Κανάρη 6, Δάφνη Τηλ 0 979 & 0 976976 ΧΗΜΕΙΑ ΟΠ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΘΕΜΑ Α Α iii Α ii Α iii Α i Α5 ii Α6 Λ Α7 Λ Α8 Σ Α9 Λ Α0 Λ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Β Β Α Fe 6 H SO Fe (SO SO 6 H O Στο H SO τα άτομα του S έχουν αο 6 Στο SO τα άτομα του S έχουν αο Άρα, ανάγονται άτομα S B i Αφού το στοιχείο βρίσκεται στην η περίοδο, τότε έχει κατανείμει τα ηλεκτρόνιά του σε στοιβάδες και εφ όσον έχει τη μικρότερη ενέργεια ου ιοντισμού, τότε ανήκει στην ΙΑ ομάδα Συνεπώς, η ηλεκτρονιακή του κατανομή είναι:
s s p 6 s p 6 s Άρα, ο ατομικός αριθμός του στοιχείου Σ είναι Ζ 9 ( 9 Κ ii Το Σ, αφού έχει ηλεκτρόνιο σθένους, είναι μέταλλο Τα οξείδια των μετάλλων είναι βασικά οξείδια Συνεπώς, εάν διαλυθεί στο νερό, θα δώσει βασικό διάλυμα Β Έστω αρχικά, του Α Σ Ο Η Ο ΣΟΗ A (g B (g Γ (g Αρχικά Αντιδρούν / Παράγονται ΧΙ ω ω ω ω ω ω i Έχουμε στη ΧΙ: 0 0 Β A ά ω 00 00 0 ( αρχικ ω ( A ω ( ω ( Γ Άρα, από (, ( έχουμε: 0 ( 0 0 8 0 0 8 8 6 [ ] [ Γ] ii Ισχύει για την σταθερά της αντίδρασης: B [ Α] Όταν αυξάνεται η θερμοκρασία, η μειώνεται Άρα, έχουμε για τις συγκεντρώσεις των Α, Β και Γ: [Α], [B], [Γ] Επομένως, η ισορροπία μετατοπίζεται ΑΡΙΣΤΕΡΑ ( Επειδή η αύξηση της θερμοκρασίας ευνοεί τις ενδόθερμες αντιδράσεις, η αντίδραση προς τα ΑΡΙΣΤΕΡΑ είναι ΕΝΔΟΘΕΡΜΗ, συνεπώς η διάσπαση του αερίου Α, δηλαδή η προς τα ΔΕΞΙΑ αντίδραση, είναι ΕΞΩΘΕΡΜΗ Β Από τις εξουδετερώσεις των βάσεων θα δημιουργηθούν τρία άλατα: ΝaΔ: ΗΔ NaOH NaΔ Η Ο
ΝΗ Δ: H NH Δ: ΗΔ ΝΗ ΝΗ Δ ΗΔ H NH H NH Δ Στο υδατικό διάλυμα NaΔ, έχουμε: NaΔ Νa Δ - Το ιόν Δ - σαν συζυγής βάση του ασθενούς οξέος αντιδρά με νερό: Δ - Η Ο ΗΔ ΟΗ - Άρα έχουμε βασικό διάλυμα (ph > 7 Συνεπώς, η βάση NaOH βρίσκεται στο δοχείο Β Στο υδατικό διάλυμα NH Δ έχουμε: ΝΗ Δ ΝΗ Δ - Και τα δύο ιόντα του άλατος αντιδρούν με το νερό: ΝΗ Η Ο ΝΗ Η Ο Δ - Η Ο ΗΔ ΟΗ - Για να εκτιμηθεί το ph του διαλύματος, θα συγκρίνουμε τις σταθερές Έχουμε: 0 0 W a( NH 5 a( NH NH W 0 9 0 5 α(ηδ 0 0 9 και a( NH Δηλαδή b ( a ( NH Επομένως, το διάλυμα είναι ουδέτερο, συνεπώς ph 7 Άρα, η βάση ΝΗ βρίσκεται στο δοχείο Γ Στο υδατικό διάλυμα H NH Δ, έχουμε: H NH Δ H NH Δ - H NH H O H NH H O
