ΕΡΥΘΡΑΙΑΣ -3 -ΠΕΡΙΣΤΕΡΙ Τ ΗΛ 0-575755 ΘΕΜΑ Α Α. γ Α. β Α.3 α Α. β Α.5 β ΘΕΜΑ Β ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 6 ΙΟΥΝΙΟΥ 0 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Β. α Λ β Λ γ Σ δ Σ ε Σ (Σημείωση: στο α Το l κάνει και ημιπολικούς που θεωρούνται ομοιοπολικοί σελίδα 8 σχολικού βιβλίου) Β.α. ) Ο σ δεσμός σταθερότερος του π ) Πρώτα σχηματίζεται ο σ και μετά ο π 3) Ο σ δεσμός έχει μέγιστη πυκνότητα e - κατά μήκος του άξονα που συνδέει τους πυρήνες των ατόμων, ενώ ο π δεσμός εκατέρωθεν ) Στο σχηματισμό του σ δεσμού συμμετέχουν και υβριδικά και μη υβριδικά ατομικά τροχιακά, ενώ στον π μόνο μη υβριδικά 5) Στον σ δεσμό, η επικάλυψη των ατομικών τροχιακών είναι αξονική, ενώ στον π πλευρική. Β.β Ανήκει στη δεύτερη ομάδα, γιατί μετά την αποβολή του δεύτερου ηλεκτρονίου, έχει ήδη αποκτήσει δομή ευγενούς αερίου, με αποτέλεσμα να είναι εξαιρετικά δύσκολη η απόσπαση του ηλεκτρονίου. Γι αυτό και η ενέργεια 3 ου (και ου ) ιοντισμού είναι πολύ μεγαλύτερη από τις Ε i και Ε i Β.γ Η ισορροπία ιοντισμού του δείκτη Η, περιγράφεται από την εξίσωση H ΗΟ ΗΟ 3
ΕΡΥΘΡΑΙΑΣ -3 -ΠΕΡΙΣΤΕΡΙ Τ ΗΛ 0-575755 Από την ισορροπία αυτή ισχύει Η3Ο Η Κα Η Η 3Ο Κα Η ph pkα log () Η Η Από τη σχέση αυτή, για ph=3 και pk α =5, έχουμε ότι Η Η - log =0 - Η 00 Έτσι υπερισχύει η όξινη μορφή του δείκτη και συνεπώς το χρώμα του διαλύματος θα είναι κόκκινο Β.δ Το άλας ΝΗ Α διίσταται πλήρως, ως ισχυρός ηλεκτρολύτης ΝΗΑ ΝΗ Α Το κατιόν αμμωνίου (ΝΗ ) αντιδρά με Η Ο και δίνει Η 3 Ο +, ως συζυγές οξύ της ασθενούς βάσης ΝΗ 3, σύμφωνα με την εξίσωση: ΝΗ ΗΟ ΝΗ3 Η3Ο Όμως το διάλυμα είναι βασικό (ph>8), άρα η υδρόλυση του Α -, σύμφωνα με την εξίσωση Α ΗΟ ΗΑΟΗ ΘΕΜΑ Γ δίνει ΟΗ Η3Ο, οπότε Κ α < Κ Γ.α Το -πεντίνιο έχει ακραίο τριπλό δεσμό και εμφανίζει όξινο χαρακτήρα, ενώ το -πεντίνιο όχι. Έτσι μπορεί το -πεντίνιο ν αντιδράσει είτε με Να, εκλύοντας αέριο Η, είτε με ul/nh 3 σχηματίζοντας κεραμέρυθρο ίζημα χαλκοκαρβιδίου. Οι εξισώσεις των αντιδράσεων είναι: H3 H H H Nα H3 H H Να H H H H H ul NH H H H u NH l 3 3 3 Γ.β Σαπωνοποιούμε και τους δύο εστέρες με διάλυμα ΝαΟΗ. Ο μεθανικός μεθυλεστέρας δίνει HOONa (που αποχρωματίζει το όξινο διάλυμα KMnO ) και H 3 ΟΗ, ενώ ο αιθανικός αιθυλεστέρας δίνει H 3 OONa και H 3 H (η οποία δίνει με I /Na κίτρινο ίζημα).
