ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

 A₁.   Διάλυμα Δ₁  στους  θ^οC περιέχει ΝαΟΗ συγκέντρωσης  0,1Μ.

Το διάλυμα αυτό εμφάνισε    pH =12 , oπότε  για τους  θ^οC και τους 25^οC  ισχύει:

                     α. θ < 25       β. θ > 25       γ.  θ = 25       δ. δεν μπορεί να γίνει σύγκριση

A₂.  Διάλυμα Δ₁  που περιέχει  το ασθενές οξύ ΗΑ  με  Κa=10^-5  , έχει pH< 3  και V₁=VL ,

    Διάλυμα Δ₂  που περιέχει  ΚΟΗ,    έχει   pH <13  και V₂=VL

    Ποσότητα στερεού ΚΟΗ ίση με αυτή που περιέχεται στο  διάλυμα Δ₂  , προστίθεται στο  διάλυμα Δ₁ χωρίς ΔV, οπότε προκύπτει διάλυμα Δ₃  του οποίου το pH μπορεί να είναι:

                           α. 8               β. 9           γ. 11          δ.  10

A₃.  Διάλυμα Δ₁  που περιέχει  το ασθενές οξύ ΗΑ  με    C_HA = C  και  έχει όγκο VL.

     Διάλυμα Δ₂ που περιέχει   ΗCl  με   C_HCl = C και έχει όγκο VL.

Aν  για τα τα pH των δύο παραπάνω δ/των ισχύει:  pH_HA = pH_HCl + 2  τότε  o βαθμός ιοντισμού του ΗΑ είναι

                           α. 0,1                        β. 0,01                γ. 0,05        δ.  0,001    

A₄.  Διάλυμα Δ₁  που περιέχει  το ασθενές οξύ ΗΑ  με    C_HA = C  έχει pH=3 , μετά την πλήρη εξουδετέρωση του με στερεό ΚΟΗ χωρίς ΔV προκύπτει διάλυμα Δ₂   που εμφάνισε pH=9.

Από τα δεδομένα αυτά προκύπτει ΚαΗΑ:

                           α. 10^-4                        β. 10^-5           γ. 10^-9          δ.  10^-6

A₅.  Ποσότητα  ΝH_3(g) 0,02 mol (Κb_ΝΗ3=10^-5 ) προστίθεται  σε καθαρό νερό και δημιουργείται δ/μα Δ όγκου 100 ml.

  Σε δυο φοιτητές του χημικού τον Χ και τον Υ,  δίνουμε από 50ml  του  Δ  στον καθένα για  ογκομέτρηση με πρότυπο δ/μα HCl 0,2M.

 Διαθέσιμοι στο εργαστήριο δυο δείκτες  με Κα(ΗΔ)=10^-5 και Κα(ΗΔ΄)=10^-8

Ο   Χ έριξε στο δ/μα του σταγόνες του  ΗΔ  και ο Υ σταγόνες του ΗΔ΄.

 i.   Ποιος φοιτητής επέλεξε λάθος δείκτη;

 ii.  Ποιο το ποσοστό λάθους που έκανε ο  φοιτητής  που επέλεξε λάθος δείκτη ;

 iii. Aν ο δείκτης  ΗΔ΄ είχε  Κα = 10^-7 , θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί  από τον  φοιτητή Υ , για τον προσδιορισμό του τελικού σημείου.      

απ:  i. o X ,  ii. 1%  και  iii. Ναι αν το pKa βρίσκεται στο κάθετο τμήμα της καμπύλης ογκομέτρησης.

Κατά την ογκομέτρηση παρουσία δείκτη,  δ/τος ασθενούς βάσης Β  όγκου 100mL, με πρότυπο δ/μα ΗCl 0,1Μ , σαφής  αλλαγή του χρώματος  διαπιστώθηκε,  όταν προσθέσαμε 400mL. Να βρεθούν:      α. Η CΒ   ,  το pH  δ/τος  και η   Κα του HΔ      β. Να βρεθεί ο α του δείκτη στο ισοδύναμο σημείο.    Δίνεται Κb=2∙10-6 και log2=0,3.

