Χημεία Β' Λυκείου ΚΑΤ - 5

Μετά το τέλος της µελέτης του 5ου κεφαλαίου, ο µαθητής θα πρέπει

να είναι σε θέση:

Να γνωρίζει τι είναι ο αριθµός οξείδωσης και να µπορεί να τονυπολογίσει µε βάση το συντακτικό τύπο ή µε τη βοήθεια των πρακ-

τικών κανόνων.

Να γνωρίζει τους διάφορους ορισµούς που έχουν δοθεί κατά και-ρούς για την οξείδωση και την αναγωγή.

Να διακρίνει αν µία αντίδραση είναι οξειδοαναγωγική ή µεταθετική.

Να γνωρίζει ποιες ουσίες χαρακτηρίζονται οξειδωτικές και ποιεςαναγωγικές.

Να βρίσκει το οξειδωτικό και το αναγωγικό σώµα, σε µία αντίδρασηοξειδοαναγωγής.

Να βρίσκει τους συντελεστές σε αντιδράσεις οξειδοαναγωγής.

Να γνωρίζει τις κυριότερες κατηγορίες οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων.

Να επιλύει ασκήσεις που αναφέρονται σε οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις.

104. Έπαναλαµβάνουµε τη θεωρία Βήµα 1ο

Οξειδοαναγωγή

• Αριθµός οξείδωσης ονοµάζεται:

• Το πραγµατικό φορτίο ενός ιόντος σε µία ιοντική (ετεροπολική) ένωση.

• Το φαινοµενικό φορτίο που θα αποκτήσει ένα άτοµο, µοριακής (οµοιοπολικής) ένω-

σης, αν τα κοινά ζεύγη ηλεκτρονίων αποδοθούν στο ηλεκτραρνητικότερο άτοµο.

• Υπολογισµός αριθµού οξείδωσης:

α. Με βάση τον συντακτικό τύπο:

• Γράφουµε το συντακτικό τύπο της οµοιοπολικής ένωσης.

• ∆ηµιουργούµε τη φαινοµενική ιοντική δοµή αποδίδοντας τα κοινά ζεύγη

ηλεκτρονίων κάθε δεσµού στο ηλεκτραρνητικότερο άτοµο.

• Το φορτίο των ατόµων στη φαινοµενική ιοντική δοµή, δηλώνει τον αριθµό

οξείδωσης των ατόµων στο µόριο.

Για παράδειγµα, θα υπολογίσουµε τον αριθµό

οξείδωσης των ατόµων στο µόριο του χλωροφόρ-

µιου (CHCl3):

Ο άνθρακας είναι ηλεκτραρνητικότερος του υδρο-

γόνου, µε αποτέλεσµα το κοινό ζεύγος ηλεκτρο-

νίων του δεσµου C - H να αποδίδεται σε αυτόν.

Το χλώριο είναι ηλεκτραρνητικότερο του άνθρα-

κα, µε αποτέλεσµα το κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων

του δεσµου C - Cl να αποδίδεται σε αυτό.

Συνεπώς, το άτοµο του Η έχει φαινοµενικό φορ-

τίο 1+, κάθε άτοµο Cl έχει φαινοµενικό φορτίο 1-

και το άτοµο του C έχει φαινοµενικό φορτίο 1 · (-

1) + 3 · (+1) = +2.

Άρα, στο µόριο του CHCl3: Α.Ο.(Η) = +1, Α.Ο.(Cl) = -1, Α.Ο.(C) = +2.

β. Με τη βοήθεια των πρακτικών κανόνων:

Οι πρακτικοί κανόνες που χρησιµοποιούµε είναι:

1. Στα ελεύθερα στοιχεία τα άτοµα έχουν αριθµό οξείδωσης µηδέν.

2. Ο αριθµός οξείδωσης ενός µονοατοµικού ιόντος είναι ίσος µε το φορτίο του ιόντος.

3. Όλα τα µέταλλα στις ενώσεις τους έχουν θετικό Α.Ο.

• Τα αλκάλια Νa, Κ... έχουν Α.Ο. +1

• Οι αλκαλικές γαίες Mg, Ca, Ba .. έχουν Α.Ο. +2

Επαναλαµβάνουµε

τη θεωρία

105.Βήµα 1ο Επαναλαµβάνουµε τη θεωρία

Χηµεία Β΄ Λυκείου - Θετικής Κατεύθυνσης

4. To φθόριο (F) στις ενώσεις του έχει πάντα Α.Ο. –1.

5. Το οξυγόνο (Ο) στις ενώσεις του έχει Α.Ο. –2. εκτός από την ένωση ΟF2

που έχει Α.Ο. +2 και τα υπεροξείδια, στα οποία έχει Α.Ο. –1

6. Το υδρογόνο (Η) έχει Α.Ο. +1, εκτός αν πρόκειται για ένωση του υδρογό-

νου µε µέταλλο (υδρίδιο) όπου έχει Α.Ο. –1.

7. Το αλγεβρικό άθροισµα των Α.Ο. όλων των ατόµων µια ένωσης είναι µηδέν.

8. Το αλγεβρικό άθροισµα όλων των ατόµων ενός πολυατοµικού ιόντος είναι

ίσο µε το φορτίο του ιόντος.

• Τι είναι οξείδωση και αναγωγή:

Ορισµοί που δόθηκαν πριν γίνει γνωστή η ηλεκτρονιακή δοµή των ατόµων:

Οξείδωση χαρακτηρίστηκε κάθε αντίδραση στην οποία γίνεται πρόσληψη οξυ-

γόνου από ένα στοιχείο ή αφαίρεση υδρογόνου από µία χηµική ένωση.

Αναγωγή χαρακτηρίστηκε κάθε αντίδραση που γίνεται πρόσληψη υδρογόνου

από ένα στοιχείο ή χηµική ένωση, ή αφαίρεση οξυγόνου από µία ένωση.

