Oι καταστάσεις της ύλης μέσα από ένα video
ΑΤΟΜΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ μέσα από animation.
Δείτε ένα video με το σχηματισμό των μορίων
HΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ
ENA TΕΣΤ ΣΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ
ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ
Ασκήσεις που αναφέρονται στους ΧΗΜΙΚΟΥΣ ΔΕΣΜΟΥΣ
Εδώ έχουμε μια παρουσίαση για τους χημικούς δεσμούς.
Δείτε ένα video για τα χημικά στοιχεία
ΟΝΟΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΑΝΟΡΓΑΝΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ
ΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ, ΦΥΛΛΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
Δείτε ένα video με τα είδη των χημικών αντιδράσεων
ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ ΟΝΟΜΑΤΟΛΟΓΙΑ, ΧΗΜ. ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ, MOL
ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ, ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΗ ΕΞΙΣΩΣΗ,ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ, ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ POWER POINT
ΧΗΜΕΙΑ Α΄ ΛΥΚΕΙΟΥ
ΘΕΩΡΙΑ
1. Τι είναι η πυκνότητα;
Η πυκνότητα ορίζεται ως το πηλίκο της μάζας προς τον αντίστοιχο όγκο σε σταθερές συνθήκες πίεσης (όταν πρόκειται για αέριο) και θερμοκρασίας.
2. Τι ονομάζουμε άτομο;
Άτομο είναι το μικρότερο σωματίδιο ενός στοιχείου, που μπορεί να πάρει μέρος στο σχηματισμό χημικών ενώσεων.
Τα μόρια των χημικών στοιχείων δεν αποτελούνται πάντοτε από τον ίδιο αριθμό ατόμων. Έτσι υπάρχουν στοιχεία μονοατομικά, όπως είναι τα ευγενή αέρια, π.χ. ήλιο (He), στοιχεία διατομικά, όπως είναι το οξυγόνο (Ο2), το υδρογόνο (Η2), ή ακόμα και τριατομικά, όπως είναι το όζον (Ο3).
Ο αριθμός που δείχνει από πόσα άτομα συγκροτείται το μόριο ενός στοιχείου ονομάζεται ατομικότητα στοιχείου.
Η ατομικότητα του στοιχείου αναγράφεται ως δείκτης στο σύμβολο του στοιχείου.
3. Ποια είναι τα περισσότερο συνηθισμένα πολυατομικά στοιχεία;
ΜΟΝΟΑΤΟΜΙΚΑ: Ευγενή αέρια: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, και τα μέταλλα σε κατάσταση ατμών.
Επίσης, στις χημικές εξισώσεις γράφονται σαν μονοατομικά τα στοιχεία C, S και P.
ΔΙΑΤΟΜΙΚΑ: Η2, Ο2, Ν2, F2, Cl2, Br2, I2.
ΤΡΙΑΤΟΜΙΚΑ: Ο3.
ΤΕΤΡΑΤΟΜΙΚΑ: P4, As4, Sb4.
4. Πως είναι κατασκευασμένα τα άτομα;
Τα άτομα αποτελούνται από μικρότερα σωματίδια. Τα σωματίδια αυτά είναι τα πρωτόνια, τα νετρόνια και τα ηλεκτρόνια.
5. Τι ονομάζουμε μόριο;
Μόριο είναι το μικρότερο κομμάτι μιας καθορισμένης ουσίας (ένωσης ή στοιχείου) που μπορεί να υπάρξει ελεύθερο, διατηρώντας τις ιδιότητες της ύλης από την οποία προέρχεται.
Τα μόρια στην περίπτωση των χημικών στοιχείων συγκροτούνται από ένα είδος ατόμων, π.χ. O2, N2, O3, P4, ενώ στην περίπτωση των χημικών ενώσεων από δύο ή περισσότερα είδη ατόμων, π.χ. H2O, CH4, C12H22O11.
Τα μόρια δηλαδή είναι ομάδες ατόμων με καθορισμένη γεωμετρική διάταξη στο χώρο.
6. Τι είναι τα ιόντα και πως δημιουργούνται;
Τα ιόντα είναι φορτισμένα σωματίδια που προκύπτουν με αποβολή ή πρόσληψη ηλεκτρονίων από ένα άτομο ή συγκρότημα ατόμων. Αν αποτελούνται από ένα άτομο ονομάζονται μονατομικά ενώ αν αποτελούνται από περισσότερα άτομα λέγονται πολυατομικά. Το φορτίο των μονοατομικών ιόντων προκύπτει με αποβολή ή πρόσληψη ηλεκτρονίων. Έτσι αν το άτομο πάρει ηλεκτρόνια φορτίζεται αρνητικά και ονομάζεται ανιόν, ενώ αν δώσει κάποια ηλεκτρόνια φορτίζεται θετικά και ονομάζεται κατιόν.
7. Τι είναι τα διαλύματα;
Τα διαλύματα ανήκουν στα ομογενή μίγματα. Η ιδιαιτερότητα που έχουν τα διαλύματα είναι ότι συνήθως είναι υγρά. Σε αυτά ένα συστατικό ονομάζεται διαλύτης και ένα άλλο συστατικό ονομάζεται διαλυμένη ουσία.
Διαλύτης ονομάζεται το συστατικό που βρίσκεται στην ίδια φυσική κατάσταση με το διάλυμα και συνήθως έχει το μεγαλύτερο ποσοστό συμμετοχής στο μίγμα. Αν έχουμε νερό και κάποια άλλη ουσία τότε το νερό θεωρείται ο διαλύτης. Οι άλλες ουσίες ονομάζονται διαλυμένη ουσία (μία ή περισσότερες).
8. Ποιες κατηγορίες διαλυμάτων έχουμε;
Τα διαλύματα διακρίνονται σε διάφορες κατηγορίες ανάλογα με το κριτήριο. Έτσι έχουμε υδατικά διαλύματα αν ο διαλύτης είναι το νερό. Αν έχουμε οποιοδήποτε άλλο διαλύτη πρέπει να προσδιορίζεται. Έτσι λέμε «αλκοολικό διάλυμα ΚΟΗ» και εννοούμε διάλυμα ΚΟΗ σε αλκοόλη. Αν όμως πούμε «διάλυμα ΝαΟΗ» χωρίς προσδιορισμό τότε εννοούμε ότι διαλύτης είναι το νερό. Μπορούμε επίσης να πούμε «υδατικό διάλυμα ΝαΟΗ».
Έχουμε μοριακά διαλύματα αν η διαλυμένη ουσία είναι με μορφή μορίων ενώ ιοντικά ή ηλεκτρολυτικά διαλύματα αν η διαλυμένη ουσία είναι με την μορφή ιόντων.
9. Πως μπορούμε να συγκρίνουμε τα διαλύματα;
Τα διαλύματα χαρακτηρίζονται γενικά σαν αραιά και πυκνά. Αν ένα διάλυμα έχει μικρή ποσότητα ουσίας διαλυμένη χαρακτηρίζεται σαν αραιό διάλυμα. Αν έχει μεγάλη ποσότητα ουσίας χαρακτηρίζεται σαν πυκνό διάλυμα. Αυτοί οι χαρακτηρισμοί είναι ποιοτικοί και για αυτό δεν μπορούμε να βγάλουμε συμπεράσματα για τα διαλύματα. Έτσι χρησιμοποιούμε ποσοτικές εκφράσεις για να μπορέσουμε να συγκρίνουμε τα διαλύματα με αντικειμενικά κριτήρια.
10. Ποιες είναι οι ποσοτικές εκφράσεις και τι σημαίνουν;
Οι εκφράσεις αυτές λέγονται εκφράσεις περιεκτικότητας και μας δίνουν την ποσότητα ουσίας που έχει διαλυθεί κάθε φορά σε ορισμένη ποσότητα διαλύματος. Για να έχουμε συγκρίσιμα αποτελέσματα η αναφορά συνήθως γίνεται στα εκατό και αυτό εκφράζεται με το % σύμβολο στο όνομα. Όλες οι εκφράσεις είναι αναλογίες και δίνουν σχέση διαλυμένης ουσίας σε ορισμένη ποσότητα διαλύματος.
Οι περισσότερο κοινές εκφράσεις που χρησιμοποιούνται είναι :
α. Περιεκτικότητα στα εκατό κατά βάρος (% w/w)
Δίνει την ποσότητα της διαλυμένης ουσίας εκφρασμένη σε g, για κάθε 100 g διαλύματος. Όταν λέμε ότι ένα διάλυμα ζάχαρης (C12H22O11) είναι 8% w/w (βάρος κατά βάρος ή κ.β), εννοούμε ότι περιέχονται 8 g ζάχαρης σε κάθε 100 g διαλύματος. Αν έχουμε διαφορετική ποσότητα διαλυμένης ουσίας ή διαφορετική ποσότητα διαλύματος τότε με αναλογίες προσδιορίζουμε κατά περίπτωση το ζητούμενο.
β. Περιεκτικότητα στα εκατό βάρους κατ’ όγκο (% w/v)
Δίνει την ποσότητα της διαλυμένης ουσίας εκφρασμένη σε g, για κάθε 100 mL διαλύματος. Όταν λέμε ότι ένα διάλυμα π.χ. χλωριούχου νατρίου (NaCl) είναι 10% w/v (όγκο κατά βάρος ή κ.ο), εννοούμε ότι περιέχονται 10 g NaCl για κάθε 100 mL διαλύματος. Αν έχουμε διαφορετική ποσότητα διαλυμένης ουσίας ή διαφορετική ποσότητα διαλύματος τότε με αναλογίες προσδιορίζουμε κατά περίπτωση το ζητούμενο.
γ. Περιεκτικότητα στα εκατό όγκου σε όγκο (% v/v)
Δίνει την ποσότητα της διαλυμένης ουσίας εκφρασμένη σε mL, για κάθε 100 mL διαλύματος.
Χρησιμοποιείται σε ειδικότερες περιπτώσεις:
α. Για να εκφράσει την περιεκτικότητα υγρού σε υγρό. Δηλαδή, η ένδειξη στη μπίρα 3% v/v ή 3° (αλκοολικοί βαθμοί) υποδηλώνει ότι περιέχονται 3 mL οινοπνεύματος για κάθε 100 mL της μπίρας.
β. Για να εκφράσει την περιεκτικότητα ενός αερίου σε αέριο μίγμα. Δηλαδή η έκφραση ότι ο αέρας έχει περιεκτικότητα 20% v/v σε οξυγόνο, υποδηλώνει ότι περιέχονται 20 cm3 οξυγόνου για κάθε 100 cm3 αέρα. Στα αέρια μίγματα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την ίδια έκφραση με άλλη μονάδα όγκου όπως L.
Σε κάθε περίπτωση χρησιμοποιούμε τις αναλογίες για να προσδιορίσουμε τις ποσότητες που θέλουμε ανάλογα με τις ποσότητες που έχουμε.
11. Τι είναι ο Περιοδικός Πίνακας;
Ο Περιοδικός πίνακας είναι ένας πίνακας συστηματικής κατάταξης και μελέτης των στοιχείων. Είναι αποτέλεσμα προσπαθειών που κράτησαν πολλά χρόνια προκειμένου να κατατάξουν τα στοιχεία με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι δυνατή η μελέτη τους.
12. Πως είναι φτιαγμένος ο Περιοδικός Πίνακας;
Ο Περιοδικός Πίνακας έχει 7 οριζόντιες γραμμές που ονομάζονται Περίοδοι. Έχει 18 κάθετες στήλες που λέγονται ομάδες. Οι ομάδες διακρίνονται σε κύριες και δευτερεύουσες. Τα στοιχεία κατατάσσονται ξεκινώντας από το μικρότερο και πηγαίνοντας προς το μεγαλύτερο. Η κατανομή έχει γίνει με τέτοιο τρόπο ώστε σε κάθε στήλη να υπάρχουν στοιχεία με ίδιες ιδιότητες.
13. Ποιες είναι οι περιοχές που έχει ο Περιοδικός Πίνακας;
Δίπλα φαίνεται ένας σύγχρονος Περιοδικός Πίνακας όπου διακρίνουμε αριστερά την περιοχή των Μετάλ-λων και δεξιά την περιοχή των αμετάλλων. Ανάμεσα τους βρίσκονται τα μεταλλοειδή. Είναι στοιχεία που έχουν κάποιες ιδιότητες των μετάλλων και κάποιες ιδιότητες αμετάλλων. Έξω από το κυρίως σώμα του πίνακα βρίσκονται δυο σειρές στοιχείων. Η πρώτη σειρά είναι τα στοιχεία της σειράς των λανθανιδών και η δεύτερη σειρά είναι τα στοιχεία των ακτινιδών.
14. Τι χαρακτηρίζει τα στοιχεία που ανήκουν στην ίδια περίοδο;
Τα στοιχεία της ίδιας περιόδου έχουν τον ίδιο αριθμό στιβάδων. Αυτό σημαίνει ότι έχουν περίπου το ίδιο μέγεθος. Μέσα στην ίδια περίοδο τα στοιχεία έχουν ακτίνες που μειώνονται όταν κινούμαστε από αριστερά προς τα δεξιά. Έτσι στη 3 περίοδο το Να έχει μεγαλύτερη ακτίνα από το Mg και αυτό από το Al και αυτό από το Si και πάει λέγοντας.
15. Τι χαρακτηρίζει τα στοιχεία που ανήκουν στην ίδια ομάδα;
Τα στοιχεία της ίδιας ομάδας έχουν όλα τον ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων στην εξωτερική στιβάδα. Αυτό σημαίνει ότι αυτά τα στοιχεία έχουν όλα τις ίδιες ιδιότητες αφού οι χημικές ιδιότητες οφείλονται στα ηλεκτρόνια της εξωτερικής στιβάδας. Τα στοιχεία που ανήκουν στις κύριες υποομάδες έχουν τόσα ηλεκτρόνια όσα είναι ο αριθμός της ομάδας. Αυτό δεν συμβαίνει για τα στοιχεία που ανήκουν στις δευτερεύουσες υποομάδες.
16. Γιατί έχουμε τα παραρτήματα;
Θα έπρεπε όλα αυτά τα στοιχεία να βρίσκονται στην ίδια θέση γιατί έχουν τις ίδιες ακριβώς ιδιότητες. Αυτό όμως πρακτικά δεν μπορεί να γίνει και έτσι οι δυο δεκατετράδες των στοιχείων να εμφανίζονται σαν παραρτήματα έξω από τον Περιοδικό Πίνακα.
17. Ποιες συγκεκριμένες χαρακτηριστικές ομάδες υπάρχουν;
Η πρώτη ομάδα είναι τα αλκάλια. Σε αυτή την ομάδα δεν πρέπει να υπολογίσουμε το Υδρογόνο που είναι αέριο και δεν ανήκει στα αλκάλια. Εδώ έχουμε τα μέταλλα Na, K.
Η δεύτερη ομάδα είναι οι αλκαλικές γαίες. Εδώ έχουμε πολλά γνωστά μέταλλα όπως Mg, Ca, Ba.
Στην άλλη άκρη του Περιοδικού Πίνακα βρίσκονται τα ευγενή αέρια, στην 8 ομάδα του Περιοδικού Πίνακα.
Δίπλα στην 7 ομάδα του Περιοδικού Πίνακα είναι τα αλογόνα όπου έχουμε τα στοιχεία F, Cl, Br και I.
Στην εικόνα δίπλα φαίνεται ο περιοδικός πίνακας όπου φαίνονται οι κύριες και δευτερεύουσες ομάδες του περιοδικού πίνακα.
