by 
Στις πανελλαδικές εξετάσεις του 2018, πρόκειται να μπει, ως Β΄θέμα το εξής ερώτημα:
Σε διάλυμα που περιέχει ΝΗ3 και ΝαΟΗ με ίσες συγκεντρώσεις 0,1Μ και έχει όγκο 1L, προσθέτουμε 0,05mοl αερίου ΗCl. Θα πραγματοποιηθεί:
i) Μόνο η αντίδραση εξουδετέρωσης:
ΝΗ3 + ΗCl → ΝΗ4Cl (1)
ii) Μόνο η αντίδραση εξουδετέρωσης:
ΝαΟΗ + ΗCl → ΝαCl + Η2Ο (2)
iii) Θα πραγματοποιηθούν ταυτόχρονα και οι δύο αντιδράσεις (1) και (2), αφού ένα μέρος του υδροχλωρικού οξέος θα εξουδετερωθεί από την ΝΗ3 και το υπόλοιπο από το ΝαΟΗ.
Ποια απάντηση είναι σωστή;
Να δικαιολογήσετε την επιλογή σας.
Φίλοι Χημικοί, δεν θέλω να μου δώσετε διάφορες εναλλακτικές απαντήσεις που θα βρεθούν στα γραπτά των μαθητών και πώς θα βαθμολογηθούν. Αυτό είναι για μετά τις εξετάσεις.
Σας καλώ να απαντήσετε σε ποια απάντηση θα κατευθύνετε τους μαθητές σας, στη διάρκεια της διδασκαλίας σας.
Τώρα, αν σας ρωτήσει ένας μαθητής, ποια θα του πείτε ότι είναι η σωστή απάντηση;
πρώτα με NaOH
Χρειαζεται πειραματικη επιβεβαιωση
αν προλαβω θα το κανω στο εργαστηριο και στελνω φωτο η βιντεο
Γεια χαρα σε ολους
Η σωστή προσέγγιση: Θα πραγματοποιηθεί η αντίδραση Η3Ο+ + ΟΗ- => Η2Ο
Επομένως θεωρώ ότι η ερώτηση είναι λάθος.
Καλησπέρα Παναγιώτη και Θοδωρή και σας ευχαριστώ για τις απαντήσεις.
Θοδωρή στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση δεν διδάσκονται οι αντιδράσεις εξουδετέρωσης με τη μορφή που τις έδωσα στην ερώτηση;
Διδάσκετε τελευταία ιοντική μορφή των αντιδράσεων;
Αν άλλαξε ο τρόπος διδασκαλίας, πάω πάσο, αν όμως οι μαθητές διδάσκονται με τον παραπάνω τρόπο τις μεταθετικές αντιδράσεις, γιατί είναι λάθος ένα ερώτημα, όπως το παραπάνω;
Δεν ζητάει ποιο είναι το επιστημονικά σωστό, ούτε το ποιες απαντήσεις ενδεχομένως να θεωρηθούν σωστές.
Ρωτάω τι θα απαντήσεις σε ένα μαθητή, που προετοιμάζεις για εξετάσεις, σε ενδεχόμενο ερώτημά του.
“Εν πάσι περιπτώσει” Θοδωρή, με έστειλες στο ebooks… και είδα τις εικόνες:
Μοριακή μορφή βλέπω ότι χρησιμοποιεί το βιβλίο του μαθητή για να κάνει υπολογισμούς σε εξουδετερώσεις.
Η "επανάσταση" Arrhenius στηρίζεται στο αποδεδειγμένο γεγονός της "ηλεκτρολυτικής διάστασης". Όταν δηλαδή ένας ηλεκτρολύτης βρεθεί διαλυμένος στο νερό τότε η πρώτη του "δουλειά" είναι να διασταθεί αν είναι ετεροπολική ένωση ή να ιοντιστεί πλήρως ή μερικά αν είναι μοριακή ένωση ( παράγοντας τον συζυγή του κατά B-L) , με τέτοια απόδοση που του επιτρέπουν οι συνθήκες και το σύστημα να καταλήξει σε ιοντική ισορροπία.
Στο περιγραφόμενο διάλυμα ΝaOH και ΝΗ3 ήδη υπάρχει ισορροπία πριν επιχειρηθεί η διαβίβαση του HCl.