→→→→→ Το βασικό µειονέκτηµα του ορισµού αυτού είναι ότι για να χαρακτηριστεί µία

αντίδραση ως οξείδωση ή αναγωγή, πρέπει να έχουµε προσθήκη ή αφαίρεση

υδρογόνου ή οξυγόνου.

Ορισµοί που δόθηκαν όταν έγινε γνωστή η ηλεκτρονιακή θεωρία για τη

δοµή των ατόµων:

Οξείδωση είναι η αποβολή ηλεκτρονίων από ένα άτοµο ή ιόν.

Αναγωγή είναι η πρόσληψη ηλεκτρονίων από ένα άτοµο ή ιόν.

→→→→→ Το βασικό µειονέκτηµα του ορισµού αυτού είναι ότι για να χαρακτηριστεί µία

αντίδραση ως οξείδωση ή αναγωγή, πρέπει να έχουµε αποβολή ή πρόσληψη

ηλεκτρονίων από κάποιο άτοµο µε αποτέλεσµα να µην καλύπτει τις περιπ-

τώσεις σχηµατισµού οµοιοπολικων ενώσεων, που δεν έχουµε µεταφορά αλλά

αµοιβαία συνεισφορά ηλεκτρονίων.

Ορισµοί που δόθηκαν µε βάση τη µεταβολή του αριθµού οξείδωσης:

Οξείδωση είναι η αύξηση του αριθµού οξείδωσης, ατόµου ή ιόντος.

Αναγωγή είναι η ελάττωση του αριθµού οξείδωσης, ατόµου ή ιόντος.

Για παράδειγµα, θα εξετάσουµε αν οι παρακάτω αντιδράσεις είναι οξειδοαναγω-

γικές, σύµφωνα µε τους τρείς ορισµούς για την οξείδωση και την αναγωγή:

α. Η2 + S → H

2S β. 2K + Br

2 → 2KBr

Με βάση τον αρχικό ορισµό:

α. Το S ενώνεται µε το Η2, δηλαδή ανάγεται. Άρα είναι αντίδραση αναγωγής.

β. Στην αντίδραση δε συµµετέχει υδρογόνο ή οξυγόνο, άρα δεν χαρακτηρίζεται

ως αντίδραση οξείδωσης ή αναγωγής.

Με βάση την ηλεκτρονιακή θεωρία:

α. Το Η2S είναι οµοιοπολική ένωση άρα και στην αντίδραση αυτή δεν υπάρχει µεταφορά

ηλεκτρονίων, οπότε δεν µπορεί να χαρακτηριστεί ως οξειδοαναγωγική αντίδραση.

β. Είναι αντίδραση οξειδοαναγωγής γιατί το Κ αποβάλλει ηλεκτρόνια (οξειδών-

εται) ενώ το Βr προσλαµβάνει ηλεκτρόνια (ανάγεται).

Με βάση τον αριθµό οξείδωσης:

α. Παρατηρούµε ότι ο Α.Ο. του Η αυξάνεται από 0 σε +1 (οξείδωση) ενώ ο Α.Ο. του S ελαττώ-

νεται από 0 σε -2 (αναγωγή). Άρα η αντίδραση χαρακτηρίζεται ως οξειδοαναγωγική.0 0 1 -2

2 2H S H S+

+ →β. Παρατηρούµε ότι ο Α.Ο. του Νa αυξάνεται από 0 σε +1 (οξείδωση) ενώ ο Α.Ο. του Βr

ελαττώνεται από 0 σε -1 (αναγωγή). Άρα η αντίδραση χαρακτηρίζεται ως οξειδοαναγωγική.0 0 1 1

22Na Cl 2Na Cl+ −

+ →• Οξειδοαναγωγή:

Κάθε αντίδραση οξείδωσης ενός ατόµου ή ιόντος, συνοδεύεται απαραίτητα από

την αναγωγή ενός άλλου ατόµου ή ιόντος. Για αυτό οι αντιδράσεις αυτές ονοµάζο-

νται οξειδοαναγωγικές. ∆ηλαδή, αν σε µία αντίδραση αυξάνεται ο Α.Ο. ενός

ατόµου ή ιόντος, πρέπει να ελαττώνεται ο Α.Ο. κάποιου άλλου ατόµου ή ιόντος.

• Οξειδωτικές ουσίες ή οξειδωτικά, ονοµάζονται οι ουσίες που προκαλούν οξείδωσ-

η. Τα οξειδωτικά προκαλούν οξείδωση γιατί περιέχουν άτοµα που µπορούν να αναχ-

θούν, δηλαδή να ελαττώσουν τον Α.Ο. τους. Στις οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις που

συνοδεύται από µεταφορά ηλεκτρονίων, τα οξειδωτικά προσλαµβάνουν ηλεκτρόνια.

• Αναγωγικές ουσίες ή αναγωγικά, ονοµάζονται οι ουσίες που προκαλούν αναγωγή.

Τα αναγωγικά προκαλούν αναγωγή γιατί περιέχουν άτοµα που µπορούν να οξειδωθ-

ούν, δηλαδή να αυξήσουν τον Α.Ο. τους. Στις οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις που

συνοδεύται από µεταφορά ηλεκτρονίων, τα αναγωγικά αποβάλλουν ηλεκτρόνια.

Για παράδειγµα, στην αντίδραση: το Cl2 είναι οξειδωτικό,γιατί προκαλεί την οξείδωση του υδρογόνου και το Η2 είναι αναγωγικό γιατίπροκαλεί την αναγωγή του Cl2.

• Πως βρίσκουµε τους συντελεστές σε αντιδράσεις οξειδοαναγωγής:

Θα συµπληρώσουµε την αντίδραση: ΜnO2 + HCl → ...