18. Ποια είναι η χρησιμότητα του Περιοδικού Πίνακα;
1. Για την ανακάλυψη νέων στοιχείων. Ο περιοδικός πίνακας Mendeleev αποτέλεσε τη βάση για την ανακάλυψη πολλών νέων στοιχείων. Η αναζήτηση αυτών υπαγορεύτηκε από τις κενές θέσεις που είχε αφήσει κενές ο Mendeleev όταν συμπλήρωνε τον Πίνακα ενώ ταυτόχρονα προσδιόρισε τις ακριβείς ιδιότητες πολλών στοιχείων που δεν είχαν ανακαλυφθεί στην εποχή του. Γνωρίζοντας απλά και μόνο τη θέση τους στον περιοδικό πίνακα προέβλεψε την ύπαρξή τους. Ακόμα και σήμερα ο περιοδικός πίνακας αποτελεί χρήσιμο βοήθημα για την ανακάλυψη νέων τεχνητών στοιχείων.
2. Γιατί διευκολύνει τη μελέτη των ιδιοτήτων (φυσικών και χημικών) και των μεθόδων παρασκευής των στοιχείων, καθώς αυτά εξετάζονται κατά ομάδες αντί το καθένα χωριστά. Έτσι, μπορούμε να μιλάμε για τις γενικές ιδιότητες αλογόνων και όχι μόνο για το Cl, που είναι ένα αλογόνο.
3. Γιατί δίνει τη δυνατότητα πρόβλεψης της συμπεριφοράς ενός στοιχείου, για το είδος του δεσμού που μπορεί να δημιουργήσει, καθώς και για τη συμπεριφορά των ενώσεών του, με βάση τη συμπεριφορά των γειτονικών του στοιχείων. Π.χ. τα αλκάλια και οι αλκαλικές γαίες έχουν πολλά κοινά χαρακτηριστικά.
19. Τι εννοούμε όταν λέμε «η γλώσσα της Χημείας»;
Η χημεία είναι μια συμβολική επιστήμη. Κατά συνέπεια πρέπει να βρεθεί ένας τρόπος να περιγράψουμε ένα χημικό φαινόμενο. Ο τρόπος αυτός είναι τα χημικά σύμβολα. Τα χημικά σύμβολα είναι το αλφαβητάρι της Χημείας. Οι κανόνες γραφής των χημικών τύπων είναι η ορθογραφία της και τέλος οι χημικές εξισώσεις είναι οι προτάσεις της. Οι κανόνες που ακολουθούμε για να γράψουμε σωστά μια εξίσωση είναι το συντακτικό της.
20. Τελικά πώς μπορούμε να μιλήσουμε τη γλώσσα της Χημείας;
Αρχικά πρέπει να γνωρίζουμε τα σύμβολα των στοιχείων. Από τα 112 γνωστά στοιχεία συνήθως ασχολούμαστε με 30 – 40 στοιχεία που είναι τα περισσότερο γνωστά και διαδεδομένα. Το σύμβολα των στοιχείων αποτελούνται από το όνομα του στοιχείου με Λατινική γραφή. Αν το όνομα έχει δύο γράμματα, το πρώτο γράφεται κεφαλαίο και το δεύτερο πεζό. Αφού μάθουμε τα σύμβολα των στοιχείων, τα χρησιμοποιούμε για να μπορέσουμε να γράψουμε τους χημικούς τύπους.
21. Τι είναι οι χημικοί τύποι;
Ο τρόπος που χρησιμοποιούμε για να περιγράψουμε ένα σώμα στην Χημεία. Κάθε χημικός τύπος δίνει πληροφορίες για την ένωση. Ο περισσότερο διαδεδομένος χημικός τύπος για την ανόργανη χημεία είναι ο μοριακός τύπος. Οι πληροφορίες που μας δίνει είναι :
1. από ποια στοιχεία αποτελείται η ένωση (ποιοτική σύσταση)
2. τον ακριβή αριθμό των ατόμων στο μόριο της ένωσης (ποσοτική σύσταση)
Όταν εμείς βλέπουμε για παράδειγμα τον χημικό τύπο : Η2Ο οι πληροφορίες που παίρνουμε είναι ότι αποτελείται από Υδρογόνο (Η) και Οξυγόνο (Ο). Μάλιστα έχει 2 άτομα Η (Η2) και 1 άτομο Ο (Ο1 που δεν γράφουμε σαν δείκτη).
22. Άλλους χημικούς τύπους έχουμε;
Βεβαίως. Στην Οργανική Χημεία χρησιμοποιούμε τον Συντακτικό τύπο. Αυτός μας δίνει ποιοτική και ποσοτική σύσταση αλλά και την διάταξη των ατόμων στο επίπεδο. Έτσι για το μεθάνιο, ο Συντακτικός τύπος είναι :
H – C – H
Να σημειωθεί ότι η οργανική χημεία περιλαμβάνει τις ενώσεις του άνθρακα πλην του CO, CO2, H2CO3 και ανθρακικών αλάτων. Υπάρχει ακόμα ο στερεοχημικός τύπος που δίνει την σύνταξη στο χώρο του μορίου, ο ηλεκτρονικός τύπος που δίνει την σύνταξη στο επίπεδο και την κατανομή των ηλεκτρονίων. Τέλος υπάρχει ο εμπειρικός τύπος που δίνει μόνο την ποιοτική σύσταση και την αναλογία με την οποία συμμετέχουν στην ένωση αλλά όχι τον ακριβή αριθμό των ατόμων που την αποτελούν.
23. Ας πούμε ότι τα στοιχεία τα έμαθα. Χρειάζεται να ξέρω τίποτα άλλο;
Σαφώς. Απαραίτητα είναι τα ιόντα. Γιατί σε πολλές περιπτώσεις οι ενώσεις περιέχουν μονοατομικά και πολυατομικά ιόντα. Ακολουθεί πίνακας με τα περισσότερο γνωστά ιόντα και τα φορτία τους. Πρώτα τα μονοατομικά και ακολουθούν τα πολυατομικά. Δίνονται τα ονόματά τους που χρησιμοποιούνται και στην ονομασία των ενώσεων που τα περιέχουν.
ΜΟΝΟΑΤΟΜΙΚΑ ΙΟΝΤΑ
Cl- χλωριούχο ή χλωρίδιο
O2- οξυγονούχο ή οξείδιο
Br- βρωμιούχο ή βρωμίδιο
S2- θειούχο ή σουλφίδιο
I- ιωδιούχο ή ιωδίδιο
N3- αζωτούχο ή νιτρίδιο
F- φθοριούχο ή φθορίδιο
P3- φωσφορούχο ή φωσφίδιο
H- υδρογονούχο ή υδρίδιο
ΠΟΛΥΑΤΟΜΙΚΑ ΙΟΝΤΑ
NO3- νιτρικό
CN- κυάνιο (κυανίδιο)
HCO3- όξινο ανθρακικό
CO32- ανθρακικό
ClO4- υπερχλωρικό
HPO42- όξινο φωσφορικό
SO42- θειικό
ClO3- χλωρικό
H2PO4- δισόξινο φωσφορικό
PO43- φωσφορικό
ClO2- χλωριώδες
MnO4- υπερμαγγανικό
OH- υδροξείδιο
lO- υποχλωριώδες
Cr2O72- διχρωμικό
NH4+ αμμώνιο
HSO4- όξινο θειικό
CrO42- χρωμικό
24. Τι άλλο είναι απαραίτητο για να μπορώ να γράψω σωστά μια ένωση;
Ο αριθμός οξείδωσης. Ο αριθμός οξείδωσης είναι το σθένος του στοιχείου – αν πρόκειται για ιοντική ένωση – και είναι ίσο με το φορτίο του ιόντος που έχουμε. Αν έχουμε ομοιοπολική ένωση τότε δεν μπορούμε να μιλάμε για ιόντα αλλά για μόρια. Αυτό σημαίνει ότι έχουμε συμφωνήσει (συμβατικά) να θεωρούμε σαν φορτίο τα ηλεκτρόνια που υποτίθεται ότι έχει πάρει ή δώσει ένα στοιχείο μέσα στην ένωση αν μοιράσουμε τα ηλεκτρόνια με βάση κάποιους κανόνες. Έτσι :
Αριθμός οξείδωσης ενός ατόμου σε μία ομοιοπολική ένωση ορίζεται το φαινομενικό φορτίο που θα αποκτήσει το άτομο, αν τα κοινά ζεύγη ηλεκτρονίων αποδοθούν στο ηλεκτραρνητικότερο άτομο. Αντίστοιχα, αριθμός οξείδωσης ενός ιόντος σε μια ιοντική ένωση είναι το πραγματικό φορτίο του ιόντος.