Τι υπάρχει μέσα στο διάλυμα λοιπόν (τι θα συναντήσει επομένως το HCl;); Προφανώς Na+, OH-, μόρια NH3, NH4+, H3O+ και μόρια H2O
Με την είσοδό του το αέριο HCl θα επιχειρήσει να διαλυθεί και στη συνέχεια να ιοντιστεί μεταβάλλοντας το status των Η3Ο+ και συνακόλουθα προκαλώντας μετακινήσεις των θέσεων ισορροπίας των ασθενών ηλεκτρολυτών του διαλύματος( ΝΗ3 και Η2Ο). Αν υποθέσουμε πως κάποια (τυχερά) μόρια HCl και πριν προλάβουν να ιοντιστούν αντιδρώντας με μόρια νερού, "τρακάρουν" κάποια από τα ήδη υπάρχοντα σωματίδια του διαλύματος (και επειδή ως γνωστόν η αντίδραση των μορίων HCl και NH3 προς NH4Cl είναι εφικτή ακόμα και στον αέρα μέσω των ατμών τους δηλαδή εκτός υδατικού διαλύματος) η μόνη εφικτή έστω και στιγμιαία αντίδραση από τις αναφερόμενες είναι η μεταξύ HCl και NH3 με το παραγόμενο NH4+Cl να σπεύδει άρον άρον να διασταθεί.
Πάντως το υδροχλώριο δεν θα συναντήσει σε καμιά περίπτωση υδροξείδιο του νατρίου για να μπορούμε να μιλάμε για αντίδραση μεταξύ τους.
Μιλώντας ισοδύναμα και για εξυπηρετήσουμε αποκλειστικά υπολογιστικές ανάγκες, μπορούμε να πούμε ότι και οι 3 ήταν … πιθανές δηλαδή σωστές! με την ερώτηση στη βάση της απολύτως λανθασμένη.
Αντώνη καλησπέρα.
Προφανώς αυτό διδάσκεις στους μαθητές σου, έτσι;
Αφού το ερώτημα ήταν:
"Σας καλώ να απαντήσετε σε ποια απάντηση θα κατευθύνετε τους μαθητές σας, στη διάρκεια της διδασκαλίας σας.
Τώρα, αν σας ρωτήσει ένας μαθητής, ποια θα του πείτε ότι είναι η σωστή απάντηση;"
Διονύση αυτό ακριβώς διδάσκω στους μαθητές μου. Και τους προτρέπω να μελετούν καλά την εκφώνηση, να την αναλύουν λεπτομερώς, για να οδηγούνται στη σωστή απάντηση. Όπως επίσης να αποφεύγουν να απαντούν σε αβάσιμες ερωτήσεις.
Η ύλη του σχολικού βιβλίου πάντως (από το οποίο κι εγώ έμαθα χημεία φυσικός ον) δεν μου επιτρέπει άλλο χαρακτηρισμό της ερώτησης που τέθηκε (και πολύ καλά τέθηκε κατά τη γνώμη μου για να αποσαφηνιστεί στο έγκριτο αυτό φόρουμ). Όσο για την "ιοντική μορφή αντιδράσεων" μα όλες οι αντιδράσεις του κεφαλαίου είναι ιοντικές!
Κατά τα άλλα εσύ θεωρείς ότι υπάρχει κάποια απάντηση προς την οποία πρέπει να τους κατευθύνω; και για ποιο λόγο (που εγώ δεν κατανοώ μέχρι νεωτέρας); Εκτός και αν εννοείς ποια αντίδραση να διαλέξουν για να λύσουν το ποιο εύκολο γι αυτούς ισοδύναμο πρόβλημα που αυτό είναι άλλης ερώτησης … ευαγγέλιο. Και αν με ρωτήσουν, με βάση ποιο σκεπτικό θα τους πω και ποια είναι η σωστή; Υπάρχει πιστεύεις κάποια σωστή από τις προτεινόμενες;
Προσπάθησε αν θέλεις να απαντήσεις εσύ μήπως καταλάβουμε κάτι που μάλλον δεν καταλάβαμε δεν παρατηρήσαμε δεν υποπτευόμαστε δεν…!
Σε σχέση με τη απάντηση του συνάδελφου του Παναγιώτη τολμώ να δηλώσω ότι με έκοψε κρύος ιδρώτας. Περιμένω με αγωνία να δω την πειραματική επιβεβαίωση της προτεραιότητας που θα δείξει το HCl να αντιδράσει πρώτα με το ΝaΟΗ!