Το οξειδωτικό σώµα είναι το ΜnO2 ενώ το αναγωγικό είναι το HCl. Με βάση τον

πίνακα γράφουµε τα προϊόντα:

ΜnO2 + HCl → ΜnCl2 + Cl2οξειδωτικό αναγωγικό προϊόν αναγωγής προϊόν οξείδωσης

Το στοιχείο που οξειδώνεται είναι το Cl και η µεταβολή στον αριθµό οξείδωσής

του είναι 1 (από -1 σε 0) ενώ το στοιχείο που ανάγεται είναι το Μn και η µεταβο-

λή στον αριθµό οξείδωσής του είναι 2 (από +4 σε +2).

107.Βήµα 1ο Επαναλαµβάνουµε τη θεωρία

Στο ΜnCl2 τοποθετούµε ως συντελεστή τη µεταβολή στον αριθµό οξείδωσης του

Cl, ενώ στο Cl2 τοποθετούµε ως συντελεστή τη µεταβολή στον αριθµό οξείδωσης

του Mn, διαιρεµένη µε το δύο, γιατί το Cl στο µόριο του Cl2 έχει δείκτη 2.

ΜnO2 + HCl → 1ΜnCl2 + 1Cl2Με βάση τους συντελεστές που τοποθετήσαµε στα προϊόντα τοποθετούµε τους

κατάλληλους συντελεστές στα αντιδρώντα. ∆ηλαδή, 4 στο HCl για να ισοσταθµι-

στούν τα άτοµα του Cl:

ΜnO2 + 4HCl → 1ΜnCl2 + 1Cl2

Για να ισοσταθµίσουµε τα άτοµα του Η προσθέτουµε δύο µόρια νερού στα προϊόντα:

ΜnO2 + 4HCl → 1ΜnCl2 + 1Cl2 + 2Η2Ο

Άρα η χηµική εξίσωση της αντίδρασης είναι:

ΜnO2 + 4HCl →→→→→ ΜnCl2 + Cl2 + 2Η2Ο

• Κατηγορίες οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων:

Αντιδράσεις σύνθεσης:

Είναι οι αντιδράσεις στις οποίες δύο ή περισσότερα χηµικά στοιχεία ενώνονται

και σχηµατίζουν µία χηµική ένωση.

Για παράδειγµα: →0 0 +1 -1

2 2H + Cl 2HCl

Αντιδράσεις αποσύνθεσης και διάσπασης:

Κατά τις αντιδράσεις αυτές µια ένωση διασπάται στα στοιχεία της (αποσύνθεση)

ή σε απλούστερες ενώσεις (διάσπαση).

Για παράδειγµα: →+2 -2 0 0

22HgO 2Hg + O (αποσύνθεση)

→+5 -2 -1 0

232KClO 2KCl + 3O (διάσπαση)

Αντιδράσεις απλής αντικατάστασης:

α. Αντικατάσταση µετάλλου από µέταλλο:

Ένα µέταλλο µπορεί να αντικαταστήσει ένα άλλο σε µια ένωση αρκεί να

είναι αναγωγικότερο από αυτό.

Η αναγωγική ικανότητα των µετάλλων παρέχεται από τη σειρά αναγωγικής ισχύος:

Li, K, Bα, Cα, Να, Μg, Αl, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb, H2, Bi, Cu, Hg, Ag, Pt, Au

Για παράδειγµα: →0 +2 +2 0

4 4Fe+ CuSO FeSO + Cu

→→→→→ Στις αντιδράσεις αυτές, το µέταλλο έχει στα προϊόντα τον µικρότερο από

του αριθµούς οξείδωσής του. Εξαίρεση είναι ο χαλκός που στα προϊόντα

έχει αριθµό οξείδωσης +2.

3 3 2Cu+ Ag NO Cu(NO ) + 2Ag

β. Αντικατάσταση του υδρογόνου των οξέων από µέταλλο:

Η αντίδραση αυτή πραγµατοποιείται όταν το µέταλλο είναι αναγωγικότερο

του υδρογόνου. Και στη περίπτωση αυτή, το µέταλλο στα προϊόντα έχει το

µικρότερο από τους αριθµούς οξείδωσής του.

Το γενικό σχήµα της αντίδρασης είναι: Μέταλλο + οξύ →→→→→ αλάτι + υδρογόνο

2 2Zn+ 2HCl ZnCl + H

→→→→→ Όταν έχουµε διάλυµα ΗΝΟ3 ή πυκνό διάλυµα Η

4, δεν πραγµατοποιεί-

ται αντίδραση απλής αντικατάστασης, αλλά πολύπλοκης µορφής.

γ. Αντικατάσταση του υδρογόνου του νερού:

Τα πολύ δραστικά µέταλλα Κ, Νa, Ca, Βa αντικαθιστούν το Η του νερού σε

κοινή θερµοκρασία και δίνουν τις αντίστοιχες ευδιάλυτες βάσεις και αέριο Η2.

Για παράδειγµα: 2Κ + 2Η2Ο → 2ΚΟΗ + Η2

→→→→→ Τα υπόλοιπα µέταλλα, που είναι δραστικότερα του υδρογόνου, αντιδρούν

µε υδρατµούς υψηλής θερµοκρασίας και δίνουν οξείδια και αέριο υδρογόνο.

δ. Αντικατάσταση αµετάλλου από αµέταλλο:

Η οξειδωτική ικανότητα των αµετάλλων παρέχεται από την σειρά οξειδωτικής ισχύος:

F2, O3, Cl2, Br2, O2, I2, S ...

Στη σειρά αυτή η οξειδωτική ισχύς ελαττώνεται από αριστερά προς τα δεξιά. Συνεπώς

κάθε αµέταλλο αντικαθιστά τα επόµενά του στις ενώσεις τους µε αρνητικό αριθµό

οξείδωσης και τα προηγούµενά του στις ενώσεις τους µε θετικό αριθµό οξείδωσης.