25. Ποιοι είναι αυτοί οι κανόνες;
Για τον υπολογισμό των αριθμών οξείδωσης στοιχείων σε ενώσεις ακολουθούμε τους παρακάτω πρακτικούς κανόνες:
1. Κάθε στοιχείο σε ελεύθερη κατάσταση έχει Α.Ο. ίσο με το μηδέν. Αυτό ισχύει ανεξάρτητα από το αν το στοιχείο είναι μέταλλο ή αμέταλλο μονοατομικό ή πολυατομικό στοιχείο.
Κάποια στοιχεία έχουν ιδιαίτερη σημασία στον προσδιορισμό του Α.Ο. Αυτό γίνεται γιατί τα στοιχεία αυτά είναι πολύ κοινά στις ενώσεις και έχουν σχεδόν σταθερές τιμές Α.Ο. Αυτά τα στοιχεία φαίνονται παρακάτω.
2. Το Η στις ενώσεις του έχει Α.Ο ίσο με +1, εκτός από τις ενώσεις του με τα μέταλλα (υδρίδια) που έχει –1. ΠΧ Η συνήθης τιμή του Η είναι +1 : Η2(+1)Ο ενώ όταν είναι με μέταλλο επειδή τα μέταλλα μόνο δίνουν e :ΝαΗ(-1)
3. Το F στις ενώσεις του έχει πάντοτε Α.Ο ίσο με –1.
4. Το Ο στις ενώσεις του έχει Α.Ο ίσο με –2, εκτός από τα υπεροξείδια (που έχουν την ομάδα -Ο-Ο-), στα οποία έχει –1, και την ένωση OF2 (οξείδιο του φθορίου), στην οποία έχει +2.
5. Τα αλκάλια, π.χ. Na, K, έχουν πάντοτε Α.Ο. +1, και οι αλκαλικές γαίες, π.χ. Ba, Ca, έχουν πάντοτε Α.Ο. +2 .
Η βασικές σχέσεις που χρησιμοποιούμε για τον προσδιορισμό Α.Ο. είναι αυτές που ακολουθούν :
6. Το αλγεβρικό άθροισμα των Α.Ο όλων των ατόμων σε μία ένωση είναι ίσο με το μηδέν.
7. Το αλγεβρικό άθροισμα των Α.Ο όλων των ατόμων σε ένα πολυατομικό ιόν είναι ίσο με το φορτίο του ιόντος.
**26. Ποιες είναι οι τιμές των Α.Ο. για τα περισσότερο γνωστά στοιχεία;
Μέταλλα
K, Na, Ag +1
Ba, Ca, Mg, Zn +2
Al +3
Cu, Hg +1, +2
Fe, Ni +2, +3
Pb, Sn +2, +4
Mn +2, +4, +7
Cr +3, +6
Αμέταλλα
F -1
H +1 (-1)
O -2 (-1, +2)
Cl, Br, I -1(+1, +3, +5, +7)
S -2 (+4, +6)
N, P -3 (+3, +5)
C, Si -4, +4
Οι τιμές στις παρενθέσεις για τα αμέταλλα αντιπροσωπεύουν τους αριθμούς οξείδωσης που εμφανίζονται σε ομοιοπολικές ενώσεις ενώ η τιμή εκτός παρένθεσης είναι το φορτίο που εμφανίζει το αμέταλλο.
27. Τελικά πως γράφεται μια ένωση;
Κατ’ αρχάς δεχόμαστε ότι η ανόργανη ένωση αποτελείται από δύο μέρη, που μπορεί να είναι άτομα ή ιόντα. Αν το πρώτο μέρος, π.χ. Α, έχει θετικό αριθμό οξείδωσης +x, ενώ το δεύτερο τμήμα Β έχει αριθμό οξείδωσης –ψ, τότε ο μοριακός τύπος της ένωσης είναι ΑψΒx.
Να παρατηρήσουμε ότι:
Α. αν κάποιος δείκτης είναι 1, τότε αυτός παραλείπεται.
Β. αν ο λόγος ψ:x απλοποιείται, τότε προηγείται απλοποίηση πριν από τη γραφή του μοριακού τύπου.
Γ. Αν το Α ή Β είναι πολυατομικά ιόντα τότε αν πρέπει να γράψουμε δείκτη το πολυατομικό ιόν θα πρέπει να μπει σε παρένθεση.
Δ. Προσοχή : η αμμωνία ΝΗ3 είναι η μόνη από τις ενώσεις που γνωρίζουμε που εμφανίζει το αρνητικό τμήμα μπροστά : Ν = -3 και Η = +1
28. Πως ονομάζονται οι ανόργανες χημικές ενώσεις;
Η χημική γλώσσα, τέλος, ολοκληρώνεται με την ονοματολογία των ενώσεων. Σε γενικές γραμμές η ονοματολογία των ενώσεων αποτελεί συνδυασμό των ονομάτων των δύο τμημάτων (Α, Β) της ένωσης. Να παρατηρήσουμε ότι στην Ελλάδα, σε αντίθεση με τις οδηγίες της IUPAC, οι ενώσεις διαβάζονται αντίθετα από ότι γράφονται. Δηλαδή, το δεύτερο τμήμα της ένωσης διαβάζεται πρώτο και το πρώτο τμήμα αυτής δεύτερο. Οι κανόνες που παρατίθενται παρακάτω αφορούν την ονομασία ανόργανων ενώσεων, με την προϋπόθεση ότι γνωρίζουμε το μοριακό τύπο αυτών.
α. Οι ενώσεις των μετάλλων (ή του ιόντος NH4+) με πολυατομικό ανιόν ονομάζονται με το όνομα του ανιόντος πρώτο και το όνομα του μετάλλου(ή NH4+) μετά. Επίσης, οι ενώσεις του υδρογόνου με πολυατομικά ανιόντα ονομάζονται με το όνομα του ανιόντος πρώτο και τη λέξη «οξύ» μετά. Π.χ.
K2CO3 ανθρακικό κάλιο Ca3(PO4)2 φωσφορικό ασβέστιο NH4ClO3 χλωρικό αμμώνιο
H2SO4 θειικό οξύ H3PO4φωσφορικό οξύ
β. Η ονομασία ένωσης μετάλλου (ή NH4+) με αμέταλλο προκύπτει από το όνομα του αμετάλλου με την κατάληξη -ούχο ή -ίδιο και ακολουθεί το όνομα του μετάλλου (ή NH4+). Να παρατηρήσουμε ότι, αν το μέταλλο έχει περισσότερους από έναν αριθμούς οξείδωσης, τότε μέσα σε παρένθεση αναγράφεται με λατινικό αριθμό ο αριθμός οξείδωσης στον οποίο αναφερόμαστε. π.χ.
MgBr2 βρωμιούχο μαγνήσιο
FeS θειούχος σίδηρος (ΙΙ)
Fe2Ο3 οξείδιο σιδήρου (ΙΙΙ)
γ. Η ένωση ενός μετάλλου με το υδροξείδιο ονομάζεται υδροξείδιο του μετάλλου. π.χ.
