B) Έτσι η ένωση (Α) είναι: CHCH CH β. Από την αντίδραση:
5 Na KnO 11H SO CO nso KSO x mol ;x mol 5NaSO 16H O Οπότε επειδή τα mol του CO που προκύπτουν είναι 0,6 mol συμπεραίνουμε ότι x = 0,6 mol. Από την αντίδραση του Κ Cr O 7 /H SO έχουμε: CHCH CH CH KCr O 7 H SO CHCH C CH (SO ) K SO τα mol αντιδρούν με 1 mol τα 0,6 mol» με ;φ = 0, mol Για το Κ Cr O 7 /H SO έχουμε: n n 0, C = V = = = L. V C 0,1 ΘΕΑ Δ Δ1. Για το διάλυμα Υ 1 έχουμε: Η Ο αρχ. 0,1 Ι/Π x x x I/I 0,1 x x x 5 kb = = <, δεκτές προσεγγίσεις 1 C k b [ ] [ ] 5 x = = x =. [ ] 0,1 x 1 11 Οπότε [ ] = x = και [HO ] = =. Άρα ph = log 11 = 11. Για τον βαθμό ιοντισμού έχουμε: x α = = = ή 1%. 1 C Cr 7 Δ. Από την πλήρη εξουδετέρωση του διαλύματος Υ 1 από διάλυμα HCO προκύπτει: HCO
6 Έστω C η συγκέντρωση του. C ;C ;C Από τα ιόντα του άλατος και τα δύο αντιδρούν με μόρια νερού γιατί και τα δύο προέρχονται από ασθενείς ηλεκτρολύτες. HO HCO HO H O αρχ. C C I/Π ω ω ω φ φ φ I/Ι C ω ω ω C φ φ φ [HCO] [ ] [] [ΗΟ ] kb = k = α [ ] [ ] ω φ kb = k = a C ω C φ ω = [ΟΗ ] = k C (1) φ = [Η Ο ] = k C Βρίσκουμε τις k k b k και b k : a 1 k w b = = = kα HCO 1 kw 9 a = = = () 5 kb () Έτσι από τις () και () προκύπτει ότι: k (5) b < k a α Οπότε (1), () και (5) προκύπτει ότι [ Η Ο ] > [ΟΗ ] και το τελικό διάλυμα είναι όξινο. ΝΗ () Δ. Y 1 V1 L 0,1 H O Y V L C Y V L C HCl 0,1 L 0 ml ph = 5,5
7 Έστω ότι στο διάλυμα Υ 1 περιέχονται x mol ΝΗ. ε την προσθήκη νερού προκύπτει διάλυμα Υ το οποίο περιέχει και αυτό x mol ΝΗ. ε την αντίδραση εξουδετέρωσης προκύπτει: mol HC C x mol ;x mol ;x mol Στο ισοδύναμο σημείο περιέχεται ΝΗ Cl x mol, όγκου 0 ml με ph = 5,5. x Άρα C C = C = (1) 0,1 ΝΗ Cl Cl C ;C ;C k a Η Ο H O αρχ. C Ι/Π φ φ φ I/I C φ φ φ [ ] [HO ] φ 9 = k = = a [ ] C φ 5,5 ph = 5,5 [HO ] = = φ 5,5 ( ) = C = () C 9 Από τις (1) και () προκύπτει: x = x = mol. 0,1 Το διάλυμα Υ 1 έχει όγκο n n C = V1 = = = L ή ml. V1 C 0,1 Το διάλυμα του ΗCl έχει όγκο n n C = V = = = L ή ml. V C 0,1 Άρα το διάλυμα Υ έχει όγκο V = 0 = 90 ml. Για την συγκέντρωση της ΝΗ στο διάλυμα Υ έχουμε:
C1 V1 = CT VT 0,1 = C 0,09 C = [ ] Y1 0,1 9 Άρα = [ ] 0,1 1 Y =. 9 8 0,1 9. Δ. Επειδή ο συνολικός όγκος είναι 95 ml και ό όγκος του διαλύματος Υ είναι 90 ml προκύπτει ότι εκείνη τη στιγμή προσθέσαμε 5 ml HCl 0,1. Y 90 ml 5 ml HCl 0,1 9 0,1 95 ml n = 0,001 mol. nhc = C V = 0,1 5 = 5 mol. mol HCl Cl αρχ. 5 0,0 αντ/παρ 5 5 5 τελ. 5 0 5 n 5 1 [ ] = [C ] = = =. VT 95 190 Το διάλυμα που προκύπτει είναι ρυθμιστικό, οπότε 1 Cοξ 9 [H O ] k [H O ] 190 9 = α = =. C 1 B 190 Άρα ph = log 9 = 9. Σημείωση Τα θέματα αυτά ήταν πολύ δύσκολα για τους ομογενείς (σχεδόν απλησίαστο το άριστα). Ειδικά η άσκηση της ογκομέτρησης είναι η δυσκολότερη που έχουν βάλει ποτέ, ακόμη και για τους πολύ καλούς μαθητές των ημερησίων λυκείων. SCIENCE PRESS ΩΥΣΟΠΟΥΛΟΣ ΓΙΩΡΓΟΣ ΧΗΙΚΟΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΣ