Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β )

ΑΡΧΗ 1 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β ) ΤΕΤΑΡΤΗ 16/04/2014 - ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΔΕΚΑ (10) ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Για τις ερωτήσεις Α1 έως και Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. A1. Ένα στοιχείο Μ έχει τις εξής ενέργειες ιοντισµού: Εi(1) = 9,32 ev, Εi(2) = 18,2 ev, Εi(3) = 153,9 ev. Το στοιχείο Μ ανήκει: α. Στην 1η οµάδα του Περιοδικού Πίνακα β. Στην 2η οµάδα του Περιοδικού Πίνακα γ. Στην 13η οµάδα του Περιοδικού Πίνακα δ. Δεν µπορούµε να γνωρίζουµε A2. Για το στοιχείο Χ γνωρίζουµε τα εξής: Ανήκει στην τέταρτη περίοδο του Περιοδικού Πίνακα, Ανήκει στα στοιχεία µετάπτωσης, Το κατιόν του Χ, το Χ3+, έχει 3 µονήρη ηλεκτρόνια. Ο ατοµικός αριθµός του Χ µπορεί να είναι: α. 23 β. 24 γ. 25 δ. 26 A3. Ένα διάλυµα όγκου 1 L περιέχει HCOOH σε συγκέντρωση 0,1 M και HCOONa σε συγκέντρωση 0,1 M. Αν Ka(HCOOH) = 10-4 τότε το ph του διαλύµατος αυτού θα είναι: α. ph = 4 β. ph = 5 γ. ph = 3 δ. ph = 1 A4. Στη χηµική ένωση CH3 - CH = CH - CH = CH - C CH έχουµε: α. 14 σ δεσµούς και 3 π δεσµούς β. 11 σ δεσµούς και 4 π δεσµούς γ. 14 σ δεσµούς και 4 π δεσµούς δ. 11 σ δεσµούς και 7 π δεσµούς ΤΕΛΟΣ 1 ΗΣ ΑΠΟ 10 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ A5. Να χαρακτηρίσετε καθεµία από τις παρακάτω προτάσεις ως Σωστή (Σ) ή Λανθασµένη (Λ). i. Στο κατιόν 3 Li 2+ οι υποστιβάδες 2s και 2p έχουν την ίδια ενέργεια. (Σ) ii. Στη χηµική ένωση ΗΝΟ 3 υπάρχουν 5 δεσµικά και 7 µη δεσµικά ζεύγη ηλεκτρονίων. Δίνονται Ζ(Η) = 1, Ζ(Ν) = 7, Ζ(Ο) = 8. (Σ) iii. Το ph διαλύµατος που περιέχει το ασθενές οξύ ΗΑ και το άλας του ασθενούς οξέος NaA στην ίδια συγκέντρωση είναι δυνατόν να έχει την τιµή 8. (Σ) iv. Οι σ δεσµοί προκύπτουν µόνο µε επικαλύψεις s-s και s-p, κατά µήκος του άξονα που συνδέει τους πυρήνες των δύο ατόµων. (Λ) v. Η µεθανάλη είναι η µοναδική αλδεΰδη που αντιδρά µε αλκαλικό διάλυµα Br 2. (Λ) ΘΕΜΑ Β Β1. i. Να υπολογίσετε πόσα ηλεκτρόνια έχουν ml = -1 στη θεµελιώδη κατάσταση στο ιόν 25Mn +2. 25Mn: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2 25Mn 2+ : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 Ηλεκτρόνια που έχουν ml = -1 είναι: 2e που ανήκουν σε τροχιακά p της υποστιβάδας 2p 2e που ανήκουν σε τροχιακά p της υποστιβάδας 3p 1e που ανήκει σε τροχιακό d της υποστιβάδας 3d Οπότε συνολικά 2 + 2 + 1 = 5 ηλεκτρόνια ii. Να υπολογίσετε τον ελάχιστο ατοµικό αριθµό στοιχείου που στη θεµελιώδη κατάσταση διαθέτει ίσο αριθµό συµπληρωµένων s και d ατοµικών τροχιακών και να γράψετε την ηλεκτρονιακή δοµή του σε στιβάδες και σε υποστιβάδες. Ο ελάχιστος ατοµικός αριθµός του στοιχείου Χ που στη θεµελιώδη κατάσταση διαθέτει 5 συµπληρωµένα d και 5 συµπληρωµένα s ατοµικά τροχιακά είναι Ζ = 38. Η ηλεκτρονιακή δοµή του στοιχείου X σε υποστιβάδες είναι: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 5s 2 και σε στιβάδες: K(2) L(8) M(18) N(8) O(2) Β2. Οι ιοντικές ακτίνες του 11 Νa +, του 12 Mg 2+, του 27 Co 2+ και του 28 Νi 2+ είναι 99 pm, 65 pm, 72 pm και 69 pm αντίστοιχα. Να εξηγήσετε γιατί η παρατηρούµενη διαφορά είναι τόσο µεγάλη στα ιόντα 11 Νa + και 12 Mg 2+ και τόσο µικρή στα ιόντα 27 Co 2+ και 28 Νi 2+. Τα σωµατίδια Na + και Mg 2+ είναι ισοηλεκτρονιακά. Το Mg 2+ όµως έχει στον πυρήνα του ένα πρωτόνιο περισσότερο σε σχέση µε το Na +. Οπότε, η ελκτική δύναµη του πυρήνα στα e της εξωτερικής στιβάδας είναι ισχυρότερη στο Mg 2+ απ ότι στο Na + µε αποτέλεσµα το Μg 2+ να έχει σηµαντικά µικρότερη ιοντική ακτίνα. Τα στοιχεία Co, Ni ανήκουν στα ΤΕΛΟΣ 2ΗΣ ΑΠΟ 10 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 3ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ στοιχεία µετάπτωσης. Παρουσιάζουν µικρή διαφορά στις ατοµικές ακτίνες τους διότι το επιπλέον ηλεκτρόνιο προστίθενται στην εσωτερική υποστιβάδα 3d µε αποτέλεσµα και στα ιόντα 27 Co 2+ και 28 Ni 2+ η διαφορά της ιοντικής τους ακτίνας να είναι πολύ µικρή. Β3. Για τις βάσεις Β 1, Β 2 και Β 3 υπάρχουν τα εξής πειραµατικά δεδοµένα: Κατά την πλήρη εξουδετέρωση ορισµένης ποσότητας της βάσης Β 1 από διάλυµα ΗΝΟ 3 προκύπτει διάλυµα µε ph = 7. Κατά την πλήρη εξουδετέρωση ορισµένης ποσότητας της βάσης Β 2 από διάλυµα ΗΝΟ 3 προκύπτει διάλυµα µε ph < 7. Για την πλήρη εξουδετέρωση 0,1 mol της βάσης Β 3 απαιτούνται 300 ml διαλύµατος ΗΝΟ 3 1 Μ. Να χαρακτηρίσετε, αν είναι δυνατόν, καθεµία από τις βάσεις Β 1, Β 2 και Β 3 ως ασθενή ή ισχυρή δικαιολογώντας πλήρως κάθε επιλογή σας. Δίνεται ότι: Όλα τα διαλύµατα βρίσκονται σε θερµοκρασία θ = 25 ο C Εφόσον κατά την πλήρη εξουδετέρωση της βάσης Β 1 από το διάλυµα του ισχυρού οξέος ΗΝΟ 3, το διάλυµα που προέκυψε έχει pη = 7, συµπεραίνουµε ότι το άλας που σχηµατίστηκε, το Β 1 ΗΝΟ 3, προήλθε από τη εξουδετέρωση ισχυρού οξέος από ισχυρή βάση, δηλαδή κανένα από τα ιόντα του δεν αντιδρά µε το Η 2 Ο. Συνεπώς η Β 1 είναι ισχυρή βάση. Εφόσον κατά την πλήρη εξουδετέρωση της βάσης Β 2 από το διάλυµα του ισχυρού οξέος ΗΝΟ 3, το διάλυµα που προέκυψε έχει pη < 7, συµπεραίνουµε ότι το άλας που σχηµατίστηκε, το Β 2 ΗΝΟ 3, προήλθε από την εξουδετέρωση ισχυρού οξέος από ασθενή βάση, δηλαδή το κατιόν του αντιδρά µε το Η 2 Ο και σχηµατίζει Η 3 Ο +. Συνεπώς η Β 2 είναι ασθενής βάση. Δεν επαρκούν τα δεδοµένα για να αποφασίσουµε αν η Β 3 είναι ισχυρή ή ασθενής βάση. Β4. i. Να εξηγήσετε πως δηµιουργείται το µόριο του ΒCl 3. ii. Ποια η γεωµετρία του µορίου αυτού; Δίνεται Z(Β) = 5, Z(Cl) = 17 i. Η ηλεκτρονιακή δοµή των ατόµων Β και Cl είναι: 5Β: 1s 2 2s 2 2p 1 17Cl: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 Για να εξηγηθεί ο σχηµατισµός του BCl 3, θεωρούµε ότι ένα ηλεκτρόνιο από το τροχιακό 2s του Β προωθείται σε κενό τροχιακό 2p. Τα 3 ηµισυµπληρωµένα 2s και 2p τροχιακά στην προωθηµένη κατάσταση του Β συνδυάζονται και δηµιουργούν 3 νέα ισότιµα sp 2 υβριδικά τροχιακά. Αυτά επικαλύπτονται µε τα 3 ηµισυµπληρωµένα 3p ατοµικά τροχιακά των τριών ατόµων Cl σχηµατίζοντας τρεις οµοιοπολικούς δεσµούς sp 2 p. ΤΕΛΟΣ 3ΗΣ ΑΠΟ 10 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 4ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ii. Οι άξονες των sp 2 υβριδικών τροχιακών έχουν επίπεδη τριγωνική διάταξη σχηµατίζοντας γωνία, ανά 2, 120. Β5. Σε τέσσερα δοχεία περιέχονται οι εξής ενώσεις: προπανάλη, βουτανόνη, αιθανόλη, αιθανικό οξύ. Αν σε κάθε δοχείο περιέχεται µόνο µία ένωση να προτείνετε µία µέθοδο ταυτοποίησης του περιεχοµένου του κάθε δοχείου αν έχετε στη διάθεσή σας µόνο µεταλλικό Na και αλκαλικό διάλυµα Ι 2. Να γράψετε τις χηµικές εξισώσεις των χηµικών αντιδράσεων που πραγµατοποιούνται σε κάθε περίπτωση. Αρχικά σε ένα µέρος από το περιεχόµενο του κάθε δοχείου θα προσθέσουµε µεταλλικό Na. Τα διαλύµατα όπου θα παρατηρηθεί έκλυση φυσαλίδων θα περιέχουν την αιθανόλη ή το αιθανικό οξύ αφού η προπανάλη και η βουτανόνη δεν αντιδρούν µε το Na. Σε αυτά τα 2 δοχεία θα προσθέσουµε κατόπιν το αλκαλικό διάλυµα του I 2. Σε όποιο από τα δυο δοχεία σχηµατιστεί κίτρινο ίζηµα θα συµπεράνουµε ότι περιέχεται η αιθανόλη η οποία δίνει την αλογονοφορµική αντίδραση ενώ στο άλλο θα περιέχεται το αιθανικό οξύ. Στη συνέχεια θα προσθέσουµε το αλκαλικό διάλυµα του Ι 2 στο περιεχόµενο των δύο δοχείων στα οποία δεν είχε παρατηρηθεί έκλυση φυσαλίδων µε την προσθήκη του µεταλλικού Na. Σε όποιο από αυτά σχηµατιστεί κίτρινο ίζηµα θα περιέχεται η βουτανόνη η οποία δίνει την αλογονοφορµική αντίδραση και στο άλλο θα περιέχεται η προπανάλη. Οι χηµικές εξισώσεις των χηµικών αντιδράσεων που πραγµατοποιούνται είναι οι εξής: CH 3 COOH + Na CH 3 CH 2 OH + Na CH 3 COONa + ½ H 2 CH 3 CH 2 ONa + ½ H 2 CH 3 CH 2 OH + 4I 2 + 6ΚOH CH 3 CH 2 COCH 3 + 3I 2 + 4ΚOH HCOΟΚ + CHI 3 + 5ΚI + 5H 2 O CH 3 CH 2 COOΚ + CHI 3 +3ΚI + 3H 2 O ΘΕΜΑ Γ Σε οργανική ένωση Α επιδρά µαγνήσιο σε απόλυτο αιθέρα οπότε παράγεται η οργανοµαγνησιακή ένωση Β. Η Β επιδρά, σε απόλυτο αιθέρα, σε καρβονυλική ένωση Γ οπότε παράγεται η ένωση Δ η οποία µε υδρόλυση δίνει την ένωση Ε. Στην Ε επιδρά πυκνό Η 2 SO 4 στους 170 ο C οπότε παράγεται η οργανική ένωση Ζ. Στη Ζ προστίθεται Cl 2 οπότε παράγεται η οργανική ένωση Θ. Επίδραση αλκοολικού διαλύµατος NaOH στην Θ οδηγεί στον σχηµατισµό της Μ. Προσθήκη Η 2 Ο σε κατάλληλες συνθήκες στην Μ οδηγεί στην ένωση Ν η οποία µε επίδραση αµµωνιακού διαλύµατος AgNO 3 σχηµατίζει κάτοπτρο αργύρου. Γ1. Να αναγνωρισθούν τα σώµατα Α έως Ν. Οι ζητούµενοι συντακτικοί τύποι είναι οι εξής: Α: CH 3 X Β: CH 3 MgX Γ: HCH=O ΤΕΛΟΣ 4ΗΣ ΑΠΟ 10 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 5ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Δ: CH 3 CH 2 OMgX Ε: CH 3 CH 2 OH Ζ: CH 2 =CH 2 Θ: CH 2 CH 2 Μ: CH CH Ν: CH 3 CH=O Cl Cl Γ2. Ποια η ποσότητα του Αg που σχηµατίστηκε εάν η αρχική ποσότητα της Α είναι 0,1 mol; Η αρχική ποσότητα της Α είναι 0,1 mol και αφού οι αντιδράσεις που περιγράφονται θεωρούνται ποσοτικές και η ποσότητα της Ν θα είναι 0,1 mol. Γράφουµε την χηµική εξίσωση της αντίδρασης της Ν µε το αµµωνιακό διάλυµα του AgNO 3 : CH 3 CH=O + 2AgNO 3 + 3NH 3 + H 2 O CH 3 COONH 4 + 2Ag + 2NH 4 NO 3 1mol 2mol 0,1mol xmol Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουµε x = 0,2 mol Ag οπότε: m(ag) = n Ar(Ag) = 0,2 108 = 21,6 g Ag Γ3. Ποσότητα της χηµικής ένωσης Μ αντέδρασε µε περίσσεια Na και εκλύθηκαν 4,48 L αερίου µετρηµένα σε STP συνθήκες. Να βρεθεί η µάζα της Μ που αντέδρασε. Βρίσκουµε τα mol του αερίου που εκλύθηκαν: n = V 22,4 ή n = 4,48 22,4 ή n = 0,2 mol Γράφουµε την χηµική εξίσωση της αντίδρασης της M µε το µεταλλικό Na: HC CH + Na NaC CNa + H 2 1mol 1mol ymol 0,2mol Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουµε y = 0,2 mol HC CH οπότε: m(hc CH) = n Mr(HC CH) = 0,2 26 = 5,2 g HC CH Να θεωρήσετε ότι όλες οι αντιδράσεις είναι ποσοτικές και δεν σχηµατίζονται παραπροϊόντα. Δίνονται Ar(Ag) = 108, Ar(C) = 12, Ar(H) = 1. ΤΕΛΟΣ 5ΗΣ ΑΠΟ 10 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΘΕΜΑ Δ Δίνονται οι καµπύλες ογκοµέτρησης: ΑΡΧΗ 6ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Η καµπύλη 1 λαµβάνεται κατά την ογκοµέτρηση 20 ml υδατικού διαλύµατος ασθενούς οξέος ΗΑ µε πρότυπο διάλυµα ΝaOH. Ο όγκος που απαιτείται µέχρι το τελικό σηµείο της ογκοµέτρησης είναι 20 ml, ενώ όταν έχουν προστεθεί 10 ml από το πρότυπο διάλυµα το ph του ογκοµετρούµενου διαλύµατος είναι ίσο µε 5. Η καµπύλη 2 λαµβάνεται κατά την ογκοµέτρηση 20 ml υδατικού διαλύµατος ασθενούς οξέος ΗΑ µε πρότυπο διάλυµα Ca(OH) 2. To ph του πρότυπου διαλύµατος του Ca(OH) 2 είναι ίσο µε 12,3 και ο όγκος που απαιτείται από αυτό µέχρι το τελικό σηµείο της ογκοµέτρησης είναι 10 ml. Δ1. Να υπολογίσετε την Ka του ΗΑ. Όταν έχουν προστεθεί 20 ml του πρότυπου διαλύµατος: Έχουµε ανάµιξη διαλυµάτων ουσιών που αντιδρούν µεταξύ τους. Βρίσκουµε τα mol της καθεµίας: mol HA = C(HA) V(HA) = C(HA) 0,02 = 0,02 C(HA) mol ΝaΟΗ = C(ΝaΟΗ) V(ΝaΟΗ) = C(ΝaΟΗ) 0,02 = 0,02 C(ΝaΟΗ) mol ΝaΟΗ + ΗA ΝaA + Η 2 Ο Αρχικά 0,02 C(ΝaΟΗ) 0,02 C(HA) - - Αντιδρούν x x - - Παράγονται - - x x Τελικά 0,02 C(ΝaΟΗ) - x 0,02 C(HA) - x x x Στο τελικό σηµείο της ογκοµέτρησης έχουν αντιδράσει πλήρως και το NaOH και το HA δηλαδή: 0,02 C(ΝaΟΗ) x = 0 (1) και 0,02 C(HA) x = 0 (2) Από τις σχέσεις 1 και 2 βρίσκουµε: C(ΝaΟΗ) = C(ΗΑ) (3) Όταν έχουν προστεθεί 10 ml του πρότυπου διαλύµατος: Έχουµε ανάµιξη διαλυµάτων ουσιών που αντιδρούν µεταξύ τους. Βρίσκουµε τα mol της ΤΕΛΟΣ 6ΗΣ ΑΠΟ 10 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 7ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ καθεµίας: mol HA = C(HA) V(HA) = C(HA) 0,02 = 0,02 C(HA) mol ΝaΟΗ = C(ΝaΟΗ) V(ΝaΟΗ) = C(ΝaΟΗ) 0,01 = 0,01 C(ΝaΟΗ) mol ΝaΟΗ + ΗA ΝaA + Η 2 Ο Αρχικά 0,01 C(ΝaΟΗ) 0,02 C(HA) - - Αντιδρούν y y - - Παράγονται - - y y Τελικά 0,01 C(ΝaΟΗ) - y 0,02 C(HA) - y y y Προφανώς 0,01 C(ΝaΟΗ) y = 0 ή y = 0,01 C(ΝaΟΗ) (4) Στο διάλυµα που προκύπτει έχουµε το ασθενές οξύ ΗΑ και το άλας NaΑ µε συγκεντρώσεις: C ΟΞΕΟΣ = n V ή C ΟΞΕΟΣ = 0,02 C(HA) - 0,01 C(ΝaΟΗ) 0,03 ή C ΟΞΕΟΣ = 0,01 C(HA) 0,03 (5) n C ΑΛΑΤΟΣ = ή C