KOH υδροξείδιο του καλίου,
Al(OH)3 υδροξείδιο του αργιλίου
δ. Μερικές φορές δύο στοιχεία σχηματίζουν περισσότερες από μία ενώσεις. Για τη διάκριση αυτών, στις περιπτώσεις αυτές, χρησιμοποιούμε αριθμητικά προθέματα, που δείχνουν τον αριθμό ατόμων του δεύτερου στοιχείου. Π.χ.
CO μονοξείδιο του άνθρακα
CO2 διοξείδιο του άνθρακα
Ν2Ο5 πεντοξείδιο του αζώτου
PCl5 πενταχλωριούχος φωσφόρος
29. Ποια σώματα ονομάζουμε οξέα;
Οι σύγχρονες αντιλήψεις περί οξέων και βάσεων έχουν αφετηρία τη θεωρία ηλεκτρολυτικής διαστάσεως του Σουηδού χημικού Arrhenius, σύμφωνα με την οποία οξέα είναι οι υδρογονούχες ενώσεις που διαλυόμενες στο νερό παρέχουν κατιόντα υδρογόνου (Η+).
1. Με ποιο τρόπο συμβολίζονται γενικά τα οξέα;
Τα οξέα κατά Arrhenius έχουν το γενικό τύπο: ΗχΑ
όπου,
Α: είναι αμέταλλο, π.χ. Cl, ή ομάδα ατόμων (ρίζα), π.χ. SO4 και
x: ο αριθμός οξείδωσης του Α
2. Σε ποιες κατηγορίες διακρίνονται τα οξέα;
Ανάλογα με το είδος του Α, τα οξέα μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο κατηγορίες:
α.Τα μη οξυγονούχα οξέα, τα οποία ονομάζονται με την πρόταξη υδρο- στο όνομα του Α . Π.χ.,
HBr υδροβρώμιο
H2S υδρόθειο
HCN υδροκυάνιο
Τα υδατικά διαλύματα αυτών των οξέων ονομάζονται με το αρχικό υδρο- και ακολουθεί η κατάληξη -ικό οξύ. Έτσι, για παράδειγμα, το υδατικό διάλυμα του αερίου HCl, δηλαδή το HCl(aq), ονομάζεται υδροχλωρικό οξύ.
β. τα οξυγονούχα οξέα , τα οποία ονομάζονται με το όνομα του Α και τη λέξη οξύ. Π.χ.,
HNO3 νιτρικό οξύ
HClO2 χλωριώδες οξύ
H2SO4 θειικό οξύ
31. Ποια είναι τα γενικά χαρακτηριστικά των βάσεων;
Οι βάσεις κατά Arrhenius έχουν κατά το πλείστον το γενικό τύπο: Μ(ΟΗ)x
όπου, Μ: είναι μέταλλο, π.χ. Na, και x: ο αριθμός οξείδωσης του M
32. Πως ονομάζονται οι βάσεις;
Οι βάσεις (υδροξείδια των μετάλλων) ονομάζονται με την πρόταξη της λέξης υδροξείδιο- στο όνομα του μετάλλου. Αν βέβαια το Μ έχει περισσότερους από έναν αριθμούς οξείδωσης, τότε στο τέλος της ονομασίας ακολουθεί ένας λατινικός αριθμός που δείχνει τον αριθμό οξείδωσης τουΜ. Έτσι έχουμε:
NaOH υδροξείδιο του νατρίου
Ca(OH)2 υδροξείδιο του ασβεστίου
Fe(OH)2 υδροξείδιο του σιδήρου (ΙΙ)
Να παρατηρήσουμε ότι η αμμωνία στα υδατικά της διαλύματα συμπεριφέρεται ως βάση, παρ’ όλο που δεν περιέχει υδροξείδιο. Τα ιόντα του υδροξειδίου σχηματίζονται από την αντίδραση (ιοντισμός):
NH3 + H2O NH4+ + OH-
Παρατηρείστε ότι και εδώ έχουμε διπλό βέλος που υποδηλώνει ασθενή ηλεκτρολύτη. Η μόνη ασθενής βάση είναι η ΝΗ3. Όλες οι βάσεις μεταλλοϊόντων είναι ισχυροί ηλεκτρολύτες γιατί είναι ιοντικές ενώσεις.
33. Σε ποιες κατηγορίες διακρίνονται οι βάσεις;
1. Οι βάσεις, ανάλογα με τον αριθμό των ΟΗ- που αποδίδουν στα υδατικά τους διαλύματα, διακρίνονται σε μονουδροξυλικές (ή μονόξινες), πολυυδροξυλικές (ή πολυόξινες). Έτσι έχουμε:
KOH: μονόξινη βάση
Ba(OH)2: δισόξινη βάση
2. Οι βάσεις διακρίνονται επίσης σε ισχυρές, όταν διίστανται πλήρως σε ιόντα, και ασθενείς, όταν διίστανται μερικώς σε ιόντα. Παρακάτω δίνεται χαρακτηριστικό παράδειγμα για κάθε περίπτωση:
Ισχυρή βάση : NaOH -> Na+ + OH-
Ασθενής βάση: NH3 + H2O -> NH4+ + OH-
Στην τελευταία περίπτωση (ασθενούς βάσης) προφανώς συνυπάρχουν στο διάλυμα αδιάστατα μόρια και ιόντα, γι αυτό και το διάλυμα παρουσιάζει σχετικά μικρή αγωγιμότητα.
34. Οξείδια
Ορισμένα οξείδια έχουν ιδιαίτερη βαρύτητα στην καθημερινή μας ζωή. Το πιο γνωστό από αυτά είναι το διοξείδιο του άνθρακα (CO2), που είναι το βασικό προϊόν της αναπνοής των έμβιων όντων και χρησιμοποιείται στη φωτοσύνθεση. Ακόμα, το CΟ2 είναι κυρίως υπεύθυνο για το φαινόμενο του θερμοκηπίου.
Το διοξείδιο του θείου (SO2), το μονοξείδιο του αζώτου (ΝΟ), το διοξείδιο του αζώτου (ΝΟ2) και το μονοξείδιο του άνθρακα (CO) ανήκουν στην κατηγορία των ατμοσφαιρικών ρύπων, που τόσο πολύ έχουν ταλαιπωρήσει τους κατοίκους πολλών μεγαλουπόλεων τα τελευταία χρόνια.
Άλλα χαρακτηριστικά οξείδια είναι το οξείδιο του ασβεστίου (CaO), ο γνωστός μας ασβέστης, που αποτελεί βασικό υλικό της οικοδομικής και πρώτη ύλη για την παρασκευή του γυαλιού. Τέλος, πολύ σημαντικά οξείδια είναι το Al2O3 και το Fe2O3, που υπό μορφή ορυκτών αποτελούν τη βάση για τη βιομηχανική παραγωγή (μεταλλουργία) των μετάλλων Al και Fe, αντίστοιχα.
35. Ορισμός, συμβολισμός, ονοματολογία και ταξινόμηση οξειδίων
Οξείδια ονομάζονται οι ενώσεις των στοιχείων με το οξυγόνο.
Τα περισσότερα οξείδια έχουν το γενικό τύπο: ΜxΟ
Όπου, x είναι ο αριθμός οξείδωσης του στοιχείου Σ.
Τα οξείδια ονομάζονται με τη λέξη οξείδιο και ακολουθεί το όνομα του στοιχείου. Π.χ.
CaO: οξείδιο του ασβεστίου
Al2O3: οξείδιο του αργιλίου
Cu2O: οξείδιο του χαλκού (Ι)
Na2O: οξείδιο του νατρίου
Όταν ένα στοιχείο (συνήθως αμέταλλο) σχηματίζει περισσότερα οξείδια, τότε αυτά διακρίνονται με πρόταξη στο όνομά τους των αριθμητικών μονο-, δι-, τρι- κλπ.