Δ - Η Ο ΗΔ ΟΗ - 0 W 8 9 a( H 6 ( 0 0 NH > a H NH H NH 0 Δηλαδή, το διάλυμα είναι όξινο, συνεπώς ph < 7 Άρα, η βάση H NH βρίσκεται στο δοχείο Α Β i Οι ενώσεις που ψάχνουμε εφ όσον περιέχουν O και κάθε μία περιέχει μία χαρακτηριστική ομάδα, αυτές μπορεί να ανήκουν στις αλκοόλες, στους εστέρες, στα καρβοξυλικά οξέα, στους αιθέρες, στις αλδεΰδες ή στις κετόνες Αφού όλοι οι δεσμοί μεταξύ των ατόμων είναι σ, οι ενώσεις είναι κορεσμένες Ουσιαστικά, θέλουμε όλα τα άκυκλα ισομερή των ενώσεων με τρία άτομα, που να ανήκουν στις παραπάνω χημικές τάξεις (I: H H H OH (II: H H H ǀ OH (III: H H O (I: H H HO (: H H OOH (I: H O H H (II: HOOH H (III: H OOH ii Παίρνουμε δείγμα από τις φιάλες και προσθέτουμε Na Εκεί που θα εκλυθεί αέριο, περιέχονται οι ενώσεις: (Ι, (ΙΙ και ( Από τις φιάλες των οποίων τα δείγματα αντέδρασαν με Na, παίρνω νέα δείγματα και προσθέτω I / NaOH Εκεί που θα σχηματιστεί κίτρινο ίζημα, ήταν η (II Απο τις άλλες δύο φιάλες, παίρνω δείγμα και προσθέτω μικρή ποσότητα MO / H SO και όπου αποχρωματισθεί, θα έχουμε την (I, οπότε στην άλλη φιάλη θα βρίσκεται η ( Από τις υπόλοιπες 5 φιάλες, των οποίων τα δείγματα δεν αντέδρασαν με Na, παίρνω νέα δείγματα και προσθέτω I / NaOH Όπου σχηματιστεί κίτρινο ίζημα, θα είναι η (III Σε νέα δείγματα από τις υπόλοιπες φιάλες, προσθέτω μικρή ποσότητα MO / H και όπου παρατηρηθεί αποχρωματισμόςθα βρίσκεται η ένωση (I Στις υπόλοιπες φιάλες προσθέτουμε NaOH και όπου δεν παρατηρηθεί αντίδραση, θα βρίσκεται αιθέρας Στις άλλες θα γίνουν οι εξής αντιδράσεις: HOOH H NaOH HOONa H H OH H OOH NaOH H OONa H OH
Στη συνέχεια προσθέτουμε I / NaOH και όπου σχηματισθεί κίτρινο ίζημα, θα βρίσκεται η (II Στις άλλες προσθέτουμε MO / H και όπου παρατηρηθεί αποχρωματισμός του διαλύματος ή έκλυση αερίου, θα βρίσκεται η ένωση (III Όπου δεν παρατηρηθεί καμία μεταβολή, βρίσκεται η ένωση (I ΘΕΜΑ Γ Α Η ένωση (Ν από τη στιγμή που δίνει την ιωδοφορμική, είναι είτε κετόνη είτε αλκοόλη Από την εκφώνηση μας δίνεται ότι η (Ν αντιδρά με Na, οπότε είναι αλκοόλη Άρα, μπορούμε να εντοπίσουμε τη χημική τάξη για όλες τις ενώσεις: (Μ: Καρβοξυλικό Νάτριο (Λ: Καρβοξυλικό όξύ (Κ: ο ταγής αλκοόλη (Ι: Αλδεΰδη (Θ: Άλκυλο-μαγνησιοχλωρίδιο (Η: Άλκυλο-χλωρίδιο (Α: Αλκένιο (Β: Αλκοόλη (Γ: Αλδεΰδη (Δ: Κυανιδρίνη (Ε: Υδροξυοξύ Το μοναδικό υδροξυοξύ που δίνει ιωδοφορμική αντίδραση, είναι το Υδροξυπροπανικό οξύ (γαλακτικό οξύ Άρα η ένωση (Ε είναι το γαλακτικό οξύ Συνεπώς, θα έχουμε για τις υπόλοιπες ενώσεις: OH ǀ (Α: H H (Β: H H OH (Γ: H H O (Δ: H N ǀ H O ǁ (E: H H OH (Z: (OONa (Η: H -H - l ǀ OH (Θ: H H Mgl (Ι: HH O (Κ: H H H OH (Λ: H H OOH (Μ: H H OONa (Ν: H H H-OH ǀ H Β i Έστω του (Ε, του (Λ και z του (Π