Καλησπερα στους αγαπητους φιλους
Πειραματικα μπορει να αποδειχθει οτι πρωτα αντιδρα η ισχυρη βαση και μετα η ασθενης, με μια καμπυλη ογκομετρησης !
Η απαντηση δινεται εδω απλα και ξεκαθαρα…
http://www.titrations.info/acid-base-titration-polyprotics-and-mixtures
καπου στην μεση αναφερει τα εξης:
Solution of sodium hydroxide and disodium carbonate contains three bases – OH-, CO32- and HCO3-.
First two are much stronger, so they are neutralized first.
Το ίδιο ισχύει για μειγμα ισχυρου/ασθενους οξέος και προσθηκη αντιστοιχα βασης
κατι ανάλογο ισχύει και για πολυπρωτικα οξέα
https://chem.libretexts.org/Demonstrations_and_Experiments/Basic_Lab_Techniques/Titration/Titration_Of_A_Weak_Polyprotic_Acid
πρώτα αντιδρά ή πιο 'όξινη' ομάδα και μετα οι 'λιγοτερο' όξινες (μεγαλύτερο pKa άρα και μικρότερο Ka)
ή και αμινοξέα
https://www.google.gr/search?q=titration+of+aminoacids&client=firefox-b-ab&dcr=0&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0ahUKEwjUuP6dqvTYAhVDBywKHaH7BMIQsAQIhgE&biw=1366&bih=656
Φυσικα τα αμινοξεα και τα πολυπρωτικα είναι ομοιοπολικές ένωσεις – αλλά πάλι είναι ένα σύστημα ασθενούς και ισχυρότερου οξέος.
Όντως η εξουδετερωση ειναι προφανως ιοντικη αντίδραση
Πολύ σωστές οι παρατηρήσεις του φιλου και συναδέλφου κ Αντώνη Αρχοντούλη
όμως δεν αναφερατε νομζω και την αντίδραση H3O+ απο το HCl με OH- απο το NaOH η οπόια 'προηγείται' με βάση και τα παραπάνω πειραματικά δεδομένα
Ελπίζω να βοήθησα
Πιο πολλα εδω:
Vogel's Textbook Of Quantitative Chemical Analysis, 6th ed.
(δυστυχως δεν το εχω μαζι μου)
Με εκτιμηση (και μηδενικη διαθεση για κοντρα!)
Παναγιωτης
Καλημέρα Παναγιώτη και σε ευχαριστώ για το σχολιασμό και τις πληροφορίες που μας κατέθεσες.
Αν, ας πούμε, ότι στο διάλυμα συνυπάρχουν δύο οξέα και μια ισχυρή βάση, προσωπικά προτείνω τα παρακάτω:
– Αν και τα δύο οξέα είναι ισχυρά να γράφουμε την αντίδραση ιοντικά, επειδή δεν μας ενδιαφέρει η προέλευση των οξωνίων, Η3Ο+ + ΟΗ- = Η2Ο, σουμάροντας τα mol των οξωνίων και μετά ανάλογα με τη στοιχειομετρία….
– Αν το ένα από τα δύο οξέα είναι ισχυρό και το άλλο ασθενές, λόγω πλήρως ανισοβαρούς ανταγωνισμού, να γράψουμε πρώτα την αντίδραση της ισχυρής βάσης με το ισχυρό (συνηθέστερα μοριακά ή ίσως και ιοντικά- δεν υπάρχει θέμα…), γιατί δεν διανοείται, ας πούμε, να έχει καταναλωθεί η παραμικρή ποσότητα μοριακής μορφής ασθενούς οξέος, παρουσία ισχυρού οξέος. (Δεν θα το ανεχτεί αυτό το ισχυρό οξύ, γιατί θα αντιδράσει με το συζυγές άλας του ασθενούς και θα σχηματιστεί ξανά το ασθενές οξύ, ή γιατί μπορούμε να πούμε ακόμη ότι η ΕΚΙ των οξωνίων του ισχυρού περιορίζει το ασθενές οξύ στη μοριακή του μορφή. Ακριβώς αυτό το σκεπτικό απεικονίζουν και τα πειραματικά ευρήματα του Παναγιώτη…). Από εκεί και πέρα ανάλογα με τη στοιχειομετρία ό,τι προκύψει…
– Αν και τα δύο οξέα είναι ασθενή, λόγω αμφίρροπου ανταγωνισμού, να γράφουμε ταυτόχρονα και τις δύο αντιδράσεις τους με την ισχυρή βάση και να υποθέτουμε ότι x mol της βάσης αντέδρασαν με το ένα και y mol της βάσης αντέδρασαν με το άλλο οξύ. Τότε θα προκύψει μια ισορροπία στη οποία όλα τα μόρια και ιόντα συμβιώνουν από κοινού, με τις συγκεντρώσεις τους να ικανοποιούν τις σταθερές ιοντικής ισορροπίας τους. Από εκεί και πέρα τα δεδομένα και οι τιμές των σταθερών ισορροπίας θα καθορίσουν τι παίχτηκε με τα ποσοστά εξουδετέρωσης των δύο οξέων.