ΑΛΑΤΟΣ = V 0,01 C(HA) 0,03 (6) Έχουµε διάλυµα του ασθενή ηλεκτρολύτη HA που περιέχει και το άλας NaA οπότε προκειµένου να βρούµε την [Η 3 Ο + ] άρα και το ph του διαλύµατος θα κάνουµε πινακάκι 2 γραµµών για την διάσταση του άλατος και πινακάκι 4 γραµµών για τον ιοντισµό του HA λαµβάνοντας υπόψη ότι έχουµε επίδραση κοινού ιόντος στα ιόντα A - : mol / L NaA Νa + + A - Αρχικά C ΑΛΑΤΟΣ - - Τελικά - C ΑΛΑΤΟΣ C ΑΛΑΤΟΣ mol / L HA + Η 2 Ο Η 3 Ο + + A - Αρχικά C ΟΞΕΟΣ - - Ιοντίζονται z - - Παράγονται - z z Τελικά C ΟΞΕΟΣ - z z z + C ΑΛΑΤΟΣ Αφού ph = 5 προφανώς [Η 3 Ο + ] = z = 10-5 M (7) Από την έκφραση της Κa(ΗΑ) έχουµε: Ka(ΗΑ) = [H 3 O + ] [A - ] [HA] ή Ka(ΗΑ) = (z + C ΑΛΑΤΟΣ) z C ΟΞΕΟΣ - z (8) ΤΕΛΟΣ 7ΗΣ ΑΠΟ 10 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 8ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Από τις σχέσεις 5, 6, 7 και 8 βρίσκουµε Ka(ΗΑ) = 10-5 Δ2. Να υπολογίσετε τις συγκεντρώσεις του διαλύµατος του HA και των προτύπων διαλυµάτων. ph = 12,3 ή poh = 1,7 ή poh = 2 0,3 ή log[oh - ] = -log10-2 log2 ή log[oh - ] = -log2 10-2 ή [OH - ] = 2 10-2 M (9). Έχουµε διάλυµα του ισχυρού ηλεκτρολύτη Ca(OH) 2 οπότε προκειµένου να βρούµε την συγκένρωση του θα κάνουµε πινακάκι 2 γραµµών: ) mol / L Ca(OH) 2 Ca +2 + 2ΟΗ -1 Αρχικά C(Ca(OH) 2 ) - - Τελικά - C(Ca(OH) 2 ) 2 C(Ca(OH) 2 ) Προφανώς [ΟΗ - ] = 2 C(Ca(OH) 2 ) = 2 10-2 ή C(Ca(OH) 2 ) = 0,01 Μ (10). Όταν έχουν προστεθεί 10 ml από το πρότυπο διάλυµα του Ca(OH) 2 : Έχουµε ανάµιξη διαλυµάτων ουσιών που αντιδρούν µεταξύ τους. Βρίσκουµε τα mol της καθεµίας: mol HA = C(HA) V(HA) = C(HA) 0,02 = 0,02 C(HA) mol Ca(OH) 2 = C(Ca(OH) 2 ) V(Ca(OH) 2 ) = 0,01 0,02 = 0,0002 mol Ca(ΟΗ) 2 + 2ΗA CaA 2 + 2Η 2 Ο Αρχικά 0,0002 0,02 C(HA) - - Αντιδρούν k 2k - - Παράγονται - - k 2k Τελικά 0,0002 - k 0,02 C(HA) - 2k k 2k Στο τελικό σηµείο της ογκοµέτρησης έχουν αντιδράσει πλήρως και το Ca(OH) 2 και το HA δηλαδή: 0,0002 k = 0 (11) και 0,02 C(HA) 2k = 0 (12) Από τις σχέσεις 3, 11 και 12 βρίσκουµε: C(ΗΑ) = C(ΝaΟΗ) = 0,01 M (13) Δ3. Να υπολογίσετε το ph στο ισοδύναµο σηµείο της καµπύλης 2. Στο ισοδύναµο σηµείο της ογκοµέτρησης 2 υπάρχει το άλας CaA 2 µε συγκέντρωση: n 0,0001 C ΑΛΑΤΟΣ(1) = ή C ΑΛΑΤΟΣ(1) = Μ (14) V 0,03 Έχουµε διάλυµα του άλατος CaA 2 οπότε προκειµένου να βρούµε την [OH - ], το poh άρα και το ph θα κάνουµε πινακάκι 2 γραµµών για την διάσταση του άλατος και πινακάκι 4 γραµµών