ΘΕΜΑ Α ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 2 ΜΑΪΟΥ 2011 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Α1. β, Α2. α, Α. δ, Α4. β, Α5. α. Σ, β. Σ, γ. Λ, δ. Λ, ε. Σ ΘΕΜΑ Β Β1.α. β. Β2.α. 12 15 19 26 Mg : 1s 2s 2p 2+ 2 2 6 P : 1s 2s 2p s p 2 2 6 2 K : 1s 2s 2p s p 4s 2 2 6 2 6 1 Fe : 1s 2s 2p s p d 2+ 2 2 6 2 6 6 2+ 15P :, 19K :1, 26Fe : 4. 17 16 C l : 1s 2s 2p s p 2 2 6 2 5 S: 1s 2s 2p s p 2 2 6 2 4 Πρόκειται για άτοµα στοιχείων της ίδιας περιόδου. Το Cl βρίσκεται δεξιότερα από το S στον περιοδικό πίνακα, άρα έχει µεγαλύτερο δραστικό πυρηνικό φορτίο και η έλξη από τον πυρήνα στα ηλεκτρόνια εξωτερικής στιβάδας είναι µεγαλύτερη. Οπότε απαιτείται µεγαλύτερη ενέργεια για την απόσπαση ενός ηλεκτρονίου από την εξωτερική στιβάδα. β. Οι αντιδράσεις οξέων βάσεων, είναι µετατοπισµένες προς το ασθενέστερο οξύ και την ασθενέστερη βάση. Το HN είναι ισχυρότερο του HF. Λόγω της σχέσης για συζυγή ζεύγη Κα Κb = Kw, το ιόν N είναι ασθενέστερη βάση από το ιόν F. γ. Μία από τις ιδιότητες των ρυθµιστικών διαλυµάτων είναι να διατηρούν το pη πρακτικά σταθερό κατά την αραίωσή τους σε ορισµένα όρια, τέτοια ώστε να ισχύουν οι σχετικές προσεγγίσεις για τον υπολογισµό της [Η Ο + ]. Στα ρυθµιστικά διαλύµατα ισχύει η σχέση 1
C ph pk log C βάσης = α+ καθώς και οξέος οξέος pοh= pkb+ log C βάσης Κατά την αραίωση µεταβάλλονται οι C οξέος και C βάσης το ίδιο ώστε το πηλίκο διατηρείται σταθερό. Επίσης pk α, pk b είναι σταθερά σε καθορισµένη θερµοκρασία οπότε και pη σταθερό και pοη σταθερό. Για αραίωση µε µεγάλη ποσότητα διαλύτη οι παραπάνω τύποι δεν ισχύουν, το διάλυµα δε θεωρείται ρυθµιστικό και το pη του µεταβάλλεται. δ. NH + HCl NH 4 Cl. ε. Στο ισοδύναµο σηµείο, το διάλυµα περιέχει µόνο το άλας NH 4 Cl: NH 4 Cl NH 4 + + Cl -. Το ιόν NH 4 + αντιδρά µε το νερό NH 4 + + Η 2 Ο ΝΗ + Η Ο +. R + HCN R CN + H 2 R CN + 2H R C + NH R R C R + HCN R C CN R R + H 2 R C CN + 2H R C C + NH Β. Fehling I 2 / a KMn 4 / H + H HC C C C C βάσης οξέος Σε µέρος της κάθε φιάλης προσθέτω Ι 2 + Νa. Εκεί όπου θα σχηµατιστεί κίτρινο ίζηµα I περιέχεται. Σε µέρος της κάθε µιας από τις υπόλοιπες τρεις φιάλες προσθέτω αντιδραστήριο Fehling. Εκεί όπου θα σχηµατιστεί καστανέρυθρο ίζηµα Cu 2 περιέχεται 2
H. Σε µέρος των υπολοίπων δύο φιαλών προσθέτω ΚMn 4 / H +. Εκεί όπου θα παρατηρηθεί έκλυση φυσαλίδων αερίου C 2, περιέχεται HC. Άρα η τελευταία φιάλη περιέχει C. ΘΕΜΑ Γ Γ1. A: B: C Γ: = 2 : CΗ Ι Ε: CΗ ΜgI ΟH Θ: C Z: C MgI Γ2. i) C H 8 Αλκοόλες 2 2 Έστω 2x mol και 2y mol αντίστοιχα. Το πρώτο µέρος x mol 22 και y mol Από τις δύο αλκοόλες αντιδρά µε Ι 2 +ΝaΟΗ µόνο η + 4I2 + 6Na CNa + I + 5NaI + 5H2 1 mol 1 mol y mol y mol Για το I :