Έτσι, έχουμε:
CO: μονοξείδιο του άνθρακα
CO2: διοξείδιο του άνθρακα
N2O3: τριοξείδιο του αζώτου
SO3: τριοξείδιο του θείου
Ταξινόμηση οξειδίων
Τα οξείδια, ανάλογα με τη χημική τους συμπεριφορά, μπορούν να διακριθούν σε όξινα οξείδια, βασικά και επαμφοτερίζοντα οξείδια.
1. Όξινα οξείδια (ανυδρίτες οξέων)
Τα όξινα οξείδια είναι κατά το πλείστον οξείδια αμετάλλων. Προκύπτουν (θεωρητικά) απ’ τα αντίστοιχα οξυγονούχα οξέα με αφαίρεση, με τη μορφή νερού, όλων των ατόμων υδρογόνου που περιέχουν.
Έτσι, για να βρούμε τον ανυδρίτη του θειικού οξέος (H2SO4) αφαιρούμε ένα μόριο Η2Ο από ένα μόριο Η2SO4, οπότε, προκύπτει SO3.
Δηλαδή, H2SO4 – H2O -> SO3
Ομοίως, για να βρούμε τον ανυδρίτη του ΗΝΟ3, αφαιρούμε από δύο μόρια ΗΝΟ3 ένα μόριο νερού, οπότε προκύπτει Ν2Ο5.
Δηλαδή, 2ΗΝΟ3 – Η2Ο -> Ν2Ο5
Ένας άλλος τρόπος καθορισμού του ανυδρίτη ενός οξέος είναι ο ακόλουθος:
Έστω για παράδειγμα ότι θέλουμε να βρούμε τον ανυδρίτη του Η3ΡΟ4. Κατ’ αρχάς βρίσκουμε τον αριθμό οξείδωσης του Ρ στο οξύ:
3(+1) + x +4(-2) = 0 ή x = +5.
Τον ίδιο αριθμό οξείδωσης θα έχει ο Ρ και στο οξείδιό του. Συνεπώς, το οξείδιο θα έχει τον μοριακό τύπο: Ρ2Ο5.
2. Βασικά οξείδια (ανυδρίτες βάσεων)
Τα οξείδια αυτά είναι συνήθως οξείδια μετάλλων και παραδείγματα τέτοιων οξειδίων είναι το Na2O, το CaO, το Fe2O3.
Τα βασικά οξείδια προκύπτουν (θεωρητικά) από τις αντίστοιχες βάσεις με αφαίρεση, με τη μορφή νερού όλων των ατόμων υδρογόνου που περιέχουν.
Με τη λογική αυτή βρίσκουμε τους ανυδρίτες των βάσεων Ca(OH)2, NaOH και Fe(OH)3 :
Ca(OH)2 – H2O -> CaO
2NaOH – H2O -> Na2O
2Fe(OH)3 – 3H2O -> Fe2O3
Ένας πιο εύκολος τρόπος για τον καθορισμό του ανυδρίτη μιας βάσης στηρίζεται στην παρατήρηση, ότι τόσο ο ανυδρίτης όσο και η βάση περιέχουν το μέταλλο με τον ίδιο αριθμό οξείδωσης . Κατόπιν τούτου, ο ανυδρίτης του Mg(ΟΗ)2 είναι το MgO, αφού το Mg και στις δύο ενώσεις έχει αριθμό οξείδωσης +2.
3. Επαμφοτερίζοντα
Επαμφοτερίζον είναι το οξείδιο εκείνο που άλλοτε συμπεριφέρεται ως οξύ και άλλοτε ως βάση. Αυτή του η συμπεριφορά καθορίζεται από τη φύση της ουσίας με την οποία αντιδρά. Έτσι, το Al2O3 κατά την αντίδραση με ένα οξύ συμπεριφέρεται ως βάση, Al(OH)3, ενώ κατά την αντίδρασή του με μία βάση, συμπεριφέρεται ως οξύ, H3AlO3, (αργιλικό οξύ ).
ΥΠΟΔΕΙΓΜΑΤΙΚΑ ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ
ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ
ασκηση 1
1.1 Κρασί 6 αλκοολικών βαθμών ή 6%v/v σημαίνει πως:
Α. σε 6 mL κρασιού περιέχονται 10 mL ζάχαρης.
Β. σε 100 g κρασιού περιέχονται 6 g αλκοόλης.
Γ. σε 100 mL κρασιού περιέχονται 6 L αλκοόλης.
Δ. σε 100 mL κρασιού περιέχονται 6 mL αλκοόλης.
1.2 200 mL υδατικού διαλύματος ουσίας Χ με 30 % w/v περιεκτικότητα σε ουσία Χ περιέχουν:
Α. 32 g ουσίας Χ Β. 100 g ουσίας Χ
Γ. 60 g ουσίας Χ Δ. 60 mL ουσίας Χ
1.3 Να εξηγήσετε τι σημαίνει: «υδατικό διάλυμα KCl με περιεκτικότητα 12 % w/w»
1.4 Διάλυμα ουσίας Α με περιεκτικότητα 18% w/v θερμαίνεται μέχρι να εξατμιστεί σημαντική ποσότητα νερού.Το νέο διάλυμα που προκύπτει έχει περιεκτικότητα:
Α. 20% w/v Β. 10% w/w Γ. 18% w/v Δ. 8% w/w
1.5 Να συμπληρώσετε τα παρακάτω κενά
Α) Όταν προσθέτουμε επιπλέον διαλύτη σε διάλυμα, η διαδικασία αυτή ονομάζεται …………………και οδηγεί πάντα σε ……………. της % w/w περιεκτικότητας του
διαλύματος.
Β)Ένα μπουκάλι γάλα 1 L και περιεκτικότητας σε λιπαρά 5% w/v, μοιράζεται σε πέντε ποτήρια. Κάθε ποτήρι θα έχει γάλα με περιεκτικότητα ……….. σε λιπαρά.
Αν καταναλώσουμε 100 mL από το παραπάνω γάλα τότε έχουμε καταναλώσει και ……………….. λιπαρά. Αν χρησιμοποιήσουμε όλο το μπουκάλι του 1 L σε μια συνταγή γλυκού τότε έχουμε προσθέσει …………… λιπαρά.
ασκηση 2
Ένα πυκνό διάλυμα άλατος ζυγίζει 240 g και έχει όγκο 200 mL Γνωρίζουμε ότι παρασκευάστηκε με διάλυση κάποιας ποσότητας του άλατος σε 180 g νερό. Να υπολογίσετε τα παρακάτω στοιχεία του διαλύματος:
α) την πυκνότητα του διαλύματος
β) την περιεκτικότητα % w/w
γ) την περιεκτικότητα % w/v.
δ)Το παραπάνω διάλυμα θερμαίνεται μέχρι να εξατμιστούν 90 g νερού.
Να υπολογίσετε την % w/w περιεκτικότητα του νέου διαλύματος που προκύπτει.
ασκηση 3
Διαλύουμε πλήρως 20 g NH3 σε 230 g H2O και προκύπτει διάλυμα Α. Να υπολογιστεί η % w/w περιεκτικότητα του διαλύματος.
ασκηση 4
Διαλύουμε πλήρως 20 g NH3 σε 200 mL H2O και προκύπτει διάλυμα Α μάζας 250 g. Να υπολογιστεί:
α) η πυκνότητα του διαλύματος
β) η % w/v περιεκτικότητα του διαλύματος.
γ) η % w/w περιεκτικότητα του διαλύματος
Ο όγκος του διαλύματος παραμένει σταθερός.
ασκηση 5
Διαλύουμε πλήρως ποσότητα NH3 σε H2O και προκύπτει διάλυμα Α μάζας 250 g πυκνότητας 1,1 g/mL και περιεκτικότητας 20 % w/v. Να υπολογιστεί:
α) η ποσότητα της αμμωνίας που διαλύσαμε.
β) η % w/w περιεκτικότητα του διαλύματος.
ασκηση 6
Υδατικό διάλυμα ζάχαρης (Δ) έχει περιεκτικότητα 11 % w/ν και πυκνότητα 1,1 g/mL.
