Ηλίας Κωβαίος

Ηλία και Δημήτρη σε περίπου ίδια συμπεράσματα καταλήξαμε και εμείς ( Αγγελ. Εμμ., Πέτρος Καρ.)
έπειτα από μεταξύ μας συνομιλία.
Εμείς θεωρήσαμε τέλος αντίδρασης όταν έχει καταναλωθεί το 99% του HCl και είμαστε 
σε συμφωνία! , ότι σε αυτήν την περίπτωση και εφόσον η αντίδραση είναι 1ης τάξης , τότε ο χρόνος ολοκλήρωσης
ΔΕΝ ΕΞΑΡΤΑΤΑΙ ΑΠΟ ΤΗΝ ΑΡΧΙΚΗ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ.
Τώρα όσαν αφορά τα διαγράμματα σας μήπως ο τίτλος του Α2:
<<A2.Θεωρώντας ότι η αντίδραση ολοκληρώνεται όταν η [HCl] μειωθεί σε 0,01 M >>
θέλει διόρθωση? το λέω επειδή:
είτε γράψουμε: Α1.Θεωρώντας ότι η αντίδραση ολοκληρώνεται όταν η [HCl] έχει μειωθεί κατά 99 %
είτε γράψουμε: Α2.Θεωρώντας ότι η αντίδραση ολοκληρώνεται όταν η [HCl] μειωθεί σε 0,01 M
είναι το ίδιο πράγμα μιας και στις δύο περιπτώσεις η [ΗCl]τελ= 0,01Μ

Με τα παραπάνω που γράφω όσον αφορά το χρόνο ολοκλήρωσης 
σε αντίδραση 1ης τάξης είναι σύμφωνος και ο Αντώνης Μπαλτζ. σε επικοινωνία που είχαμε 
και μάλιστα που έδωσε τον τύπο ολοκλήρωσης για μια αντίδρασης 1ης τάξης
και ο οποίος είναι: t=2ln2/k (k:σταθερά ταχύτητας)
θεωρώντας ως χρόνο ολοκλήρωσης της αντίδρασης όταν έχει αντιδράσει το 99/100 του αντιδρώντος.

Έγγραψα λάθος το τύπο
σωστός τύπος : t= 2ln10/k

Αγαπητοί συνάδελφοι. Πολύ ωραία η “πειραματική” επεξεργασία και η παρουσίαση, ωστόσο υπάρχει μια βασική ένσταση. Ας πάρουμε το ΗCl 1Μ και 2Μ. Για την ολοκλήρωση της αντίδρασης με 1Μ (ή για το 90% ή το 99%) θα απαιτηθεί κάποιος χρόνος (έστω t1). Το διάλυμα 2Μ για να ελαττωθεί σε 1Μ θα χρειαστεί έστω χρόνο t2. Και φυσικά για να φθάσει από 1Μ σε ολοκλήρωση θα χρειαστεί πάλι χρόνο t1, όπως και το πρώτο διάλυμα, καθώς δεν έχει αλλάξει κάτι για να αλλάξει ο χρόνος. Για να έχουμε ίδιους χρόνους και στα δύο πειράματα, πρέπει να δεχθούμε ότι t2 = 0. Νομίζω άτοπο.
Επειδή βασιστήκατε στις γραφικές παραστάσεις και τις τιμές μάλλον κάποιου αρχείου Excel θα πρότεινα αντί για 1Μ και 2Μ να βάλετε 1Μ και 10Μ ή 20Μ. Νομίζω ότι το πρόβλημα έγκειται στον τρόπο που υπολογίζει το Excel την εκθετική συνάρτηση (με το είδος των αριθμών που χρησιμοποιεί στο παρασκήνιο) και με την ίδια τη φύση της συνάρτησης η οποία αρχικά παρουσιάζει τεράστιες μεταβολές ενώ στη συνέχεια πολύ μικρές. (Σε μια δικιά μου προσπάθεια στο Excel, το διάλυμα 1Μ “ολοκληρώθηκε” σε 98 μονάδες χρόνου, και το διάλυμα 10Μ σε 120 μονάδες, συμβατό αποτέλεσμα με την παραπάνω σκέψη).