Για παράδειγµα: 0 1 1 0

2 2Cl 2K Br 2KCl Br− −

+ → +

• Πολύπλοκες αντιδράσεις:

Οι αντιδράσεις αυτές περιγράφονται αναλυτικά στα ΒΙΒΛΙΟΜΑΘΗΜΑΤΑ

Χηµείας Β΄ Λυκείου θετικής κατεύθυνσης (ΕΚ∆ΟΣΕΙΣ ΟΡΟΣΗΜΟ), στο

10ο Βιβλιοµάθηµα, σελίδες 229 έως 237.

109.Βήµα 2ο Επαναλαµβάνουµε τις ασκήσεις “κλειδιά”

Α. Από το σχολικό βιβλίο

Να λύσω τις ασκήσεις:

σ. 168: Άσκηση 15

σ. 169: Ασκήσεις 18, 19, 20

σ. 170: Ασκήσεις 24, 25, 26

σ. 171: Ασκήσεις 27, 28, 30, 31, 32

Β. Από το 9ο, 10ο και 11ο Βιλιοµάθηµα

(Βιβλιοµαθήµατα Χηµείας Β’ Λυκείου

θετικής κατεύθυνσης, εκδόσεις “ΟΡΟΣΗΜΟ”)

Να διαβάσω τις λυµένες ασκήσεις:

(9ο Βιβλιοµάθηµα)

σ. 215: Ασκήσεις 1, 2

σ. 238: Ασκήσεις 1, 2

σ. 243: Παράδειγµα 1

σ. 172: Ασκήσεις 33, 34, 35, 36, 38

σ. 173: Ασκήσεις 40, 41, 42, 44

Επαναλαµβάνουµε

τις ασκήσεις - κλειδιά

σ. 254: Ασκήσεις 3, 5, 6

σ. 255: Ασκήσεις 10, 12, 13

σ. 256: Το ξεχωριστό θέµα

Να λύσω τις ασκήσεις:

σ. 224: Ασκήσεις 1, 3, 5, 6

σ. 225: Το ξεχωριστό θέµα

σ. 240: Ασκήσεις 2, 3, 4, 5

σ. 241: Ασκήσεις 6, 7, 8

110. Λύνουµε περισσότερες ασκήσεις Βήµα 3ο

1. Σε 400 mL διαλύµατος KMnO4 1M προστίθενται 2 L διαλύµατος HCl 2 M,

οπότε ελευθερώνεται Cl2.

α. Να εξετάσετε αν θα αποχρωµατιστεί πλήρως το διάλυµα KMnO4.

β. Η ποσότητα του Cl2 που ελευθερώθηκε διαβιβάζεται σε δοχείο στα-

θερού όγκου 3,6 L που περιέχει PCl3. ∆ιατηρώντας σταθερή τη θερ-

µοκρασία στους 227 oC αποκαθίσταται η χηµική ισορροπία:

PCl3(g) + Cl2(g) �� PCl5(g), ∆Η = –28 Κcal

Το ποσό της θερµότητας που εκλύεται µέχρι να αποκατασταθεί η

χηµική ισορροπία είναι 16,8 Kcal ενώ το µίγµα της χηµικής ισορ-

ροπίας ασκεί πίεση 20,5 atm.

1. Να υπολογιστεί η Kc.

2. Πως µεταβάλλεται Kc όταν αυξηθεί η θερµοκρασία.

Λύση:

α. Αρχικά θα υπολογίσουµε τα mol του KMnO4 και του HCl:

4KMnO 1 1n c V 1M 0,4L 0,4mol= = ⋅ = HCl 2 2n c V 2M 2L 4mol= = ⋅ =

Η χηµική εξίσωση της οξειδοαναγωγικής αντίδρασης είναι:

16HCl + 2KMnO4 → 5Cl2 + 2MnCl2 + 2KCl + 8H2O

Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης έχουµε:

16 mol HCl αντιδρούν µε 2 mol KMnO4.

4 mol HCl αντιδρούν µε x; mol KMnO4.

x = 0,5 mol KMnO4.

H ποσότητα του KMnO4 είναι 0,4 mol, συνεπώς το KMnO4 αντιδρά πλήρως και

το HCl βρίσκεται σε περίσσεια. Εφόσον όλη η ποσότητα του KMnO4 ανάγεται,

το διάλυµα αποχρωµατίζεται.

β. Με βάση το KMnO4 που αντέδρασε πλήρως, υπολογίζουµε την ποσότητα του Cl2που παράχθηκε:

2 mol KMnO4 παράγουν 5 mol Cl2.

0,4 mol KMnO4 παράγουν ψ; mol Cl2.

Λύνουµε

περισσότερες

ασκήσεις

111.Βήµα 3ο Λύνουµε περισσότερες ασκήσεις

ψ = 1 mol Cl2.

Έστω ότι στο δοχείο υπάρχουν ω mol PCl3. Στον παρακάτω πίνακα φαίνονται οι

µεταβολές στις ποσότητες των αερίων του µίγµατος, µέχρι το σύστηµα να φτάσει

σε κατάσταση χηµικής ισορροπίας:

Η ενθαλπία της αντίδρασης είναι –28 Κcal, συνεπώς από τη στοιχειοµετρία της

αντίδρασης έχουµε:Όταν αντιδρά 1 mol PCl3, ελευθερώνονται 28 Κcal θερµότητας.Όταν αντιδρούν z; mol PCl3, ελευθερώνονται 16,8 Κcal θερµότητας.z = 0,6 mol PCl3.

Συνεπώς στην κατάσταση Χ.Ι. υπάρχουν:

3PCln (ω z)mol (ω 0,6)mol= − = −

2Cln (1 z)mol (1 0,6)mol 0,4mol= − = − =

5PCln zmol 0,6mol= =

Τα συνολικά mol στην ισορροπία είναι:

3 2 5ολ. PCl Cl PCln n n n (ω 0,6)mol 0,4mol 0,6mol (ω 0,4)mol= + + = − + + = +

Εφαρµόζουµε την καταστατική εξίσωση των αερίων, για το µίγµα των αερίων

στην ισορροπία:

oλ. oλ.

