ΑΑΣΚΉΣΕΙΣΣΚΉΣΕΙΣ

(Κ(ΚΑΎΣHΣΑΎΣHΣ & Σ & ΣΤΟΙΧΕΙΟΜΕΤΡΊΑΣΤΟΙΧΕΙΟΜΕΤΡΊΑΣ))::

MMINIINI Ε ΕΠΑΝΆΛΗΨΗΠΑΝΆΛΗΨΗ Α ΑΠΟΠΟ ΤΗΝΤΗΝ Α Λ Α ΛΥΚΕΙΟΥΥΚΕΙΟΥ::➢ mol: Το mol είναι μονάδα ποσότητας ουσίας στο Διεθνές Σύστημα μονάδων (S.I.) και ορίζε-

ται ως η ποσότητα της ύλης που περιέχει τόσες οντότητες όσος είναι ο αριθμός των ατομών

που υπάρχουν σε 12gr του 12C.

○ 1 mol είναι η ποσότητα μιας ουσίας που περιέχει 6,02 . 1023 (ΝA) οντότητες.

○ 1mol μιας ένωσης ζυγίζει το Μοριακό της Βάρος (Μr) σε γραμμάρια.

➢ Γραμμομοριακός Όγκος (Vm): Γραμμομοριακός όγκος αερίου ονομάζεται ο όγκος που κατα-

λαμβάνει ένα 1mol από το αέριο σε ορισμένες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας.

○ Σε πρότυπες συνθήκες (STP), δηλαδή σε θερμοκρασία 0 οC (ή 273 Κ) και πίεση 1

atm, ο γραμμομοριακός όγκος των αερίων είναι 22,4L.

http://schoolchemistry.blogspot.com (1) e-mail & MSN ID: schoolchem@gmail.com

Νίκος ΓαλάνηςΚαθηγητής Χημείας2ο Λύκειο Ηρακλείου

Από τα παραπάνω εξάγονται οι ακόλουθες σχέσεις:

(1) mol= μάζα σε grΜοριακό Βάρος

ή n = mMr

(2) mol= ΌγκοςαερίουΓραμμομοριακός Όγκος

ή n =Vαερίου

Vmσε συνθήκες STP: n =

Vαερίου

22,4L

(3) mol= αριθμόςμορίωνΑριθμός Avogadro NA

ή n = NNA

Τις σχέσεις (1) και (2) θα πρέπει να τις γνωρίζετε καλά. Θα σας χρειαστούν σε πολλές ασκήσεις.

ΓΓΕΝΙΚΈΣΕΝΙΚΈΣ Π ΠΑΡΑΤΗΡΉΣΕΙΣΑΡΑΤΗΡΉΣΕΙΣ ΣΤΙΣΣΤΙΣ Α ΑΣΚΉΣΕΙΣΣΚΉΣΕΙΣ Κ ΚΑΎΣΗΣΑΎΣΗΣ::(1) Καύση με αέρα: Ο αέρας είναι μίγμα που περιέχει περίπου 20% Ο2 και 80% Ν2

(v/v). Όταν η καύση γίνεται με αέρα, το Ν2 του αέρα δεν παίρνει μέρος στην αντί-δραση καύσης, οπότε ολόκληρη η ποσότητα Ν2 του αέρα θα παραμείνει αμετάβλητη στα καυσαέρια. Έτσι, όταν δίνεται ή ζητείται ο όγκος του αέρα, εμείς θα υπολογίζου-με τον όγκο του Ο2 που περιέχεται σε αυτόν, οπότε θα έχουμε ένα πρόβλημα καύσης με Ο2. Για τον αέρα δίνεται συνήθως η σύσταση 20% O2 – 80% Ν2 (v/v), που σημαί-νει ότι:

Σε 100L (ή mL) αέρα περιέχονται 20L (ή mL) Ο2 και 80L (ή mL) Ν2

(2) Υδρατμοί (Η2Ο): Η ελάττωση του όγκου των καυσαερίων κατά την ψύξη τους παρι-στάνει τον όγκο των υδρατμών:

ΔVκαυσαερίων=VH2 O

Η απομάκρυνση των υδρατμών από τα καυσαέρια μπορεί ακόμη να γίνει και με διο-χέτευση των καυσαερίων σε κάποια αφυδατική ουσία (πχ. Η2SO4, CuSO4). Στην πε-ρίπτωση αυτή η αύξηση της μάζας του αφυδατικού παριστάνει τη μάζα του Η2Ο που δεσμεύτηκε, δηλαδή: Δmαφυδατικού=mH2 O

Πατήστε Πατήστε και φύγαμε....... και φύγαμε.......