A₆.  Διάλυμα Δ₁  που περιέχει  το ασθενές οξύ ΗΑ  με    C_HA = C  και  pH_HA= PΗ₁

     Διάλυμα Δ₂ που περιέχει   οξύ ΗB  με   C_HB = C   και  pH_HΒ= PΗ₂

   T α παραπάνω δ/τα εξουδετερώνονται πλήρως  με στερεό ΚΟΗ χωρίς ΔV    και μετρήσαμε τις μεταβολές των pH,  οι όποιες  βρέθηκαν αντίστοιχα ΔPΗ₁ και ΔPΗ₂ τι ισχύει; 

       α.  ΔPΗ₁ >ΔPΗ₂    β.   ΔPΗ₁ >ΔPΗ₂    γ. ΔPΗ₁ =ΔPΗ₂      δ. δεν συγκρίνονται  

A₇. Διαθέτουμε τα παρακάτω  υδατικά διαλύματα στους 25^oC.

     Διάλυμα Δ₁  που περιέχει  το οξύ ΗΑ  με    C_HA = C  έχει όγκο VL και α_ΗΑ= 0,01.

     Διάλυμα Δ₂ που περιέχει  το οξύ ΗCl  με   C_HCL = C και έχει όγκο VL.

     Αν κατά την προσθήκη 0,99 mol KOH στο διάλυμα Δ₂, το pH του γίνεται ίσο με 2, ενώ κατά την προσθήκη 1 mol KOH στο διάλυμα Δ₂ το pH του γίνεται ίσο με 7 , να βρεθεί το pH του δ/τος που θα προκύψει με την προσθήκη 1 mol KOH στο διάλυμα Δ₁.

                           α. 8                   β. 9                γ. 5                  δ.  10

A₈. i. Για ποια τιμή του PH ένας δείκτης HΔ θα ιοντιστεί κατά 50%, αν γνωρίζετε ότι ο δείκτης για

PH ≤ 4, 5 είναι κόκκινος και για PH ≥ 6 είναι κυανούς.

                           α. 6                  β. 5,25                γ. 4,5                  δ.  10,5

ii. Ποια η ΔPH, ώστε ένας δείκτης  HΔ,  από α = 0,25 να αποκτήσει   α = 0,75. Δίνεται log3 ≈ 0,5.

                           α. 1                  β. 0,25                γ. 0,5                  δ.  2

A₉.  Σε 12  δοχεία έχουμε τα παρακάτω δ/τα όλα της ίδιας  συγκέντρωσης:  

Η₂SO₄, HCl, CH₃COONΗ₄, NH₄Cl, NH₃, CH₃COOH,  CH₃COΟΝα, CH₃ΟΝα ,  ΚΝΟ₂  και  ΝαΝΗ₂  Ν₂Ο₅ και K₂O.

Μετρήθηκε  το PH των δ/των και  οι τιμές τους καταγράφηκαν  στον παρακάτω  πίνακα.

            ΠΙΝΑΚΑΣ

ΡΗ	1	3	11	7	5	9	8,5	13,01	0,95	;	;	;
Δοχ.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	CH3ΟΝα          10	N2O5    11	K2O    12

Αν  pH NH₃ > pH CH₃COΟΝα  και log2 =0,3 ,  αντιστοιχίστε  pH   με δοχεία και βρείτε την Κα του ΗΝΟ₂.

 απ: 1→ HCl, 2→ CH₃COOH, 3→ ΝH₃,  4 → CH₃COOΝΗ₄, 5 → ΝΗ₄Cl,  6 →CH₃COΟΝα,

7 → ΚΝΟ₂ ,    8 → ΝαΝΗ₂,     9 → Η₂SO₄ ,     10 →11    ,   11 → 0,7  , 12 → 13,3

A₁₀.  Δ/μα Δ₁ όγκου  2_L, που περιέχει το άλας ΚΑ, έχει C_OH^- = 10⁴C_H3O⁺και C_HΑ / C_Α^-=10^-5

         Δ/μα Δ₂ όγκου 10_L,  που περιέχει ΗCl , έχει   PH= 1. 

        O  μέγιστος όγκος  δ/τος  που μπορούμε να παρασκευάσουμε, με ανάμειξη μέρους των δ/των  Δ₁ και Δ_{2 ,} όπου το PH  του δ/τος θα εξαρτάται μόνο από το HΑ είναι.