NaOH 0, M L 0, NaOH Για τις αντιδράσεις με το NaOH: H H(OH OOH NaOH H H(OH OONa H O H H OOH NaOH H H OONa H O ROOH NaOH ROONa H O z z Αφού επέρχεται πλήρης εξουδετέρωση του μείγματος, θα ισχύει: NaOH z z 0, Για τις αντιδράσεις με το Na: ( H H(OH OOH Na H H(ONa OONa H H H OOH Na H H OONa ½ H / ROOH NaOH ROONa ½ H z z/ Ισχύει ότι: z 0,6 ( Η z Αφαιρώντας την ( από την (, προκύπτει 0, ( Για το MO έχουμε: MO L 0,06 M MO 0, Το (Ε οξειδώνεται με το MO, σύμφωνα με την αντίδραση : O ǁ 5 H H(OH OOH MO H SO 5 H OOH MSO SO 8 H O 5 0, ω; Άρα, ω 0,08 < 0, MO
Δηλαδή περισσεύουν 0,0 MO, συνεπώς οξειδώθηκε και το καρβοξυλικό οξύ (Π, άρα είναι το HOOH (το (Λ δεν οξειδώνεται 5 HOOH MO H SO 5 O MSO SO 8 H O 5 z 0,0 Βρίσκουμε ότι z 0, ( Τελικά, λόγω των εξισώσεων ( και (, προκύπτει ότι 0, Άρα, η σύσταση του μείγματος είναι: E Λ Π 0, 0, 0, ii Mr E Mr Mr Λ Π Υπολογίζουμε τα μοριακά βάρη των ενώσεων: 90 g / 7 g / 6 g / Άρα ισχύει για τη μάζα του μείγματος: µ µειgµ µ Ε µ Λ µ Π µ µειgµ Ε Ε Λ Λ MrΠ Π µ µ µειgµ µειgµ 90 g / µol 0, µol 7 g / µol 0, µol 6 g / µol 0, µol 0 g Mr Mr ΘΕΜΑ Δ i Αφού οι ποσότητες είναι ισομοριακές, τότε έχουμε ότι: Ισχύει για την αντίδραση: H I Αρχικά Αντιδρούν / Παράγονται ΧΙ H (g I (g HI (g
Εφ όσον δεν γνωρίζουμε ούτε τη συγκέντρωση των αντιδρώντων, ούτε την απόδοση, αλλά ούτε και τη σχέση αυτών είτε μεταξύ τους είτε με τη σταθερά της ισορροπίας, τότε οι γνωστές προσεγγίσεις δεν ισχύουν 0 ( 0 8 ( ( ( ( ] [ ] [ ] [ I H HI Από την παραπάνω εξίσωση προκύπτει ότι: 0 (απορρίπτεται ή ( (δεκτή Έχουμε λοιπόν: 0,5 0,5 α Άρα, η απόδοση της αντίδρασης είναι 5 0, α ii a Η αύξηση της θερμοκρασίας ευνοεί τις ενδόθερμες αντιδράσεις Εφ όσον η απόδοση της αντίδρασης αυξήθηκε, συμπεραίνουμε πως με την αύξηση της θερμοκρασίας η αντίδραση μετατοπίστηκε προς τα ΔΕΞΙΑ ( Συνεπώς, η προς τα ΔΕΞΙΑ αντίδραση είναι ΕΝΔΟΘΕΡΜΗ b Ισχύει μετά τη θέρμανση για την αντίδραση: H (g I (g HI (g Αρχική ΧΙ Αντιδρούν / Παράγονται Νέα ΧΙ Από την εκφώνηση έχουμε ότι: ( 0,75 0,75 Α Χ Ι Ν Χ Ι HΙ HΙ α α θεωρ πρακτ Όμως, λόγω της (,