Αγαπητέ Δημήτρη Τσιλογιάννη, το γεγονός ότι ξεκινώντας με μεγαλύτερη C(HCl) η αντίδραση ολοκληρώνεται αργότερα κατά τόσες μονάδες χρόνου όσες είναι αυτές που απαιτούνται ώστε η [HCl] να φθάσει την αρχική τιμή του διαλύματος μικρότερης C, ισχύει αν θεωρήσει κανείς ότι η αντίδραση ολοκληρώνεται τη χρονική στιγμή που η [HCl] φθάνει σε μια συγκεκριμένη τιμή, όπως έχουν ήδη πει αρκετοί συνάδελφοι και όπως φαίνεται και από τις γραφικές παραστάσεις που ανεβάσαμε. Όμως αν θεωρήσει κανείς ότι η αντίδραση ολοκληρώνεται όταν έχει καταναλωθεί ένα ορισμένο ποσοστό της αρχικής C(HCl), τότε προκύπτουν διαφορετικά αποτελέσματα, ανάλογα και με την τάξη της αντίδρασης, όπως αναλύουμε στη δημοσίευσή μας και αυτό δεν έχει να κάνει αν η μεγαλύτερη C είναι 2 M ή 10 Μ ή κάποιο άλλο νούμερο.
Για κινητική 1ης τάξης για παράδειγμα ισχύει ότι [HCl]/[HCl]αρχ = e-kt και άρα ο λόγος [HCl]/[HCl]αρχ φθάνει στο 0,01, δηλαδή 99 % κατανάλωση της C(HCl), την ίδια χρονική στιγμή είτε C(HCl) = 1 M, είτε C(HCl) = 2 M, είτε C(HCl) = 10 M.
Τα νούμερα που χρησιμοποιήσαμε (συγκεντρώσεις, τάξη αντίδρασης, σταθερά k, θεώρηση χρόνου ολοκλήρωσης) φαίνονται στη δημοσίευσή μας και μπορεί ο καθένας να επαληθεύσει τις γραφικές παραστάσεις. Αν εσείς έχετε βρει κάποια συγκεκριμένη περίπτωση όπου, θεωρώντας ως χρόνο ολοκλήρωσης της αντίδρασης ορισμένο ποσοστό κατανάλωσης της αρχικής C(HCl), ξεκινώντας με μεγαλύτερη C(HCl) η αντίδραση ολοκληρώνεται αργότερα, θα σας παρακαλούσαμε να μας δώσετε την τάξη της αντίδρασης, το ποσοστό ολοκλήρωσης που θεωρήσατε, την σταθερά k και τις αρχικές C, ώστε να το επαληθεύσουμε.

Αγαπητέ Ηλία (ελπίζω να είναι επιτρεπτός ο ενικός). Δεν αμφισβητώ καθόλου την πολύ ωραία παρουσίαση (γι’ αυτό και τη χαρακτήρισα έτσι). Ωστόσο, επειδή αφορμή γι’ αυτή τη δουλειά αποτέλεσε το θέμα των εξετάσεων (άρα ο στόχος μας είναι οι μαθητές), νομίζω ότι πρέπει να είναι σαφές ότι όταν λέμε ολοκλήρωση της αντίδρασης εννοούμε μια συγκεκριμένη τιμή (για μονόδρομη όπως αυτή, μηδενισμός της [HCl]) ή λόγω της κινητικής της, μια ιδιαίτερα μικρή τιμή (κάτι εν πολλοίς άγνωστο στους μαθητές). Δεν νομίζω ότι κάπου διδάσκουμε ότι ως ολοκλήρωση εννοούμε την προσέγγιση κάποιου συγκεκριμένου ποσοστού μετατροπής. Επομένως δεν μπορούμε να θεωρήσουμε το αντίστοιχο θέμα από αυτή τη σκοπιά (εκτός αν η ανάγκη της παρουσίασης δεν είναι για το σχολείο).