(1) 100mL βουτανίου καίγονται πλήρως με αέρα (20% Ο2 – 80% Ν2 (v/v)). Να υπολογιστούν:i. ο όγκος του CO2 και ο όγκος των υδρατμών που παράγονται,ii. ο όγκος του αέρα που απαιτείται για την καύση.

http://schoolchemistry.blogspot.com (2) e-mail & MSN ID: schoolchem@gmail.com

(3) Διοξείδιο του άνθρακα (CO2): Το CO2 έχει όξινες ιδιότητες (ανυδρίτης του Η2CO3) και δεσμεύεται από διαλύματα βάσης, όπως NaOH, KOH, Ca(OH)2 κ.α. Οι αντι-δράσεις εξουδετέρωσεις που πραγματοποιούνται είναι:

2 NaOH CO2 Na2 CO3 H 2O

Ca OH2 CO2 CaCO3 H2 O

Η ελάττωση του όγκου των καυσαερίων κατά την διαβίβασή τους σε διάλυμα βάσης παριστάνει τον όγκο του CO2 που υπήρχε στα καυσαέρια.

Δmβάσης=mCO2

(4) Σε μία χημική εξίσωση η αναλογία των συντελεστών των ουσιών είναι ίδια με την αναλογία mol για τις ποσότητες των αντίστοιχων ουσιών που μετέχουν στην αντί-δραση. Για παράδειγμα έχουμε:

C2 H6 72

O2 2 CO2 3 H2O

1mol 72

mol 2mol 3mol

x mol 72 x mol 2x mol 3x mol

Έτσι, αν γνωρίζουμε την ποσότητα μιας από τις ουσίες που μετέχουν στην αντίδρα-ση, μπορούμε να υπολογίζουμε και τις ποσότητες των άλλων ουσιών.

(5) Στα αέρια η αναλογία όγκων είναι ίση με την αναλογία mol, όταν οι όγκοι έχουν με-τρηθεί στις ίδιες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας.

V1

V2=

n1

n2 όταν P και T ίδια

Έτσι, όταν όλες οι ουσίες που μετέχουν στην αντίδραση είναι αέρια και τόσο τα δε-δομένα όσο και τα ζητούμενα αναφέρονται σε μονάδες όγκου (στις ίδιες συνθήκες), μπορούμε να κάνουμε στοιχειομετρικούς υπολογισμούς χρησιμοποιώντας όγκους. Για το προηγούμενο παράδειγμα έχουμε:

C2 H6 72

O2 2 CO2 3 H2 O

1L 72

L 2L 3L

xL 72 xL 2xL 3xL

Όλοι οι όγκοι μετρήθηκαν στις ίδιες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας.(2) 6gr αιθανίου καίγονται πλήρως με αέρα (20% Ο2 – 80% Ν2 (v/v)). Να υπολογιστούν:

i. η μάζα του CO2 και των υδρατμών που παράγονται,ii. ο όγκος του αέρα που απαιτείται, μετρημένος σε STP.

(3) 20mL προπενίου καίγονται πλήρως με αέρα (20% Ο2 – 80% Ν2 (v/v)).i. Ποιος όγκος αέρα απαιτείται για την καύση;ii. Ποια ελάττωση όγκου παρουσιάζουν τα καυσαέρια:

a) κατά την ψύξη τους;b) κατά την ψύξη και διαβίβασή τους σε διάλυμα ΚΟΗ;

Όλοι οι όγκοι μετρήθηκαν στις ίδιες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας.(4) 22,4L CH4, μετρημένα σε STP, καίγονται πλήρως. Τα καυσαέρια διαβιβάζονται αρχικά σε

περίσσεια διαλύματος CuSO4 (αφυδατικό) και στη συνέχεια σε περίσσεια διαλύματος Ca(OH)2. Να υπολογιστούν:i. η αύξηση της μάζας του CuSO4

ii. η μάζα του ιζήματος που σχηματίστηκε στο διάλυμα Ca(OH)2.(5) 100mL C2H4 καίγονται με περίσσεια αέρα (20% Ο2 – 80% Ν2 (v/v)). Τα καυσαέρια αρχικά

ψύχονται και στη συνέχεια διαβιβάζονται σε περίσσεια διαλύματος NaOH. Τελικά μένουν 2,2L αερίου. Να υπολογιστούν:i. η ελάττωση του όγκου των καυσαερίων:

a) κατά την ψύξη τους,b) όταν διαβιβαστούν στο διάλυμα NaOH.

ii. ο όγκος του αέρα που απαιτείται.Όλοι οι όγκοι μετρήθηκαν στις ίδιες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας.