Τέλος οποιαδήποτε εναλλακτική πορεία οδηγήσει στη σωστή λύση πρέπει να είναι αποδεκτή, χωρίς δογματισμούς. Προσωπικά συλλαμβάνω τον εαυτό μου τις μισές φορές φορές να σκέπτεται και να εκφράζεται όπως ο Arrhenius και τις άλλες μισές όπως οι Bronsted- Lowry.
Καλημέρα Πέτρο.
Σε ευχαριστώ για την κατάθεση της άποψής σου.
Ο τρόπος λύσης με ιοντικες αντιδρασεις περιγραφει την πραγματικη κατασταση στα δ/τα, πρεπει ομως να προσαρμοζουμε την διδασκαλια μας στο αντιστοιχο ακροατηριο, το οποιο δεν ειναι εξοικειομενο με τις ιοντικες αντιδρασεις , γιαυτο και θα αναφερθουμε στην αντιδραση πρωτα των ισχυρων ηλεκτρολυτων και κατοπιν των ασθενων.
Καλημέρα Παύλο και σε ευχαριστώ για την κατάθεση της άποψής σου, η οποία με βρίσκει σύμφωνο.
Θα επανέλθω επί του θέματος γενικότερα, αφού αφήσω λίγο χρόνο, μήπως και κάποιος άλλος φίλος θα ήθελε να τοποθετηθεί…
Νομίζω πως δεν μπορούμε να αποφύγουμε τις ιοντικές αντιδράσεις αλλά ας το υποθέσουμε
Την ερώτηση: "το Hcl θα αντιδράσει πρώτα με την NaOH ή με την ΝΗ3;" εγώ η μεταφράζω στην ερώτηση: "Η ταχύτητα αντίδρασης Hcl με NaOH είναι μεγαλύτερη από την ταχύτητα αντίδρασης HCl με NH3;"
Η ταχύτητα μιας αντίδρασης εξουδετέρωσης έχει να κάνει με το πόσο ισχυρά είναι τα οξέα και οι βάσεις που αντιδρούν; Θα περίμενε ίσως κάποιος πως τα ισχυρά οξέα-βάσεις αντιδρούν γρηγορότερα από τα ασθενή, αλλά από που προκύπτει αυτό;
Καλημέρα Γιάννη. Μιας και με βρίσκεις στη σελίδα.. μια άμεση απάντηση
Το πρώτα δεν έχει να κάνει μόνο με τις ταχύτητες αντίδρασης.
Αν σε ένα διάλυμα, όπως αυτό που έχω δώσει παραπάνω, το "με ποια βάση θα αντιδράσει το οξύ" έχει το νόημα και με το τελικά ποια βάση θα έχει παραμείνει ενεπηρέαστη, μετά το τέλος της αντίδρασης (ποσοτικά).
Δηλαδή στο τέλος, αν διαχωρίσουμε τα συστατικά που υπάρχουν στο δοχείο, θα πάρουμε 0,1mol NaOH; Προφανώς δεν μπορείς να το κάνεις. Μπορούμε να πάρουμε 0,1mol NH3; Και αν μπορούμε να πάρουμε 0,1mol NH3, γιατί θα την εμπλέξεις σε αντίδραση και να μην πεις ότι δεν συμμετείχε;
Αλλά και αν πάμε στις ταχύτητες.
Για κάθε 1.000 ιόντα υδροξειδίου που υπάρχουν στο δοχείο, τη στιγμή που προσθέτεις το οξύ, πόσα από αυτά προέρχονται από την αμμωνία και πόσα από το ΝαΟΗ; Αν ντε και καλά θέλεις να εμφανίσεις δύο "εξουδετερώσεις" ποιος θα ήταν ο λόγος των αντίστοιχων ταχυτήτων;