PV 20,5atm 3,6LPV n RΤ n 1,8mol

RT 0,082L atm / mol K 500K

⋅= ⇔ = = =

⋅ ⋅ ⋅

Όµως nολ. = (ω + 0,4)mol ⇔ 1,8 mol = (ω + 0,4)mol ⇔ ω = 1,4 mol

Άρα: 3PCln (ω 0,6)mol (1,4 0,6)mol 0,8mol= − = − =

1. Η έκφραση της Κc για την ισορροπία είναι:

[PCl ] 3,6K 6,75

0,8 0,4[PCl ][Cl ] M M3,6 3,6

= = =⋅

2. Η αντίδραση είναι εξώθερµη, συνεπώς αν αυξηθεί η θερµοκρασία, η ισορρο-πία µετατοπίζεται προς τα αριστερά και η Κc µειώνεται.

3. 59 g κράµατος Fe και Cu κατεργάζεται µε πυκνό και θερµό διάλυµα Η2SO4,

οπότε και εκλύονται 29,12 L αερίου σε συνθήκες S.T.P.

α. Να υπολογίσετε την κατά βάρος σύσταση του κράµατος.

β. Αν ίδια ποσότητα από το κράµα αντιδράσει πλήρως µε αραιό διάλυµα

HNO3 1/3 M, ποιος ο όγκος του διαλύµατος που αντέδρασε;

∆ίνονται: ΑrFe = 56, ArCu = 63,5.

Λύση:

α. Έστω ότι το κράµα αποτελείται από x mol Fe και ψ mol Cu.

mFe + mCu = mκραµ. ⇔ nFe · ArFe + nCu · ArCu = mκραµ. ⇔ 56x + 63,5ψ = 59 (1)

Οι χηµικές εξισώσεων που πραγµατοποιούνται είναι:

2Fe + 6H2SO4(πυκνό - θερµό) → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

Cu + 2H2SO4(πυκνό - θερµό) → CuSO4 + SO2 + 2H2O

Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης οξείδωσης του Fe έχουµε:

2 mol Fe δίνουν 3 mol SO2.

x mol Fe δίνουν α; mol SO2.

α = 3x/2 mol SO2.

Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης οξείδωσης του Cu έχουµε:

1 mol Cu δίνει 1 mol SO2.

ψ mol Cu δίνουν β; mol SO2.

β = ψ mol SO2.

O όγκος του SO2 που ελευθερώνεται σε συνθήκες S.T.P. είναι 29,12 L. Άρα:

V 29,12Ln 1,3mol

V 22,4L / mol= = = , συνεπώς: α + β = 1,3 ⇔ 3x/2 + ψ = 1,3 (2)

Επιλύοντας το σύστηµα των εξισώσεων (1) και (2) βρίσκουµε x = 0,6 και ψ = 0,4.

Άρα στο κράµα υπάρχουν 0,6 mol Fe και 0,4 mol Cu.

mFe = nFe · ArFe = 0,6mol · 56g/mol = 33,6 g

mCu = nCu · ArCu = 0,4mol · 63,5g/mol = 25,4 g

β. Οι χηµικές εξισώσεις των αντιδράσεων που πραγµατοποιούνται είναι:

Fe + 4HΝO3(αραιό) → Fe(ΝO3)3 + ΝO + 2H2O

3Cu + 8HΝO3(αραιό) → 3Cu(ΝO3)2 + 2ΝO + 4H2O

113.Βήµα 3ο Λύνουµε περισσότερες ασκήσεις

Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης οξείδωσης του Fe έχουµε:

1 mol Fe αντιδρά µε 4 mol HNO3.

0,6 mol Fe αντιδρoύν µε z; mol HNO3.

z = 2,4 mol HNO3.

Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης οξείδωσης του Cu έχουµε:

3 mol Cu αντιδρούν µε 8 mol HNO3.

0,4 mol Cu αντιδρoύν µε ω; mol HNO3.

ω = 3,2/3 mol HNO3.

∆ηλαδή συνολικά καταναλώθηκαν 2,4mol + 3,2/3mol = 10,4/3 mol HNO3.

Υπολογίζουµε τον όγκο του διαλύµατος ΗΝΟ3:

3 3HNO HNOn n 10,4 / 3molc V 10,4L

V c 1/3M= ⇔ = = =

Άρα αντέδρασαν 10,4 L διαλύµατος ΗΝΟ3.

4. Μέταλλο Μ εµφανίζεται στις ενώσεις του µε δύο αριθµούς οξείδωσης x

και ψ, µε x < ψ. 0,3 mol από το µέταλλο M διαλύονται πλήρως σε περίσ-

σεια αραιού ,διαλύµατος Η2SO4, οπότε παράγονται 6,72 L αερίου σε συν-

θήκες S.T.P. Το διάλυµα που προκύπτει απαιτεί για πλήρη οξείδωση 500

mL διαλύµατος KMnO4, παρουσία H2SO4.

Ποσότητα από το ίδιο µέταλλο ίση µε 0,1 mol, διαλύεται πλήρως σε περίσσει-

α πυκνού διαλύµατος H2SO4 και ελευθερώνει αέριο το οποίο αντιδρά πλήρως

µε διάλυµα H2S και σχηµατίζονται 14,4 g κίτρινου στερεού. Να υπολογιστούν

οι τιµές των x και ψ και η συγκέντρωση του διαλύµατος KMnO4.

∆ίνεται: ΑrS = 32.

Λύση:

Όταν το µέταλλο αντιδρά µε αραιό Η2SO4 έχουµε αντίδραση απλής αντικατάστα-

σης και σχηµατίζεται Μ2(SO4)x. Άρα η χηµική εξίσωση της αντίδρασης είναι:

2Μ + xH2SO4 → Μ2(SO4)x + xH2↑

Υπολογίζουµε τα mol του Η2 που εκλύονται στην αντίδραση απλής αντικατάστασης:

V 6,72Ln 0,3mol

V 22,4L / mol= = =

2 mol M δίνουν x mol H2.