για τον ιοντισµό του ανιόντος Α - αφού το Ca 2+ δεν αντιδρά µε το νερό αφού προέρχεται από την ισχυρή βάση Ca(OH) 2 : ΤΕΛΟΣ 8ΗΣ ΑΠΟ 10 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 9ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ mol / L CaA 2 Ca 2+ + 2A - Αρχικά C ΑΛΑΤΟΣ(1) - - Τελικά - C ΑΛΑΤΟΣ(1) 2C ΑΛΑΤΟΣ(1) mol / L A - + Η 2 Ο HA + OH -1 Αρχικά 2C ΑΛΑΤΟΣ(1) - - Ιοντίζονται λ - - Παράγονται - λ λ Τελικά 2C ΑΛΑΤΟΣ(1) - λ λ λ Από την έκφραση της Κb έχουµε: Kb = [ΗΑ] [OH- ] λ λ λ 2 ή Kb = ή Kb = (15) [Α - ] 2C ΑΛΑΤΟΣ(1) - λ 2C ΑΛΑΤΟΣ(1) - λ Αφού Κb / C ΑΛΑΤΟΣ(1) < 10-2 µπορούµε να πάρουµε προσεγγίσεις οπότε: C ΑΛΑΤΟΣ(1) - λ = C ΑΛΑΤΟΣ(1) (16) Από τις σχέσεις 15 και 16 βρίσκουµε poη = 5,58 οπότε ph = 8,41. Δ4. Ο δείκτης ηλιανθίνη έχει pka = 4, χρώµα ιόντων κίτρινο, ενώ το χρώµα των αδιάστατων µορίων του είναι κόκκινο. Να βρείτε το % πειραµατικό σφάλµα που θα είχαµε αν για τον προσδιορισµό του τελικού σηµείου στην καµπύλη 1 χρησιµοποιήσουµε τον δείκτη αυτό. Ο δείκτης ηλιανθίνη έχει pka = 4 άρα η χρωµατική του αλλαγή γίνεται σε ph = pka ± 1= 4 ± 1. Την προσθήκη του πρότυπου διαλύµατος θα την σταµατήσουµε όταν ph = 5 δηλαδή θα έχουν προστεθεί 10 ml από το πρότυπο διάλυµα NaOH αντί για 20 ml που απαιτούνται. Οπότε το % πειραµατικό σφάλµα θα είναι: % σφάλµα = (20-10)/20 100% = 50% Δ5. Το οξύ ΗΒ σε υδατικό του διάλυµα συγκέντρωσης 0,5 Μ παρουσιάζει βαθµό ιοντισµού 0,2. Ποιο οξύ είναι ισχυρότερο το ΗΑ ή το ΗΒ; Έχουµε διάλυµα του ασθενή ηλεκτρολύτη HB οπότε προκειµένου να βρούµε την Ka θα κάνουµε πινακάκι 4 γραµµών για τον ιοντισµό του HB: mol / L HB + Η 2 Ο Η 3 Ο + + A - Αρχικά C ΟΞΕΟΣ(1) - - Ιοντίζονται ac ΟΞΕΟΣ(1) - - Παράγονται - ac ΟΞΕΟΣ(1) ac ΟΞΕΟΣ(1) Τελικά (1 a)c ΟΞΕΟΣ(1) ac ΟΞΕΟΣ(1) ac ΟΞΕΟΣ(1) Από την έκφραση της Κa έχουµε: ΤΕΛΟΣ 9ΗΣ ΑΠΟ 10 ΣΕΛΙΔΕΣ

ΑΡΧΗ 10ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Ka(HB) = [H 3O + ] [B - ] [HB] ή Ka(HB) = ac ΟΞΕΟΣ(1) ac ΟΞΕΟΣ(1) (1 - a) C ΟΞΕΟΣ(1) ή Ka(HB) = a 2 C ΟΞΕΟΣ(1) 1 - a (17) Αφού a = 0,2 δεν µπορούµε να κάνουµε προσεγγίσεις. Αντικαθιστώντας στη σχέση 17 έχουµε: ή Ka(HB) = 0,02 0,8 ή Ka(HB) = 0,025 Αφού Ka(HB) > Ka(HA) οπότε το οξύ ΗΒ είναι ισχυρότερο από το ΗΑ. Δίνεται ότι: Όλα τα διαλύµατα βρίσκονται σε θερµοκρασία θ = 25 ο C Kw = 10-14, log2 = 0,3 log3 = 0,48 το άλας CaA 2 σε αυτές τις συγκεντρώσεις είναι ευδιάλυτο. ΤΕΛΟΣ 10ΗΣ ΑΠΟ 10 ΣΕΛΙΔΕΣ