α) Ποια είναι η % w/w περιεκτικότητα του διαλύματος;
β) Πόσα mL νερού πρέπει να προσθέσουμε σε 2L του διαλύματος
Δ, ώστε να προκύψει διάλυμα περιεκτικότητας 8 % w/v;
γ) Σε ορισμένο όγκο του διαλύματος Δ προσθέτουμε 600 g
διαλύματος ζάχαρης περιεκτικότητας 2 % w/w, οπότε προκύπτει
διάλυμα περιεκτικότητας 4% w/w. Να υπολογίσετε τον όγκο του
διαλύματος Δ που χρησιμοποιήθηκε.
ασκηση 7
41 L αέριας ΝΗ3 μετρημένα σε θερμοκρασία θ = 27 °C και πίεση P = 1,2 atm διαλύονται πλήρως σε νερό και σχηματίζεται διάλυμα Δ1 όγκου 5 L.
α) Να υπολογιστεί ο αριθμός mol της ΝΗ3 στις παραπάνω
συνθήκες.
β) Να υπολογιστεί η Molarity του διαλύματος Δ1.
γ) Το διάλυμα Δ1 το χωρίζουμε σε δύο μέρη. Το πρώτο μέρος που
έχει όγκο 2 L αραιώνονται και προκύπτει διάλυμα Δ2 όγκου 5 L.
Να υπολογιστεί η Molarity του διαλύματος Δ2
δ) Τα υπόλοιπα 3 L του διαλύματος Δ1 εξουδετερώνονται πλήρως
με διάλυμα H2SO4 περιεκτικότητας 4,9 % m/v . Να υπολογιστεί
ο όγκος του διαλύματος H2SO4 που απαιτείται.
Δίνονται: R = 0,082 atm L mol–1 K–1 και οι σχετικές ατομικές
μάζες: Η=1, S=32, O=16.
ασκηση 8
Αέρια ΝΗ3 μετρημένα σε θερμοκρασία θ = 27 °C και πίεση P = 1,2 atm διαλύονται πλήρως σε νερό και σχηματίζεται διάλυμα Δ1 όγκου 5 L και συγκέντρωσης 2Μ.
α) Να υπολογιστεί η μάζα και ο όγκος της αέριας ΝΗ3 στις
παραπάνω συνθήκες.
β) Το διάλυμα Δ1 το χωρίζουμε σε δύο μέρη. Το πρώτο μέρος που
έχει όγκο 2 L αραιώνονται και προκύπτει διάλυμα Δ2
συγκέντρωσης 0,25 Μ. Να υπολογιστεί ο όγκος του νερού που
προστέθηκε.
δ) Τα υπόλοιπα 3 L του διαλύματος Δ1 εξουδετερώνονται πλήρως
με διάλυμα HCl συγκέντρωσης 1,5 Μ . Να υπολογιστεί ο όγκος
του διαλύματος HCl που χρησιμοποιήθηκε.
Δίνονται: R = 0,082 atm L mol–1 K–1 και οι σχετικές ατομικές μάζες: Η=1, N=14, Cl=35,5
ασκηση 9
Σε 300 g νερού διαλύουμε 100 g ζάχαρης, οπότε προκύπτει διάλυμα Δ1. Σε 180 g νερού διαλύουμε 20 g ζάχαρης, οπότε προκύπτει διάλυμα Δ2.
α) Ποιο διάλυμα είναι πυκνότερο;
β) Να υπολογιστεί η % w/w περιεκτικότητα του διαλύματος Δ3 που
σχηματίζεται, αν αναμίξουμε τα διαλύματα Δ1 και Δ2.
Δείτε τις λύσεις στις παραπάνω ασκήσεις.
ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΜΕ ΣΤΟΙΧΕΙΟΜΕΤΡΙΚΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥΣ
ΜΗΝ ΞΕΧΝΑΤΕ ΟΤΙ:
1. Οι συντελεστές των χημικών ουσιών σε κάθε χημική αντίδραση δηλώνουν την ΑΝΑΛΟΓΙΑ ΤΩΝ MOL των ουσιών που συμμετέχουν σε αυτή. Επομένως: ό,τι έχω το μετατρέπω πρώτα σε mol
Ό,τι ζητάω το βρίσκω σε mol και μετά…. σε ό,τι θέλω.
2. Αν έχω διάλυμα ουσίας δουλεύω με τη διαλυμένη ουσία και όχι με όλο το διάλυμα.
3. Aντιδρούν πλήρως… σημαίνει ότι οι ποσότητες των αντιδρώντων ακολουθούν την στοιχειομετρική αναλογία της αντίδρασης.
4. Πλήρης εξουδετέρωση σημαίνει ότι οι ποσότητες του οξέος και της βάσης ακολουθούν την στοιχειομετρική αναλογία της αντίδρασης.
Άσκηση 9
Σε 400 ml διαλύματος Δ1 υδροξειδίου του ασβεστίου διαβιβάζονται 4,48 L αερίου υδροχλωρίου μετρημένα σε S.T.P συνθήκες και προκύπτει ουδέτερο διάλυμα Δ2 400ml.
Να υπολογίσετε :
α) την συγκέντρωση του διαλύματος Δ1
β) την % w/v περιεκτικότητα του διαλύματος Δ2.
Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες Ca=40 , Cl=35,5.
ΛΥΣΗ:
4,48 L = 4,48/22,4 mol = 0,2 mol HCl
Το HCl αντιδρά με το Ca(OH)2 σύμφωνα με την εξίσωση:
2HCl + | Ca(OH)2=> | CaCl2+ | 2H2O | |
η άσκηση δίνει/ζητάει | 0,2 mol | x mol | y mol | |
η αντίδραση δίνει | 2 mol | 1 mol | 1 mol |
2x = 0,2 => x = 0,1 mol Ca(OH)2
2y = 0,2 => y = 0,1 mol CaCl2
Το Δ1 είναι 400 ml = 0,4 L και περιέχει 0,1 mol Ca(OH)2. Επομένως έχει συγκέντρωση:
c = n/V => c = 0,1 mol/0,4 L => c = 0,25 M.
Το Δ2 έχει όγκο επίσης 400 ml = 0,4 L και περιέχει 0,1 mol CaCl2. Άρα περιέχει m = nMr g από το CaCl2. Θα υπολογίσουμε την Μr του CaCl2:
Μr = 40 + 2x35,5 = 40 + 71 = 111.
m = 0,1x111 = 11,1 g.
400 ml διαλύματος περιέχουν 11,1 g CaCl2
100 ml διαλύματος περιεχουν x g CaCl2
400x = 1100 => x = 2,775 g. Επομένως το διάλυμα είναι 2,775 % w/v σε CaCl2.
Άσκηση 10
Σε 200 ml διαλύματος θειικού οξέος 0,1 Μ διαβιβάζουμε αέρια αμμωνία, οπότε πραγματοποιείται η παρακάτω χημική αντίδραση:
H2SO4 + 2ΝΗ3 => (NH4)2SO4
Να βρείτε:
α. Πόσα mol θειικού οξέος περιείχε το αρχικό διάλυμα.
β. Πόσα mol αμμωνίας πήραν μέρος στην παραπάνω εξουδετέρωση.
γ. Πόσα L αμμωνίας μετρημένα σε 200C και πίεση 2 atm αντέδρασαν.
δ. Πόσα g άλατος παράγονται.
Δίνονται οι σχετικές ατομικές μαζες: H = 1, O = 16, N = 14, S = 32
Η παγκόσμια σταθερά των αερίων είναι R = 0,082 L atm/K mol
ΛΥΣΗ
α. Για το θειικό οξύ έχουμε: n = cV => n = 0,1x0,2 => n = 0,02 mol.
β.