0,3 mol M δίνουν 0,3 mol H2.

x = 2 Συνεπώς, ο µικρότερος Α.Ο. του Μ είναι +2.

Με γνωστό το x η αντίδραση του Μ µε το αραιό Η2SO4 γίνεται:

Μ + Η2SO4 → ΜSO4 + Η2

Θα υπολογίσουµε τα mol του ΜSO4 που παράχθηκαν στη παραπάνω αντίδραση:

1 mol Μ δίνει 1 mol ΜSO4.

0,3 mol Μ δίνουν ω; mol ΜSO4.

ω = 0,3 άρα: ω = 0,3 mol ΜSO4.

Με γνωστή τη τιµή του x, η χηµική εξίσωση της οξείδωσης του ΜSO4 από KMnO4 είναι:

10 mol ΜSO4 αντιδρούν µε 2(ψ - 2) mol KMnO4.

0,3 mol ΜSO4 αντιδρούν µε κ; mol KMnO4.

κ = 0,06(ψ - 2), άρα: 4KMNOn 0,06(ψ 2)mol= − (1)

Η αντίδραση του µετάλλου µε το πυκνό Η2SO4 περιγράφεται από τη χηµική εξίσωση:

2Μ + 2ψΗ2SO4(πυκνό) → Μ2(SO4)ψ + ψSO2↑ + 2ψH2O

2 mol Μ δίνουν ψ mol SO2.

0,1 mol Μ δίνουν λ mol SO2.

λ = 0,05ψ άρα: 2SOn 0,05ψmol=

Η χηµική εξίσωση της αντίδρασης του Η2S µε το SO2 είναι:

SO2 + 2H2S → 3S + 2H2O

To κίτρινο στερεό που παράγεται είναι το θείο.

Τα mol του S που παράχθηκαν είναι: S

m 14,4gn 0,45mol

Ar 32g / mol= = =

1 mol SO2 δίνουν 3 mol S.

0,05ψ mol SO2 δίνουν 0,45 mol S.

ψ = 3, συνεπώς ο µεγαλύτερος αριθµός οξείδωσης του Μ είναι +3.

Τοποθετώντας την τιµή του ψ που υπολογίσαµε στην (1) έχουµε:

4KMNOn 0,06(ψ 2)mol= − = 0,06(3 – 2)mol = 0,06 mol

Άρα η συγκέντρωση του διαλύµατος ΚMnΟ4 είναι: 4KMnOn 0,06molc 0,12M

V 0,5L= = =

115.Βήµα 4ο Λύνουµε µόνοι µας

1. Ορισµένη ποσότητα ΜnO2 κατεργάζεται µε περίσσεια διαλύµατος υδροχλω-

ρίου και η ποσότητα του αερίου που προκύπτει χωρίζεται σε δύο ίσα µέρη.

Το ένα µέρος διοχετεύεται σε περίσσεια πυκνού διαλύµατος αµµωνίας,

οπότε ελευθερώνονται 6,72 L ενός νέου αερίου, µετρηµένα σε S.T.P.

To δεύτερο µέρος του αρχικού µίγµατος διοχετεύεται σε ένα δοχείο που

περιέχει 1 g H2. Nα βρεθούν:

α. Η αρχική ποσότητα του διοξειδίου του µαγγανίου.

β. Το βάρος του προϊόντος της αντίδρασης στο δοχείο που περιέχει το υδρογόνο.

∆ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: Mn=55, O=16, H=1, Cl=35,5.

............................................................................................................................

Λύνουµε

µόνοι µας

116. Λύνουµε µόνοι µας Βήµα 4ο

2. Ένα κράµα χαλκού και ψευδάργυρου ζυγίζει 19,2 g. Όλη η ποσότητα του

κράµατος αντιδρά µε την απαιτούµενη ποσότητα αραιού διαλύµατος νι-

τρικού οξέος 10% w/w και ελευθερώνονται 4,48 L αερίου σε συνθήκες

STP. Nα υπολογίσετε:

α. Πόσα γραµµάρια διαλύµατος νιτρικού οξέος καταναλώθηκαν

β. Ποιά η κατά βάρος σύσταση του κράµατος.

∆ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: Ν=14, O=16, H=1, Cu=63,5, Zn=65.

............................................................................................................................

3. Ένα µέταλλο Α εµφανίζεται στις διάφορες ενώσεις µε αριθµούς οξείδωσης

+2 και +4. Μία ποσότητα του µετάλλου Α ίση µε 1,19 g διαλύεται πλήρως

σε περίσσεια διαλύµατος υδροχλωρίου. Το διάλυµα που προκύπτει απο-

χρωµατίζει 200 mL διαλύµατος υπερµαγγανικού καλίου 0,02 Μ. Να υπο-

λογιστει η σχετική ατοµική µάζα του µετάλλου.

............................................................................................................................

4. Ένα κράµα που αποτελείται από 0,2 mol Ag και 0,2 mol µετάλλου Μ διαλύ-

εται πλήρως σε πυκνό διάλυµα ΗΝΟ3. Η ποσότητα του αερίου που ελευθε-

ρώνεται από την αντίδραση εισάγεται σε κενό δοχείο σταθερού όγκου, το

οποίο περιέχει 0,2 mol N2O4. Το µίγµα των δύο αερίων ασκεί πίεση 4 atm.

∆ιατηρώντας σταθερή τη θερµοκρασία αποκαθίσταται η ισορροπία:

2ΝΟ2(g) �� N2O4(g)

για την οποία Κp = 2. Το αέριο µίγµα ισορροπίας ασκεί πίεση 3 atm.

α. Να υπολογιστούν οι µερικές πιέσεις των αερίων του µίγµατος ισορροπίας.

β. Ο αριθµός οξείδωσης του µετάλλου Μ στο αλάτι που σχηµατίζεται.

............................................................................................................................