ΕΡΥΘΡΑΙΑΣ -3 -ΠΕΡΙΣΤΕΡΙ Τ ΗΛ 0-575755 Οι εξισώσεις των αντιδράσεων είναι: HOOH3 Nα HOONα H3 0HOONα KMnO H SO 0O KSO MnSO 5NαSO 6HO και αποχρωματισμός H3OOHH3 Nα H3OONα H3H H H I 6Nα HI HOONα 5NαI 5H O 3 3 κίτρινο Γ. Η Θ αφού οξειδώνεται, δεν είναι τριτοταγής αλκοόλη. Άρα η Ε δεν είναι κετόνη, αλλά αλδεΰδη και το μόνο αλκίνιο Α που με προσθήκη Η Ο δίνει αλδεΰδη είναι τα αιθίνιο. Έτσι έχουμε: Α: H H Β: H =H Γ: H 3 Η l : H 3 H Mgl Ε: H 3 H=O Z: H 3 - H - H - H 3 Θ: OMgl H 3 - H - H - H 3 Γ.3 Έστω X mol R (A) και ymol R (B) ο μέρος y mol A, 3 3 mol B R Να RONα H mol 3 6 R'Nα R'ONα H y y mol 3 6 Αλλά Άρα v, nh 0, mol vm, y 0, y 0,6 () 6 6 3
ΕΡΥΘΡΑΙΑΣ -3 -ΠΕΡΙΣΤΕΡΙ Τ ΗΛ 0-575755 ο y μέρος mol A, mol B 3 3 R + SOl Rl + SO + H O R + SOl R l + SO + H O αιθ ΗΟ Rl Mg RMgl RH Mg()l ανυδ αιθ ΗΟ R'lMgR'MglR'H Mg()l ανυδ Αφού η υδρόλυση των αντιδραστηρίων Grignard δίνει μόνο ένα αλκάνιο, συμπεραίνουμε ότι οι αλκοόλες Α και Β είναι ισομερείς και μάλιστα με την ίδια ανθρακική αλυσίδα. 3 ο y μέρος mol A, mol B 3 3 Αφού οι αλκοόλες είναι ισομερείς, αλογονοφορμική αντίδραση θα δίνει μόνο η μία από τις δύο, έστω η Α, η οποία μπορεί να γραφεί στη μορφή H H H I 6Nα H OONα HI 5NαI5H O v v 3 v v 3 mol 0,05 3 3 Άρα =0,5 και y=0,5 (λόγω της σχέσης ()) Για την αρχική ποσότητα του μίγματος των δύο αλκοολών γνωρίζουμε ότι έχει μάζα, g, άρα, nmr nmr,nολμr,μr 7 0,6 Οπότε από το γενικό τύπο κ H κ+ βγαίνει κ 8 7 κ = H0O Έτσι Α: H3 H H H3 (δίνει την αλογονοφορμική) Και Β: H3 H H H (δεν αντιδρά)
ΕΡΥΘΡΑΙΑΣ -3 -ΠΕΡΙΣΤΕΡΙ Τ ΗΛ 0-575755 ΘΕΜΑ. Το Ηl ως ισχυρό οξύ, δίνει [Η 3 Ο + ]=0,Μ, άρα ph= Ομοίως το ΝαΟΗ (ισχυρή βάση) δίνει [ΟΗ - ]=0,Μ, άρα p= και ph=3 Το ΝαΝΟ 3 είναι ουδέτερο άλας, αφού δεν υδρολύεται κανένα από τα ιόντα του (προέρχονται από ισχυρούς ηλεκτρολύτες Nα και ΗΝΟ 3 αντίστοιχα). Έτσι θα έχει ph=7 Η ΝΗ 3 είναι ασθενής βάση, άρα [ΟΗ - ]=α <0, και θα έχει ph= Τέλος το NH l είναι ασθενές οξύ, λόγω υδρόλυσης του κατιόντος NH και θα έχει ph=6 Συνοψίζοντας: οχείο (ph=) Y 3 (Hl 0,M) οχείο (ph=5) Y 5 (NH l 0,M) οχείο 3 (ph=7) Y (NaNO 3 0,M) οχείο (ph=) Y (NH 3 0,M) οχείο 5 (ph=3) Y (NαΟΗ 0,M).