(6) Ένα γκαζάκι που έχει βουτάνιο έχει μάζα 520gr. Μετά από 20min λειτουργίας διαπιστώσα-με ότι η συσκευή έχει μάζα 505,5gr.Να υπολογιστεί η μάζα του CO2 που παράγεται κατά το παραπάνω χρονικό διάστημα λει-τουργίας της συσκευής.

(7) Σε ένα διαφημιστικό σποτ ενός αυτοκινήτου, αναφέρεται ότι το εν λόγο μοντέλο παράγει 132gr/km CO2. Να υπολογιστεί:i. η μάζα της βενζίνης που καίγεται ανά χιλιόμετρο για το εν λόγο μοντέλο, εάν θεωρούμε

ότι η βενζίνη αποτελείται εξολοκλήρου από οκτάνιο.ii. ο εκλυόμενος όγκος υδρατμών σε συνθήκες STP ανά χιλιόμετρο για το εν λόγο μοντέλο.iii. ο όγκος του αέρα (20% Ο2 – 80% Ν2 (v/v)) που απαιτείται ανά χιλιόμετρο για την πλήρη

καύση της βενζίνης, μετρημένος σε STP.(8) 1,12L αλκενίου Α, μετρημένα σε STP, καίγονται πλήρως με αέρα (20% Ο2 – 80% Ν2 (v/v)),

οπότε παράγονται 3,6gr υδρατμών. Να βρεθούν:i. ο μοριακός τύπος του αλκενίου Α,ii. ο όγκος του αέρα που καταναλώθηκε, μετρημένος σε STP.

(9) Η ποσότητα CO2 που ελευθερώθηκε κατά την καύση ενός κεριού βρέθηκε ίση με 242gr. Εάν θεωρήσουμε ότι το κερί αποτελείται εξολοκλήρου από C22H46 να υπολογίσετε:i. τη μάζα του κεριού που κάηκε καιii. τον όγκο των υδρατμών, σε συνθήκες STP.

(10)100mL υγρής αιθανόλης καίγονται πλήρως με αέρα (20% Ο2 – 80% Ν2 (v/v)). Να υπολογι-στούν:i. η μάζα του CO2 που παράγεται,ii. ο όγκος του αέρα που απαιτείται για την πλήρη καύση, μετρημένος σε STP.Δίνεται : η πυκνότητα της υγρής αιθανόλης : 0,782gr/mL.

(11)38gr βρωμοαιθανίου (CH3Br) αντιδρούν πλήρως με Na παρουσία άνυδρου αιθέρα. Να υπο-λογιστούν:i. ο όγκος του υδρογονάνθρακα που παράγεται, μετρημένος σε συνθήκες STP,

http://schoolchemistry.blogspot.com (3) e-mail & MSN ID: schoolchem@gmail.com

ii. η μάζα του νατρίου που καταναλώθηκε. Δίνεται το Αr του Na : 23.(12)16,4gr από το με νάτριο άλας ενός κορεσμένου μονοκαρβοξυλικού οξέος (Α) αντιδρούν

πλήρως με NaOH, οπότε σχηματίζονται 4,48L αέριου υδρογονάνθρακα Β, μετρημένα σε συνθήκες STP. Ποιος είναι ο μοριακός τύπος του υδρογονάνθρακα Β;

(13)78gr ενός αλκυλοϊωδίου Α αντιδρούν πλήρως με Η2, οπότε σχηματίζονται 11,2L αέριου υδρογονάνθρακα Β, μετρημένα σε STP.i. Να βρεθούν οι συντακτικοί τύποι των ενώσεων Α και Β.ii. Ίση ποσότητα από το αλκυλοϊωδίδιο Α αντιδρά με περίσσεια Na παρουσία αιθέρα. Ποια