m 78,8 n= = = 0,2 mol. Εποµένως y = 0,2 mol, άρα στο αρχικό µείγµα η Mr 94 ποσότητα ήταν 0,4 mol. Γ2. ii) Στο 2 ο µέρος έχουµε: 0,2 mol 5 + 2KMn4 + H 2S4 5 C + 2MnS4 + K2S4 + 8H2Ο 5 mol 2 mol 5ϕ = 0,4 mol ϕ = 0,08 mol ΚMn4 0,2 mol ϕ; Συνολική ποσότητα ΚΜn 4 : n = C V = 0,1,2 = 0,2 mol Άρα η ποσότητα της 2 2 αντιδρά µε: 0,2 0,08 = 0,24 mol ΚΜn 4 5 2 2 + 4ΚΜn 4 + 6H 2 S 4 5 2 C + 4MnS 4 + 2K 2 S 4 + 11H 2 5 mol 4 mol 4y = 1,2 mol y = 0, mol y; 0,24 mol άρα η αρχική ποσότητα της 2 2 ήταν 0,6 mol. ΘΕΜΑ + 1. CNa C + Na (Μ) 0,1 0,1 0,1 Το Να + δεν αντιδρά µε το νερό. (Μ) C + H2 C + Ισορροπία 0,1 x x x Kw 10 x Kb - = = = 10 = = = 10 C Ka 10 0,1 Άρα ph = 9. C 14 2 9 5 x 5 2. Κατά την αραίωση του διαλύµατος Α λόγω αύξησης του όγκου µειώνεται η [ΟΗ ] άρα έχουµε µείωση στο ph δηλαδή ph = 8 και [ΟΗ ] =10 6 Μ. C + H C+ 2 (Μ) 6 6 6 C 10 10 10 10 10 Κ 10 C 10 C 6 6 9 b = = = Μ M Κατά την αραίωση ισχύει: CV = C V 4
CV 0,1 10 V = = = 1000 ml C 10 άρα 1000 10 =990 ml H 2.. Έστω VL ο όγκος του διαλύµατος HCl n HCl = C V = 10 2 V mol n 0,1 10 10 = = 10 mol CNa Για να προκύψει ρυθµιστικό διάλυµα το HCl θα αντιδράσει πλήρως. (mol) CNa + HCl C + NaCl αρχ. 10 10 2 V αντιδρούν 10 2 V 10 2 V 10 2 V 10 2 V τελικά 10 2 (10 1 V) 10 2 V 10 2 V Το NaCl είναι ουδέτερο άλας και δεν επηρεάζει το ph του διαλύµατος. 2 1 10 (10 V) CNa : Cβ = Μ V τελ 2 10 V C : Cοξ = Μ Vτελ CNa C + Na + (Μ) C β C β C β C + H 2 C + H + (M) ισορροπία C οξ φ C β + φ φ φ = 10 5 Μ (αφού ph = 5) C 10 10 (10 V) 10 V Κ = = 10 C = C = 5 2 1 2 β 5 α β οξ Cοξ Vτελ Vτελ 1 0,1 2V = 10 V = = 0,05 L ή 50 ml 2 Μπορεί επίσης, να γίνει χρήση της εξίσωσης Henderson Hasselbalch. 4. Τα συστατικά των διαλυµάτων Α, Β δεν αντιδρούν. 10ml CNα 0,1Μ: n 1 = 10 10 0,1 = 10 mol. 40ml NaF 1M : n 2 = 40 10 1 = 40 10 mol. Στο διάλυµα Γ έχω: 10 CNα : C1 = = 0,02 M. 5 10 40 10 NaF : C2 = = 0,8 M. 50 10 5
+ CNa C + Na (Μ) 0,02 0,02 0,02 + - NaF Na + F (Μ) 0,8 0,8 0,8 Το Να + δεν αντιδρά µε Η 2 Ο. (Μ) 2 C + H C + Ισορροπία 0,02 w w w (Μ) F + H2 HF+ Ισορροπία 0,8 λ λ λ Λόγω κοινού ιόντος : [ΟΗ - ] = w + λ Μ. ww ( + λ) 9 Kb - = = 10 C 0,02 διαιρούµε κατά µέλη λ( w + λ) 10 Kb = = 10 F 0,8 ww ( + λ) 9 0,02 10 0,8 w = = 10 0,8 w = 0, 2 λ λ = 4 w. 10 λ( w + λ) 10 0,02 λ 0,8 w 5w 9 2 11 2 11 12 6 Kb - = = 10 5w = 2 10 w = 0,4 10 = 4 10 w = 2 10 M C 0,02 Άρα λ Οπότε 6 6 = 4 2 10 = 8 10 Μ. 6 6 6 5 ΟΗ = 2 10 + 8 10 = 10 10 = 10 Μ. ηλαδή ph = 9. 6