Επίσης αυτό που προσπαθώ να καταλάβω είναι ποια η αξία της προσέγγισης με ποσοστό μετατροπής, ιδιαίτερα στην περίπτωση της κινητικής 1ης τάξης όπου από τη σχέση προκύπτει άμεσα ότι το λόγος των συγκεντρώσεων εξαρτάται από τον χρόνο ή αντίστροφα ο χρόνος εξαρτάται μόνο από το λόγο των συγκεντρώσεων (και όχι τις ακριβείς τιμές της συγκέντρωσης – k βέβαια σταθεό). Δεν χρειάζονται πειραματικές μετρήσεις γι’ αυτό. Ποιο ακριβώς είναι το συμπέρασμα; Ότι κάθε χρονική στιγμή το ποσοστό μετατροπής είναι ίδιο. Και λοιπόν; Δεν μπορώ να δω κάτι άλλο γιατί μου μοιάζει με ταυτολογία.

Τέλος θα επαναλάβω για το θέμα των εξετάσεων ότι η πλειοψηφία των προσεγγίσεων θεωρεί ως δεδομένη την περίσσεια του ανθρακικού, κάτι που δεν προκύπτει από την εκφώνηση του θέματος, και έτσι οι χρόνοι ολοκλήρωσης μπορούν να έχουν οποιαδήποτε μορφή και η αντίδραση να είναι οποιασδήποτε τάξης. (Είναι η μοναδική μου ένσταση για το συμπέρασμα που καταλήγετε στο τέλος της παρουσίασής σας και αφορά στο θέμα των εξετάσεων. Αναφέρετε ότι το διάγραμμα είναι σωστό μόνο με κινητική 2ης τάξης και ποσοστό μετατροπής, θεωρώντας ότι είναι σε περίσσεια το ανθρακικό.)

Αυτό που θα ήθελα να σημειώσω όμως από την παρουσίασή σας, και που νομίζω ότι έχει ιδιαίτερη αξία (κοιτώντας τα συμπεράσματα που “πειραματικά” καταλήγετε) είναι ότι μάλλον πρόκειται για αυθαιρεσία η απαίτηση να κάνουμε κινητική μελέτη (να συγκρίνουμε ταχύτητες, συγκεντρώσεις) από τη γραφική παράσταση του όγκου αερίου που προκύπτει σε μια αντίδραση. (Μάλλον τελικά αυτό μπορεί να θεωρηθεί ως αστοχία του θέματος των εξετάσεων).

Καλημέρα Ηλία.

Η αντίδραση:

4KMnO4 + 6H2SO4 → 5O2 + 4MnSO4 + 2K2SO4 + 6H2O

σε ποιες συνθήκες πραγματοποιείται;

Πραγματοποιείται στις ίδιες συνθήκες που πραγματοποιείται και η αντίδραση:

2KMnO4 + H2O2 + 3H2SO4 → 3Ο2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 4H2O

Μου φαίνεται δηλαδή λίγο περίεργο το ΚΜnΟ4 να λειτουργεί και ως αναγωγικό παρουσία Η2Ο2 και μάλιστα να οδηγεί σε συγκεκριμένο ποσοστό παραγωγής Ο2…

Καλησπέρα κι από εμένα. Μήπως Ηλία αν το Ο2 προέρχεται από το Η2SΟ4 λύνεται το πρόβλημά μας;

Όσον αφορά γιατί δεν καταστρέφεται το Η2SO4 από το υπερμαγγανικό, θα έλεγα γιατί είναι αραιό το διάλυμα σε θειικό, αφού συνηθως προσθέτουμε λίγες σταγόνες ή τέλος πάντων μικρή ποσότητα θειικού σε διάλυμα υπερμαγγανικού.

Επίσης το διάλυμα του υερμαγγανικού το οξινίζουμε τη στιγμή που το χρησιμοποιούμε, δεν το αποθηκεύουμε με το θειικό οξύ

Ξανακοιτώντας το, νομίζω ότι ο Διονύσης δείχνει το σωστό δρόμο. Δηλαδή:

Καταρχάς φαίνεται άκυρη η τοποθέτησή μου περί οξείδωσης του Ο του H2SO4.