  απ: 11L

A₁₁.  Όταν δ/μα Δ₁  ΗΑ αναμιχθεί με δ/μα Δ₂  ΚB, αποκαθίσταται η  ισορροπία ΗΑ+B^-  ΗB+A^-

που έχει Κc=10^-7.  Όταν δ/μα Δ₁  ΗΑ αναμιχθεί με δ/μα Δ₃  ΚΓ αποκαθίσταται η  ισορροπία

ΗΑ+Γ^-  ΗΓ+A^-   που έχει Κc=10^-1. Είναι κάποιο οξύ  ισχυρό. Να βρείτε   τη σειρά  ισχύος των ΗΓ , ΗΑ και ΗΒ. Δίνεται ΚαΗΑ = 10^-5 και οι συγκεντρώσεις είναι ίσες.

απ: ΗΒ ισχυρό  και ΗΓ ισχυρότερο του ΗΑ

A₁₂.  Στερεό M(OH)₂ , προστίθεται σε  νερό 25^οC,  και το pH  του δ/τος που πρόεκυψε βρέθηκε 12,  με προσθήκη  δε νερού συνεχίζει να είναι 12 μέχρι  που ο τελικός  του  όγκος  γίνει 10L.

    i.   Nα βρεθεί η διαλυτότητα του M(OH)₂ σε mol/L δ/τος.

    ii.  Nα εξηγήσετε τη σταθερότητα του pH.

    iii. Βρείτε τα mol του M(OH)₂  που προστέθηκαν σε  νερό 25^οC.

    iv. Aν συνεχίσουμε την προσθήκη νερού μετά τα 10Lπως θα μεταβληθεί  το pH.

απ: i. 0,005 σε mol/L δ/τος.       ii.  H σταθερότητα του pH οφείλεται στη  σταδιακή

διάλυση του υπάρχοντος ιζήματος μέχρι και τα 10L . iii.  0,05 mol  iv.  θα ελαττωθεί

 A₁₃.  Σε V₁L δ/τος Δ₁ οξέος δ/τος Δ₁ ΗΑ  προσθέτουμε V₂L  καθαρό νερό, και ογκομετρούμε στη συνέχεια με δ/μα ΝαΟΗ 0,1Μ  παρουσία δείκτη  με Κδ =10^-7,5.

 Πλήρη αλλαγή χρώματος είχαμε, όταν ο συνολικός όγκος έγινε 200ml.

      i. Ποιος ο V₂ του νερού που προσθέσαμε.

      ii. Ποιο το pH  τη στιγμή που  είχαμε συνολικά 190ml.

Για το ΗΑ έχουμε  :  Ka=10^-5 και C_ΗΑ =0,1M  στο δ/μα  Δ₁.

απ: i. 160ml   και  ii. pH=5

A₁₄.  Για την εύρεση της σταθεράς Κα του οξέος  HΑ έγιναν οι παρακάτω μετρήσεις.

   Διάλυμα  Δ₁ ,  όγκου V₁L _, περιέχει  το  ασθενές οξύ HΑ  με  συγκέντρωση C₁Μ και ογκομετρείται με δ/μα ΝαΟΗ συγκέντρωσης C₂Μ.

   Όταν  σε 110 ml του Δ₁ προσθέσουμε 20ml  δ/τος  ΝαΟΗ το ΡΗ γίνεται  4,  ενώ όταν προσθέσουμε 200ml  δ/τος  ΝαΟΗ ,  το ΡΗ γίνεται  6. Ποια η τιμή της σταθεράς Κα.

απ: 10^-5

A₁₅.   Διάλυμα  Δ₁ όγκου 1L με ΡΗ=3  _, περιέχει  το  οξύ HA  και  αντιδρά με κ mol στερεού NaOH , οπότε χωρίς μεταβολή όγκου  το ΡΗ  βρέθηκε  5.

     Αν προσθέταμε 2κ mol στερεού NaOH , χωρίς ΔV θα βρίσκαμε  ΡΗ = 9.

Nα βρεθούν:

    i. Aν το HΑ είναι ισχυρό ή ασθενές και

    ii. Tο ποσοστό εξουδετέρωσης του HΑ στην πρώτη επίδραση του ΝαΟΗ.

απ: i. ασθενές οξύ  και  ii.  50%

A₁₆.   Σε υδατικό διάλυμα Δ₁ οξέος HA, όγκου VL, με pΗ=2 προσθέτουμε 9VL Η₂Ο και παίρνουμε διάλυμα με pΗ = 3.