H2SO4 + | 2ΝΗ3 => | (NH4)2SO4 | |
η άσκηση δίνει | 0,02 mol | x mol | y mol |
η αντίδραση δίνει | 1 mol | 2 mol | 1 mol |
x = 0,04 mol NH3
γ. Εφαρμόζουμε την καταστατική εξίσωση, αφού προηγουμένως έχουμε μετατρέψει τη
θερμοκρασία σε βαθμούς Κ:
Τ = 27 + 273 => Τ = 300 Κ
PV = nRT => 2V = 0,04. 0,082. 300 => V = 0,492 L NH3
δ. Από την κατάταξη που έχουμε κάνει βρίσκουμε ότι:
y = 0,02 mol (NH4)2SO4
Mr = (14 + 4x1)x2 + 32 + 16x4 = 36 + 32 + 64 = 132
m = nMr => m = 0,02x132 => m = 2,64 g (NH4)2SO4
Άσκηση 11
Σε 200ml νερού διαλύουμε 4 g ΝαΟΗ χωρίς μεταβολή του όγκου (δηλαδή ο όγκος του διαλύματος που προκύπτει είναι πάλι 200 ml).
α. Να βρείτε πόσα mol ΝαΟΗ διαλύθηκαν στο νερό.
β. Ποια είναι η Μolarity του διαλύματος που προέκυψε;
γ. Ποια είναι η ελάχιστη ποστότητα σε ml, διαλύματος HCl 0,2 M μπρορεί να εξουδετερώσει πλήρως το παραπάνω διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου;
δ. Ποια είναι η συγκέντρωση (Molarity) του άλατος που θα προκύψει όταν θα έχει γίνει πλήρης αντίδραση του οξέος και της βάσης;
Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες: Η = 1, Ο = 16, Να = 23, Cl = 35,5
ΛΥΣΗ
α. Βρίσκουμε τη σχετική μοριακή μάζα του ΝαΟΗ
Μr = 23 + 16 + 1 = 40
n = m/Mr => n = 0,4/40 => n = 0,01 mol ΝαΟΗ
β. Ο όγκος του διαλύματος είναι 200ml = 0,2 L.
c = n/V => c = 0,01mol/0,2L => c = 0,05 M
γ. Για να είναι ελάχιστη η ποσότητα του διαλύματος ΗCl θα πρέπει να επαρκεί ίσα ίσα για να γίνει η εξουδετέρωση (να μην περισσέψει δηλαδή HCl).Πρώτα θα βρούμε πόσα mol ΗCl αντιδρούν με την ποσότητα ΝαΟΗ που διαθέτουμε.
Γράφουμε τη χημική αντίδραση μεταξύ του ΝαΟΗ και του HCl
NαΟΗ + | HCl => | NaCl + | H2O | |
η άσκηση δίνει | 0,01 mol | x mol | y mol | |
η αντίδραση δίνει | 1 mol | 1 mol | 1 mol |
x = 0,01 mol HCl
y = 0,01 mol ΝαCl (άλας)
Για να βρούμε τον όγκο του διαλύματος ΗCl εφαρμόζουμε τη σχέση:
c = n/V => V = n/c => V = 0,01/0,2 => V = 0,05 L = 50 ml διαλύματος HCl
δ. Το ΝαCl που έχει προκύψει βρίσκεται σε όγκο 200 ml + 50 ml = 250 ml = 0,25 L. Άρα η συγκέντρωσή του είναι: c = n/V => c = 0,01 mol/0,25 L => C = 0,04 M.
B. ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΜΕ ΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ
ΑΣΚΗΣΗ 12
Στις παρακάτω αντιδράσεις να βάλετε συντελεστές:
α. H2S04 + NaOH => Na2SO4 + H2O
β. Ca(OH)2 + H2CO3 => CaCO3 + H2Ο
γ. Zn(NO3)2 + KOH => Zn(OH)2 + KNO3
δ. Ν2 + Η2 => ΝΗ3
ΛΥΣΗ
α. H2S04 + 2NaOH => Na2SO4 + 2H2O
β. Ca(OH)2 + H2CO3 => CaCO3 + 2H2Ο
γ. Zn(NO3)2 + KOH => Zn(OH)2 + 2KNO3
δ. Ν2 + 3Η2 => 2ΝΗ3
ΟΤΑΝ ΒΑΖΕΤΕ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ ΣΕ ΧΗΜΙΚΗ ΕΞΙΣΩΣΗ, ΜΕΤΡΗΣΤΕ ΤΑ ΟΞΥΓΟΝΑ ΤΕΛΕΥΤΑΙΑ
ΑΣΚΗΣΗ 13
Να συμπληρώσετε τις παρακάτω χημικές εξισώσεις:
α. Cl2 + AlI3 =>
β. Zn + H2O =>
γ. H2SO3 + AlBr3 =>
δ. Pb(NO3)2 + Na2S =>
ε. ΗΝΟ3 + BaCl2 =>
ΛΥΣΗ
α. 3Cl2 + 2AlI3 => 2AlCl3 + 3I2
β. Zn + H2O => ZnO + H2
γ. 3H2SO3 + 2AlBr3 => Al2(SO3)3 + 6HBr
δ. Pb(NO3)2 + Na2S => PbS + 2NaNO3
ε. 2ΗΝΟ3 + BaCl2 => Ba(NO3)2 + 2HCl
ΑΣΚΗΣΗ 14
Ποια είναι η αναλογία mol αντιδρώντων και προιόντων στις παρακάτω χημικές αντιδράσεις;
α. κάλιο + φωσφιρικός σίδηρος
β. ασβέστιο + νιτρικό αργίλιο
ΛΥΣΗ
Συμπληρώνουμε τις χημικές εξισώσεις:
α. 3Κ + Fe3(PO4)2 => K3PO4 + 3Fe
3 mol K αντιδρούν με 1 mol φωσφορικού σιδήρου και παράγουν 1 mol φωσφορικού καλίου και 3 mol σιδήρου.
β. 3Ca + 2Al(N03)3 => 3Ca(NO3)2 + 2Al
3 mol Ca αντιδρούν με 2 mol Al(NΟ3)3 και παράγουν 3 mol Ca(NO3)2 και 2 mol Al.
ΑΡΙΘΜΟΣ ΟΞΕΙΔΩΣΗΣ
ΑΣΚΗΣΗ 15
Να βρείτε τον αριθμό οεξείδωσης του Ρ στις παρακάτω χημικές ενώσεις και ιόντα:
Η3ΡΟ4
Ρ2Ο3
ΡΗ3
ΗΡΟ4-2
ΛΥΣΗ
O αριθμός οξείδωσης του Η είναι +1 και του Ο είναι -2.
Η χημική ένωση Η3ΡΟ4 έχει συνολικό φορτίο μηδέν. Αν ονομάσουμε x τον Α.Ο. του Ρ έχουμε:
3(+1) + x + 4(-2) = 0 => x = +5
Ομοίως στην ένωση Ρ2Ο3
2x + 3(-2) = 0 => 2x = +6 => x = +3
Για την ένωση ΡΗ,,3, έχουμε:
x + 3(+1) = 0 => x = -3
Όταν έχουμε ιόν, εξισώνουμε με το φορτίο του ιόντος και όχι με το μηδέν!!!
Για το ιόν ΗΡΟ4-2:
(+1) + x + 4(-2) = -2 => x - 7 = -2 => x = -2 + 7 => x = +5
Για να δείτε τα φύλλα εργασίας που σας έχω δώσει,κοιτάξτε στο ΚΕΦ.3
Δύο ακόμη φύλλα εργασίας με τις λύσεις τους θα βρείτε εδώ:
ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ - ΙΟΥΝΙΟΥ 2011
ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΑΠΟ ΟΛΗ ΤΗΝ ΥΛΗ
ΜΙΑ ΓΡΗΓΟΡΗ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ ΣΤΗΝ ΟΝΟΜΑΤΟΛΟΓΙΑ/ΓΡΑΦΗ ΑΝΟΡΓΑΝΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