5. Κράµα Fe - Ζn µάζας 18,6 g διαλύεται πλήρως σε 600 mL διαλύµατος ΗCl

2M. To διάλυµα που προκύπτει έχει επίσης όγκο 600 mL και συγκέντρω-

ση σε ΗCl 1M (διάλυµα Α).

α. Να υπολογιστεί η σύσταση του κράµατος.

β. Για να οξειδωθούν πλήρως τα 600 mL του διαλύµατος Α απαιτούν 100

mL διαλύµατος K2Cr2O7. Να υπολογιστεί η µοριακότητα κατ’ όγκο του

διαλύµατος K2Cr2O7.

∆ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: Fe=56, Zn=65.

............................................................................................................................

6. ∆ιαθέτουµε 26 g αερίου µίγµατος µε περιεκτικότητα 60% v/v SO2 και

40% v/v H2S. Κάτω από κατάλληλες συνθήκες τα συστατικά του µίγµα-

τος αντιδρούν µεταξύ τους.

α. Ποια ποσότητα κίτρινου στερεού (S) θα σχηµατιστεί;

β. Ποιο ποσό θερµότητας ελευθερώνεται κατά την αντίδραση;

γ. Μετά την αντίδραση, το αέριο διαβιβάζεται σε διάλυµα ΚΜnO4 0,2 M.

Ποιον όγκο διαλύµατος µπορεί να αποχρωµατίσει πλήρως;

∆ίνονται: Οι ενθαλπίες σχηµατισµού των Η2Ο και Η2S: -60 Kcal/mol και -5

Kcal/mol αντίστοιχα, καθώς και η ενθαλπία καύσης του θείου: -70 Κcal/mol,

ArS=32, ArO=16, ArH=1

............................................................................................................................

7. 6,2 g φωσφόρου προστίθενται σε 100 mL πυκνού διαλύµατος HNO3 12 M,

οπότε προκύπτει ένα αέριο Α.

α. Ποιος ο όγκος του αερίου σε S.T.P. που παράγεται;

β. Ποιο ποσό θερµότητας θα ελευθερωθεί ταυτόχρονα;

γ. Αν η ίδια ποσότητα φωσφόρου αντιδρούσε µε αραιό διάλυµα HNO3 2 M,

ποιος όγκος του διαλύµατος θα καταναλωνόταν και ποιος όγκος αερίου

Β θα εκλυόταν; Η ατοµικότητα του φωσφόρου να θεωρηθεί 1.

∆ίνονται οι ενθαλπίες σχηµατισµού για τα: ΗΝΟ3 = -40 Κcal/mol,

Η3PΟ4 = -300 Κcal/mol, ΝΟ2 = +8 Κcal/mol, Η2Ο = -70 Κcal/mol, ArP=31.

............................................................................................................................

8. 35,1 g NaCl θερµαίνονται µε διάλυµα K2Cr2O7 0,2 Μ, οξινισµένo µε H2SO4.

Το αέριο που εκλύεται διαβιβάζεται σε δοχείο όγκου 2 L, όπου περιέχεται

ορισµένη ποσότητα COCl2. Tο µίγµα θερµαίνεται στους 1000 oC οπότε

αποκαθίσταται η ισορροπία: COCl2(g) �� CO(g) + Cl2(g), για την οποία η Kc

= 0,05. Αν στη θέση χηµικής ισορροπίας υπάρχουν στο δοχείο 0,1 mol CO,

να βρεθούν:

α. Ο όγκος του διαλύµατος K2Cr2O7 που καταναλώθηκε.

β. Η ποσότητα του COCl2 που υπήρχε αρχικά στο δοχείο.

∆ίνονται: ArNa=23, ArCl=35,5.

............................................................................................................................

9. x g στερεού S κατεργάζονται πλήρως µε την απαιτούµενη ποσότητα

πυκνού διαλύµατος ΗΝΟ3. Το αέριο που σχηµατίστηκε αποµακρύνε-

ται και το διάλυµα που προέκυψε αραιώνεται. Το αραιωµένο διάλυ-

µα κατεργάζεται µε περίσσεια Ζn µε αποτέλεσµα να εκλύονται 4,48 L

αερίου H2 σε S.T.P. Το αέριο υδρογόνο αντιδρά πλήρως µε Cl2 και

σχηµατίζεται ποσοτικά HCl. Η ποσότητα του HCl αντιδρά πλήρως µε

400 mL διαλύµατος KMnO4. Να βρεθούν:

α. Tα x g του θείου.

β. H συγκέντρωση του διαλύµατος του KMnO4.

γ. O όγκος του αερίου που εκλύεται σε S.T.P. κατά την τελευταία αντίδραση.

∆ίνεται: ArS=32.

............................................................................................................................

123.Βήµα 5ο Ελέγχουµε τη γνώση µας

Θέµα 1ο

Α. Ποιες ουσίες χαρακτηρίζονται ως οξειδωτικές και ποιες ως αναγωγικές;

∆ώστε ένα παράδειγµα.

(Μονάδες 5)

................................................................................................................

.................................................................................................................

Β. Να αντιστοιχίσετε τα στοιχεία της στήλης Α µε τους αριθµούς οξείδωσης

στη στήλη Β.

(Μονάδες 5)

................................................................................................................

Στήλη Α

Στήλη Β

α. 0, -1

β. 0, -1, +1

γ. 0, -2, -1, +2

δ. 0, +2

ε. 0, +1

Ελέγχουµε τη

γνώση µας

124. Ελέγχουµε τη γνώση µας Βήµα 5ο

Γ. Στην αντίδραση Η2S + H2O2 →→→→→ S + 2H2O, το Η2Ο2 δρά ως .................... γιατί το

θείο .................... από Α.Ο. = ..... σε Α.Ο. = .....

Στην αντίδραση ΜnO2 + H2O2 + H2SO4 →→→→→ MnSO4 + O2 + 2H2O, το Η2Ο2 δρα

ως .................... γιατί το µαγγάνιο .................... από Α.Ο. = ..... σε Α.Ο. = .....