        Σε υδατικό διάλυμα Δ₂ οξέος HΒ, συγκέντρωσης C₂ M και όγκου VL με pΗ = 2,5, προσθέτουμε 99VL Η₂Ο και παίρνουμε διάλυμα με pΗ = 3,5.

      Σε αραιό υδατικό διάλυμα Δ₃ οξέος HΓ, συγκέντρωσης C₃M και όγκου VL με pΗ = 3 προσθέτουμε 49VL Η₂Ο και παίρνουμε διάλυμα pΗ = 4.

    Να βρείτε τις σταθερές , τους βαθμούς  ιοντισμού στα αρχικά διαλύματα και τη σειρά ισχύος των οξέων, αν  το διάλυμα Δ₂ χρειάστηκε 100πλάσια ποσότητα ΚΟΗ για  πλήρη εξουδετέρωση από αυτήν που χρειάζεται το Δ₃.  

απ: ΗΑ ισχυρό οξύ ,  ΗΒ α = 10^-2,5  και  Κα=10^-5   , ΗΓ α = 10^-1  και  Κα=10^-4  , ΗΑ> ΗΒ > ΗΒ

A₁₇.   Σε υδατικό διάλυμα Δ₁ οξέος H₂A, όγκου V=10L  περιέχονται 28g  του οξέος αυτού, στο διάλυμα Δ₁ προσθέτουμε ΝαΗΑ και παίρνουμε διάλυμα Δ₂ με pΗ = 3. Να βρεθούν:

         i. To  pΗ και ο βαθμός ιοντισμού  του  H₂A στο Δ₁.      

        ii. Η μάζα του ΝαΗΑ και ο βαθμός ιοντισμού του H₂A  στο Δ₂.

Δίνονται: Mr ΝαΗΑ = 50, Αr Να=23 , ΑrΗ=1, ΚaH₂A= 10^-4  και  ΚaHA^- = 10^-6

απ: i. pΗ=2,5  και  α = 10^-1,5    ii. 5g και  α = 9.10^-3  

  A₁₈.   Κατά την ογκομέτρηση   με πρότυπο δ/μα ΚΟΗ  0,1Μ,  δ/τος Δ₁ όγκου V = 100mL , που περιέχει τα οξέα HΑ , HCl  και σταγόνες δείκτη Η₂Δ  με  pKa H₂Δ =4 (με πεδίο τιμών αλλαγής χρώματος από pKa±1) ,  έναρξη αλλαγής  του χρώματος,  είχαμε όταν προσθέσαμε στο Δ₁ 100mL του πρότυπου δ/τος .

         Στη συνέχεια αλλαγή χρώματος παρατηρείτε όταν προσθέσω άλλα 200mL του πρότυπου δ/τος.

Να βρεθούν:

         i.  Oι C_HΑ  και η  C_HCl 

        ii. Tα  pΗ του δ/τος  Δ_{1 ,}στο 1^ο και 2^ο ισοδύναμο σημείο και η  pKa HΔ^- αν το πεδίο τιμών αλλαγής χρώματος είναι από pKa-0,85  έως pKa+0,85 και  το δ/μα   είναι άχρωμο για  5 ≤  pH ≤ 7,15. 

      Δίνεται: ΚaHA= 10^-5  και χρώματα:  Η₂Δ κόκκινο, ΗΔ^- άχρωμο  και Δ^2-  μπλε.

απ: i. C_HCl = 0,1Μ και C_HΑ = 0,2Μ   , ii.  3  ,  8,85   και pKa=8

A₁₉.   Σε 2L δ/τος CH₃COOH 0,1M προσθέτω 4,6g Να χωρίς ΔV.

 i.    Να βρεθεί το pH.

 ii.  Αν προσθέσω κ g Να τότε ελευθερώνονται 4,48L H₂ (STP).

Να βρεθεί το κ και το pH του τελικού δ/τος. Δίνεται Κα_CH3COOH=10^-5

απ: i. 9,  ii.  9,2g   και  pH = 13.

A₂₀.   Δ/μα Δ₁ 1L είναι 1Μ σε ΗΑ και 1Μ ΗΒ, στο δ/μα αυτό προσθέτω 2mol στερεού ΚΟΗ χωρίς ΔV και προκύπτει δ/μα Δ₂. Να βρεθεί το pH του δ/τος Δ₂.

Δίνονται Κα_ΗΑ = 10^-5 και Κα_ΗΒ = 9∙10^-5.