Από τις εξισώσεις (, ( προκύπτει: 0,75 ( Άρα, στη Νέα ΧΙ, έχουμε για τις ποσότητες των διαφόρων σωμάτων: H I HI 6 Συνεπώς, η νέα σταθερά ισορροπίας της αντίδρασης είναι: 6 ( [ ΗΙ] 6 [ Η ] [ Ι ] ( ( 6 iii a Έστω η αρχική συγκέντρωση του ΗΙ Άρα θα ισχύει ότι: 6 6 HI M 0, (5 Για τα του H NH έχουμε: 0, H NH Κατά την ανάμειξη των διαλυμάτων, θα σχηματιστεί άλας H NH I σύμφωνα με την αντίδραση: Πρέπει να γίνει διερεύνηση Περίπτωση η : Έστω ότι H NH HI H NH I
Τότε θα προκύψει μόνο άλας H NH I, το οποίο κατά τη διάστασή του θα δώσει H NH, το οποίο κατά τον ιοντισμό του θα δώσει Η Ο H NH I H NH I - H NH Η Ο H NH Η Ο Δηλαδή προκύπτει όξινο διάλυμα, άρα ph < 7 Απορρίπτεται Περίπτωση η : Έστω ότι >, δηλαδή ότι το H NH βρίσκεται σε έλλειμα Τότε στο διάλυμα θα υπάρχει άλας H NH I και ΗΙ ΗΙ Η Ο Ι - Η Ο H NH I H NH I - H NH Η Ο H NH Η Ο Θα έχουμε ΕΚΙ (Η Ο, οπότε θα προκύψει όξινο διάλυμα, άρα ph << 7 Απορρίπτεται Περίπτωση η : Έστω ότι <, δηλαδή ότι το ΗΙ βρίσκεται σε έλλειμα H NH HI H NH I Αρχικά Αντιδρούν / Παράγονται Τελικά 0 Στο διάλυμα λοιπόν, θα υπάρχουν H NH I και H NH, συνεπώς έχουμε ρυθμιστικό διάλυμα H NH I / H NH Ισχύει:
oξ [ H NH I ] b [ H NH ] ph 0 poh p H log ( ( NH b HNH p b HNH Άρα, έχουμε για το ρυθμιστικό: poh p HNH log oξ b log oξ b log oξ b 0 oξ b oξ b 0, 0, Άρα, 0, HI Συνεπώς, λόγω της (5, M Λόγω της (, Τελικά, λόγω της (, Δηλαδή, οι αρχικές ποσότητες των H και Ι είναι: H I U mεsη b Ισχύει για την μέση ταχύτητα: [ ΗΙ] U t mεsη ( 0 L U 0 s mεsη ( 0 L 0 s U mεsη 0,0 L - s -
iv Εφ όσον αναμειγνύουμε ίσους όγκους των δύο διαλυμάτων, έστω, τότε έχουμε για τις συγκεντρώσεις των δύο ενώσεων: NH 0, M HNH 0, M NH HNH < 0 < 0 Συνεπώς, ισχύουν οι γνωστές προσεγγίσεις M NH H Ο NH ΟΗ - Αρχικά Αντιδρούν / Παράγονται Τελικά NH [ OH ] [ NH [ NH ] ] NH ( NH ( 6 ( 5 0 (6 M H NH H Ο H NH ΟΗ - Αρχικά Αντιδρούν / Παράγονται Τελικά
HNH [ OH ] [ H NH [ H NH ] ] HNH ( HNH ( ( 0 5 (7 Προσθέτοντας κατά μέλη τις εξισώσεις (6 και (7, έχουμε ότι: ( 6 ( 50 5 0 Άρα, [ ΟΗ ] 5 0 Μ Αντικαθιστώντας την παραπάνω σχέση στις εξισώσεις (6 και (7, προκύπτει ότι: 5 0 5 M 5 0 M Συνεπώς, έχουμε για τους βαθμούς ιοντισμού των δύο βάσεων: a HNH a ( HNH 5 0 5 a NH a NH 5 0 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΑΓΓΕΛΑΚΟΠΟΥΛΟΣ ΜΑΡΙΝΟΣ ΓΡΗΓΟΡΟΠΟΥΛΟΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