(Μονάδες 10)

∆. Να καθορίσετε το οξειδωτικό και το αναγωγικό σώµα στις παρακάτω αντιδράσεις:

Fe + CuSO4 →→→→→ FeSO4 + Cu

3Ag + 4HNO3(αραιό) →→→→→ 3AgNO3 + NO + 2H2O

SO2 + 2H2S →→→→→ 3S + 2H2O

(Μονάδες 5)

................................................................................................................

.................................................................................................................

Θέµα 2ο

Α. Να συµπληρώσετε τις χηµικές εξισώσεις των παρακάτω αντιδράσεων:

α. ...Νa + ...H2SO4(αραιό) →→→→→

β. ...ΗΝΟ3(αραιό) + ...P →→→→→

γ. ...Αl + ...H2SO4(πυκνό - θερµό) →→→→→

δ. ...ΚΜnΟ4 + ...CO + ...H2SO4 →→→→→

ε. ...Η2Ο2 + ...ΗΙ →→→→→

ζ. ...SΟ2 + ...Η2Ο2 →→→→→(Μονάδες 12)

Β. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και ποιες λανθασµένες;

Στην αντίδραση Η2 + Cl2 →→→→→ 2HCl

α. Το υδρογόνο οξειδώνεται.

β. Το χλώριο προσλαµβάνει ηλεκτρόνια.

γ. Το υδρογόνο δρα ως οξειδωτικό.

δ. Μεταβάλλεται ο αριθµός οξείδωσης όλων των στοιχείων που συµµετέχουν.

(Μονάδες 5)

................................................................................................................

125.Βήµα 5ο Ελέγχουµε τη γνώση µας

Γ. Να εξηγήσετε για ποιο λόγο η χηµική εξίσωση: 4Η2Ο2 + 2Ο3 →→→→→ 4H2Ο + 5O2,

δεν είναι σωστή.

(Μονάδες 5)

................................................................................................................

Θέµα 3ο

Α. Να υπολογίσετε τον αριθµό οξείδωσης των ατόµων του άνθρακα στο µό-

ριο του 1,2 δίφθορο - προπανίου:

α. Με βάση το συντακτικό τύπο.

β. Με τη βοήθεια των πρακτικών κανόνων.

Η σειρά ηλεκτραρνητικότητας είναι F>C>H.

(Μονάδες 10)

Β. 20 g ακάθαρτου Al διαλύονται σε περίσσεια αραιού διαλύµατος HNO3. Αν

η καθαρότητα του Αl είναι 81% w/w και οι προσµίξεις δεν αντιδρούν µε το

HNO3, να υπολογίσετε τον όγκο του αερίου που εκλύεται από την αντίδρα-

ση σε συνθήκες S.T.P.

∆ίνεται: ΑrAl = 27.

(Μονάδες 15)

................................................................................................................

126. Ελέγχουµε τη γνώση µας Βήµα 5ο

Θέµα 4ο

32,5 g Zn αντιδρούν µε πυκνό διάλυµα Η2SO4. Το αέριο SO2 που παράγεται

από την αντίδραση διαχετεύεται σε δοχείο σταθερού όγκου 8,2 L που περιέχει

Ο2 και αποκαθίσταται η χηµική ισορροπία: 2SO2(g) + O2(g) �� 2SO3(g)

Το ποσό θερµότητας που ελευθερώνεται κατά τη µετάβαση του συστήµατος

στην ισορροπία είναι 10 Κcal. Το αέριο µίγµα της ισορροπίας ασκεί πίεση 3

atm στους 227 oC. Να υπολογιστούν:

α. Η απόδοση της αντίδρασης. β. Η Κp.

∆ίνονται: οι ενθαλπίες σχηµατισµού SO2 = –70 Kcal/mol, SO

3 = –95 Kcal/mol

και ΑrZn = 65.

(Μονάδες 10)

................................................................................................................

Χημεία Β' Λυκείου ΚΑΤ - 5

Documents

Κατατακτήριες Μαθηματικών ΑΠΘ_Βιβλίο Μαθηματικών Κατ. Γ' Ενιαίου Λυκείου

Χημεία Γ Λυκείου Κατεύθυνσης: Βοήθημα "Γενική Χημεία Γ΄ Λυκείου", Κώστας Καλαματιανός

Χημεία Α' Λυκείου

χημεία α, β & γ λυκείου (νέα προγράμματα σπουδών)

λύσεις για χημεία γ λυκείου επαναληπτικές πανελλαδικές εξετάσεις 2016

2013 Χημεία Γενικής Παιδείας A Λυκείου 9.pdf

Χημεία - Β' Λυκείου

Χημεία Γ Λυκείου Βιβλίο Καθηγητή

Επανάληψης Χημεία ΓΠ Α Λυκείου 2014 - 2015

2013 Χημεία Γενικής Παιδείας B Λυκείου 5

Οργανική Χημεία β Λυκείου

Επίδραση Κοινού Ιόντος - Ασκήσεις Χημείας Γ Λυκείου - Βιβλίο Γενική Χημεία Γ Λυκείου Θετ. Κατ._Κ. Καλαματιανός

απαντήσεις στη χημεία γ λυκείου, θετική κατεύθυνση, επαναληπτικές εξετάσεις 2015

Πλάτωνα "Πρωταγόρας" (Αρχαία Ελληνικά Θεωρητικής κατ/νσης Γ' Λυκείου): Κριτήρια Αξιολόγησης

Χημεία Γ' Λυκείου Κεφ.1

Χημεία Α' Λυκείου - Θέματα ΟΕΦΕ (2006-2013) - Ερωτήσεις και απαντήσεις

Χημεία Α' Λυκείου - 2

Θερμοδυναμική-Φυσική Β΄Λυκείου Κατ

Μαθηματικά Κατ Β Λυκείου Η Ευθεία στο Επίπεδο

Επαναληπτικό καλοκαίρι 2012 Φυσική Κατ. Γ΄ Λυκείου