απ: 9,5

A₂₁.   Δ/μα Δ₁ 1L είναι 1Μ σε ΗΑ και 1Μ ΗΒ, στο δ/μα αυτό προσθέτω 1mol στερεού ΚΟΗ χωρίς ΔV και προκύπτει δ/μα Δ₂. Να βρεθεί το pH του δ/τος Δ₂.

Δίνονται ΗΑ = 10^-5 και Κα_ΗΒ = 9∙10^-5.

απ: 4,5

A₂₂.   Σε δ/μα όγκου 10L βρέθηκαν:  

      0,1Μ ανιόντα Cl^- ,  10^-9 M κατιόντα Η₃Ο⁺   , κατιόντα  ΝΗ⁺₄ και μόρια ΝΗ₃.

  Αν ΚbΝΗ₃=10^-5, να βρεθεί η Κc της ΝΗ_3(g)+HCl_(g)→ ΝΗ₄Cl_(s) ,  της οποίας το περιεχόμενο διαβιβάστηκε στο δοχείο των 10L και η   X.I.  αποκαταστάθηκε σε δοχείο 2L με απόδοση 50%.

απ: 4/0,75

A₂₃.   Δ/μα Δ₁ H₂SO₄ 1M όγκου 1L. Να βρεθούν οι συγκεντρώσεις όλων των ιόντων στο δ/μα Δ₁.

   Στο παραπάνω δ/μα διαβιβάζονται 2,24L (STP) αέριας ΝΗ₃ χωρίς ΔV και προκύπτει Δ₂. …….

   Να βρεθεί η C_OH^- στο δ/μα Δ₂. Δίνεται Κβ_ΝΗ3 = 10^-5 και Κα_HSO^-₄ = 10^-2  .

απ: C_H3Ο⁺ =1Μ , C_ΟH^- =0Μ,  C_SΟ4^2- = 0,01Μ   και C_HSΟ4^- = 1Μ   ,pH = 2

A₂₄.   Δίνονται δ/τα  ιόντων Δ₁, Δ₂ και Δ₃ που περιέχουν Ο^2- , ΝΗ^-₂ και CH₃O^- αντίστοιχα. 

Αν το δ/τα είναι της ίδιας συγκέντρωσης να δειχθεί ότι pΗ₁ > pΗ₂ > pΗ₃ .

Δ/μα Δ₄ είναι 0,025Μ σε Ο^2- και 0,5Μ  σε CH₃O^-. Στο δ/μα προσθέτουμε κ mol CH₃COOH και προκύπτει δ/μα Δ₅ με pΗ = 5. Αν Κα CH₃COOH = 10^-5 και V δ/τος Δ₄ = 1L να βρεθεί η μάζα του CH₃COOH που προσθέσαμε. 

απ: 12g

A₂₅.   Δ/μα Δ₁   ασθενούς οξέος HΑ έχει ρΗ = ω   και όγκο V₁.

          Δ/μα  Δ₂   HΒ έχει πάλι ΡΗ = ω, και όγκο V₂.

Να αποδείξετε ότι δ/μα  Δ₃ ,  που προκύπτει με ανάμειξη των Δ₁  και Δ₂  , έχει και αυτό pΗ = ω.

Απόδειξη

i. Aν HΑ και ΗΒ ασθενή η απόδειξη είναι σχετικά απλή. Ένας τρόπος είναι να καταλήξουμε στη σχέση

CH₃O⁺ = (Κα₁C΄₁+ Κα₂C΄₂)^1/2

ii. Aν HΑ (π.χHF) ασθενές και ΗΒ ισχυρό (π.χHCl) τότε.

HF  H++F- c-x       x     x	V1                                             Kα = x2 / c-x                 (1)
HCl →H++Cl-    x       x	V2

                                                                                       

Μετά την ανάμειξη

CHF = cV1 / VΤ CHCl = xV2 / VΤ

HF                H+ +  Cl- cV1/VΤ - y             y        y HCl         →    H+      +   Cl- xV2/VΤ        xV2/VΤ

Έστω  

Αντικαθιστώ στη (2) την (3) =>

 

Άρα η υπόθεση μας  ισχύει αφού καταλήξαμε στην (1)

Απαντήσεις

 Α₁. β ,        Α₂. α ,       Α₃. β ,        Α₄. β ,         Α₆. Γ,             Α₇. β     , Α₈. i.β, ii. α 

πηγή ylikonet