Για την τελευταία αντίδραση και το γιατί δεν είναι σωστή: Παρουσία Η2Ο2, που οξειδώνεται πιο εύκολα από το Ο του KMnO4, προφανώς θα οξειδωθεί το Η2Ο2. Επομένως δε μπορούμε να θεωρήσουμε ότι λειτουργεί το KMnO4 και ως αναγωγικό. Άρα όντως οι μεταβολές των ΑΟ δεν είναι ίδιες και παραβιάζεται η διατήρηση του ηλεκτρικού φορτίου.

Για το γιατί δεν καταστρέφεται το KMnO4 παρουσία H2SO4: Το διάλυμα είναι πρόσφατα παρασκευασμένο, είναι σχετικά αραιό σε θειιό οξύ, οπότε η αντίδραση ίσως γίνεται αργά και δε δημιουργεί πρόβλημα…

Το ερώτημα βέβαια που δεν έχει ξεκαθαριστεί είναι: Πως από πρόσθεση δύο χημικών  εξισώσεων που είναι σωστές, προκύπτει λανθασμένη χημική εξίσωση…

Αυτό που υποψιάζομαι είναι ότι δεν είναι σωστό να προσθέσουμε τις 2 χημικές εξισώσεις, διότι για το φαινόμενο που αναπαριστά η τελική χημική εξίσωση δεν ισχύει αυτό που ισχύει στην 1η εξίσωση, ότι δηλαδή το KMnO4 λειτουργεί και ως αναγωγικό.

Καλησπέρα Θοδωρή.

"Αυτό που υποψιάζομαι είναι ότι δεν είναι σωστό να προσθέσουμε τις 2 χημικές εξισώσεις,"

Αυτό εννοούσα γράφοντας στην δική μου τοποθέτηση:

"μάλιστα να οδηγεί σε συγκεκριμένο ποσοστό παραγωγής Ο2…"

Η πρόσθεση μπορεί να γίνει αν έχουμε ως δεδομένο το ποσοστό πραγματοποίησης της μιας και της άλλης αντίδρασης…

Τι μέρος για παράδειγμα του ΚΜnO4 λειτουργεί σαν οξειδωτικό; Η συνολική αντίδραση μας λέει ότι αντιδρούν ως οξειδωτικό τα 1,6/2= 80% της ποσότητας του ΚΜnO4. Γιατί να γίνεται αυτό;

Διονύση και Θοδωρή, ευχαριστώ πολύ που μοιραστήκατε τις σκέψεις σας.

Θοδωρή λες: "Παρουσία Η2Ο2, που οξειδώνεται πιο εύκολα από το Ο του KMnO4, προφανώς θα οξειδωθεί το Η2Ο2. "

Σύμφωνοι. Αν όμως θεωρήσουμε ότι το H2O2 είναι σε έλλειμμα, δεν θα μπορούσαμε να υποθέσουμε ότι το KMnO4/H+ που περισσεύει δίνει Ο2 λόγω οξείδωσης του Ο του KMnO4;

Όπως λέει και ο Διονύσης, η αντίδραση αυτή (οξείδωση του Ο του KMnO4) μπορεί να γίνεται μόνο κάτω από κάποιες συνθήκες, π.χ. υψηλή θερμοκρασία, οπότε μπορούμε να προσθέσουμε δυο αντιδράσεις όταν η μια θέλει ειδικές συνθήκες για να γίνει;

Διονύση λες: " Η πρόσθεση μπορεί να γίνει αν έχουμε ως δεδομένο το ποσοστό πραγματοποίησης της μιας και της άλλης αντίδρασης… "

Επομένως με δεδομένο το ποσοστό δεν είναι λάθος η χημική εξίσωση.

Μπορεί άραγε να τεθεί μια τέτοια ερώτηση σε μαθητή; Πιστεύω πως ναι με την προϋπόθεση όμως η εκφώνηση να αναφέρει: Θεωρείστε ότι το KMnO4 έχει μόνο οξειδωτική δράση ή κάτι τέτοιο. Τότε η απάντηση θα ήταν ότι η χημική εξίσωση είναι λανθασμένη αφού συνολική μεταβολή ΑΟ οξειδωτικού διαφορετική από συνολική μεταβολή ΑΟ αναγωγικού.