είναι η μάζα του υδρογονάνθρακα Γ που παράγεται;(14)Αλκάνιο Α έχει σχετική μοριακή μάζα ίση με 72.

i. Ποιος είναι ο μοριακός τύπος του αλκανίου και ποια τα συντακτικά του ισομερή;ii. Τα αλκάνιο Α με επίδραση Cl2 σχηματίζει αλκυλαλογονίδιο Β το οποίο έχει 3 συντακτι-

κά ισομερή. Να βρεθούν οι συντακτικοί τύποι των ενώσεων Α και Β.(15)Ορισμένη ποσότητα προπυλοβρωμιδίου αντιδρά με περίσσεια αλκοολικού διαλύματος

ΚΟΗ, οπότε παράγονται 8,4gr υδρογονάνθρακα.i. Ποια είναι η μάζα του προπυλοβρωμιδίου που αντέδρασε;ii. Η ποσότητα του υδρογονάνθρακα καίγεται πλήρως με την απαιτούμενη ποσότητα αέρα

(20% Ο2 – 80% Ν2 (v/v)). Ποιος όγκος αέρα χρειάζεται, μετρημένος σε συνθήκες STP;(16)14gr αιθενίου αντιδρούν πλήρως με Br2. Η ένωση Α που σχηματίζεται αντιδρά πλήρως με

αλκοολικό διάλυμα ΚΟΗ και σχηματίζει το αέριο Β.i. Ποιος είναι ο όγκος του αερίου Β, μετρημένος σε STP;ii. Το αέριο Β αντιδρά πλήρως με νερό σε κατάλληλες συνθήκες. Ποια η μάζα της οργανι-

κής ένωσης που παράγεται;(17)Ορισμένη ποσότητα βρωμοαιθανίου χωρίζεται σε δύο ίσα μέρη. Το πρώτο μέρος αντιδρά

πλήρως με αλκοολικό διάλυμα ΚΟΗ, οπότε παράγονται 4,48L υδρογονάνθρακα Α, μετρη-μένα σε συνθήκες STP. Το δεύτερο μέρος αντιδρά με περίσσεια Na, οπότε σχηματίζεται ο υδρογονάνθρακας Β.i. Να γραφούν οι χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων που πραγματοποιούνται.ii. Να υπολογιστεί ο όγκος του υδρογονάνθρακα Β, μετρημένος σε STP, καιiii. η αρχική μάζα του βρωμοαιθανίου που χρησιμοποιήθηκε.

(18)Ορισμένη ποσότητα ανθρακασβεστίου αντιδρά πλήρως με νερό, οπότε ελευθερώνονται 4,48L αερίου Α, μετρημένα σε συνθήκες STP. Να υπολογιστούν:i. η μάζα του ανθρακασβεστίου που αντέδρασε,ii. ο όγκος διαλύματος HCl 0,5Μ που απαιτείται για την πλήρη εκουδετέρωση του διαλύ-

ματος που προκύπτει μετά την υδρόλυση του ανθρακασβεστίου.iii. η μάζα της οργανικής ένωσης που παράγεται, όταν αντιδράσει πλήρως το αέριο Α με

Η2Ο παρουσία καταλυτών.Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες : C : 12, H : 1, O: 16, Ca : 40.

(19)11,2L αιθενίου, μετρημένα σε συνθήκες STP, αντιδρούν με περίσσεια υδρατμών παρουσία καταλύτη. Η οργανική ένωση που προκύπτει καίγεται πλήρως με οξυγόνο. Να υπολογίσετε τον όγκο του οξυγόνου που απαιτείται για την καύση μετρημένο σε συνθή-κες STP.

(20)Ποιος όγκος αιθενίου, μετρημένος σε STP, πρέπει να αντιδράσει πλήρως με υδρατμούς, ώστε να σχηματιστούν 9,2gr αιθανόλης;Η ποσότητα της αιθανόλης καίγεται πλήρως με αέρα που περιέχει 20% Ο2 – 80% Ν2 (v/v). Ποιος όγκος αέρα, μετρημένος σε STP, απαιτείται για την καύση;

Αξίζει να λυθούν τα προβλήματα : (1), (2), (3), (6), (7), (9), (11), (13), (16)

http://schoolchemistry.blogspot.com (4) e-mail & MSN ID: schoolchem@gmail.com