α Η εξίσωση της αντίδρασης εξουδετέρωσης του γαλακτικού οξέος (μονοπρωτικό οξύ) με το ΝαΟΗ είναι: H3 H O Nα H3H OONα HO Από την εξίσωση αυτή καταλαβαίνουμε ότι στο ισοδύναμο σημείο noξ nβ οξ Vοξ β Vβ οξ 0,00,0,005 oξ = 0,05Μ.β Για την ανίχνευση της καρβοξυλομάδας προσθέτουμε ΝαHO 3, με το οποίο αντιδρά το γαλακτικό οξύ εκλύοντας αέριο O. H3 H O NαHO3 H3 H OONα O HO 5 Για την ανίχνευση της υδροξυλομάδας, προσθέτουμε διάλυμα KMnO /H SO, το οποίο αποχρωματίζεται (το γαλακτικό οξύ συμπεριφέρεται ως δευτεροταγής αλκοόλη) 5H H O KMnO 3H SO 5H O K SO MnSO 8H O 3 3 ερυθροϊώδες άχρωμο O
ΕΡΥΘΡΑΙΑΣ -3 -ΠΕΡΙΣΤΕΡΙ Τ ΗΛ 0-575755.3 Έστω V L διαλύματος ΝαΟΗ 0,Μ και V L διαλύματος ΝΗ l 0,Μ που πρέπει ν αναμιχθούν. Αφού προκύπτει ρυθμιστικό διάλυμα, το NH l (ασθενές οξύ) βρίσκεται σε περίσσεια nnαοh 0, V (και 0, V < 0, V ) n 0, V NH l Η εξίσωση της μεταξύ τους αντίδρασης είναι: αρχ αντ / παρ τελικά NαΟΗ ΝΗl Ναl NH 3 HO 0,V 0,V mol 0,V 0,V 0,V 0,V 0,(V V ) 0,V 0,V Έτσι στο ρυθμιστικό διάλυμα NH 3 NH l όγκου V +V που προκύπτει, οι συγκεντρώσεις των συστατικών είναι: 0,(V V ) 0,V NH l : NH : οξ 3 β VV VV Το ΝΗ l διίσταται πλήρως NHl NH l οξ οξ οξ Η ΝΗ 3 ιοντίζεται μερικώς αρχ Ιοντ παρ ισορροπία ΝΗ ΗΟ ΝΗ ΟΗ 3 β β οξ οξ ( ) K K οξ οξ οξ ph9 β p5 5 β β [ ] 0 οξ 5 K 0 () β Η Κ της ΝΗ 3 προκύπτει από το ph του διαλύματος V που είναι, άρα p 3 [ ] y 0 3 οπότε 3 0 y K K 0 c y 0, yc 5 6
ΕΡΥΘΡΑΙΑΣ -3 -ΠΕΡΙΣΤΕΡΙ Τ ΗΛ 0-575755 Έτσι από τη σχέση () έχουμε 0,(V V ) 0,V V V V V V οξ β VV VV V = V. ιάλυμα Y (NH 3 0,M) ασθενής βάση K [ ] α K Για να μεταβληθεί το ph κατά μία μονάδα, θα πρέπει [ ] n n [ ]' ' V ' 00V 0 00 V ' 00V Άρα V' V 99V ιάλυμα Y (ΝαΟΗ 0,Μ) ισχυρή βάση Εδώ έχουμε πλήρη διάσταση (α=), οπότε [ΟΗ - ]=. Έτσι πρέπει να υποδεκαπλασιαστεί η συγκέντρωση του διαλύματος ΝαΟΗ ' V' 0V y V' V 9V 0 ιάλυμα Υ 6 (ΝΗ 3 /ΝΗ l) ρυθμιστικό Πρακτικά η αραίωση σε λογικά πλαίσια δεν μεταβάλλει το ph. Έτσι αν θέλουμε να μεταβληθεί κατά μία μονάδα, θα πρέπει να χάσει τη ρυθμιστική του ικανότητα, δηλαδή με άπειρη αραίωση. Έτσι ω Ισχύει λοιπόν y < < ω 7