" Η πρόσθεση μπορεί να γίνει αν έχουμε ως δεδομένο το ποσοστό πραγματοποίησης της μιας και της άλλης αντίδρασης… "   Συμφωνώ Διονύση.

"Μπορεί άραγε να τεθεί μια τέτοια ερώτηση σε μαθητή;" Κατηγορηματικά όχι Ηλία. Μην τρελαινόμαστε!

"Πιστεύω πως ναι με την προϋπόθεση όμως η εκφώνηση να αναφέρει: Θεωρείστε ότι το KMnO4 έχει μόνο οξειδωτική δράση ή κάτι τέτοιο." Πρέπει να ξεκαθαρίζετε οπωσδήποτε αυτό Ηλία. Αν έχει μόνο οξειδωτική η εξίσωση είναι λάθος. Αν όμως θεωρήσουμε ότι έχει και οξειδωτική και αναγωγική δράση το KMnO4, τότε πρέπει να θεωρείτε σωστή η εξίσωση 2KMnO4 + H2O2 + 3H2SO4 → 3Ο2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 4H2O

Όταν λοιπόν λέμε ότι σε μια οξειδοαναγωγική αντίδραση πρέπει να ισχύει η διατήρηση του ηλεκτρικού φορτίου, εννοούμε δύο πράγματα:

1. Το συνολικό φορτίο στα αντιδρώντα να είναι ίσο με αυτό στα προϊόντα.

2. Η συνολική μεταβολή του ΑΟ του αναγωγικού να είναι ίση με τη μεταβολή του ΑΟ του αναγωγικού.

Πρέπει να ικανοποιούνται και οι δύο αυτές συνθήκες.

Καλημέρα Ηλία.

Να σε ευχαριστήσω για το διαγώνισμά σου, που μοιράστηκες μαζί μας.

Να είσαι καλά.

οι λυσεις θα αναρτηθουν καθως θα ηθελα να μαθω αν τα εχω λυσει σωστα

με εκτιμηση

Συγχαρητήρια! 

Εξαιρετική δουλειά!Μια πραγματική προσομοίωση,δίχως υπερβολές!Πολύ όμορφο το θέμα με τα διαγράμματα

Σε ευχαριστώ πολύ Παναγιώτη!

Αυτό που λες προσπάθησα να κάνω και χαίρομαι που το βλέπεις έτσι.

Ηλία Καλημέρα

Με παίδεψες αλλά χαλάλι σου , διότι τα θέματα τα είδα πολύ έξυπνα 

Δεν είμαι σίγουρος για το επίπεδο που κινούνται κανονικά τα θέματα των Πανελληνίων … … εμένα με δυσκόλεψες ( όταν κοίταξα τις απάντήσεις βρήκα και δυο λαθάκια μου ) … ίσως ομως για τους υποψήφιους γιατρούς να μην είναι δύσκολα 

Δες μόνο την απάντηση στο Δ2 νομίζω η απάντηση είναι σε Μ/min και όχι σε Μ/s . 

Δημήτρη, σε ευχαριστώ πολύ που μπήκες στον κόπο να λύσεις το διαγώνισμα και να το σχολιάσεις.

Ίσως κάποια θέματα να είναι λίγο "τσιμπημένα" αλλά νομίζω ότι κινούνται εντός πλαισίου θεμάτων πανελληνίων αν τα δει κάποιος ένα – ένα. Εδώ, μάλλον είναι μεγαλύτερο το πλήθος των "τσιμπημένων" θεμάτων από ό,τι θα είναι στις προσεχείς πανελλήνιες. Νομίζω καλύτερα είναι να τα δει κάποιος εδώ πρώτη φορά και όχι όταν γράφει επίσημα.

Έχεις δίκιο για το Μ/min και σε ευχαριστώ πολύ που το επισήμανες! Θα το διορθώσω.