Παναγιώτης Κουτσομπόγερας

Παναγιώτη καλημέρα. Ωραίο και κατατοπιστκό το φυλλάδιο για τη θερμοχημεία.
Πολύ ωραία η επισήμανση για την εύρεση του περιοριστικού αντιδρώντος, καθώς η τεχνική αυτή δεν περιλαμβάνεται στο σχολικό βιβλίο, και αν δεν κάνω λάθος, η θερμοχημεία είναι το πρώτο κεφάλαιο που οι μαθητές της Γ εμπλέκονται σε στοιχειομετρία.
Μια παρατήρηση για τη σχέση: Q = (ΔΗ x mol αντιδρώντος)/(συντελεστής αντιδρώντος). Η σχέση αυτή μπορεί να είναι συνεπής μόνο όταν το ΔΗ εκφράζεται σε J/mol. Αφού το βιβλίο δίνει το ΔΗ της αντίδρασης σε J τότε στον παρονομαστή είναι η στοιχειομετρική ποσότητα της αντίστοιχης αντίδρασης (όπως ακριβώς το γράφεις στην άσκηση 1). Αλλιώς δεν βγαίνουν σωστά οι μονάδες. Πρέπει δηλ. να αλλάξει η αναφορά στη σύντομη θεωρία.Επίσης, στην ίδια σχέση, η τιμή της ΔΗ νομίζω ότι θα ήταν καλύτερα να μην είναι σε απόλυτο ώστε να φαίνεται με σαφήνεια η έκλυση ή απορρόφηση θερμότητας.
Και μια πρόταση. Να συμπεριλάβεις και ένα παράδειγμα με μίγμα (ίσως με εξώθερμη και ενδόθερμη αντίδραση).

Καλημερα Δημητρη και χρονια πολλα για χθες, σ’ ευχαριστω για τον χρονο και τον σχολιασμο σου

Καλημέρα Παναγιώτη.
Ελκτικός ο διάλογος, με καθαρές τις περιγραφικές εκφράσεις και
πετυχημένες τις παρομοιώσεις στο πολύπλοκο θέμα.
Μ’ άρεσε

Καλημέρα αγαπητέ Παντελή, έχει οντως ενδιαφερον ο διαλογος – και αποτελει αν συμφωνεις διαφορετικη προσεγγιση – ακουγεται και στο αμαξι ευχαριστα (και με πιθανα μικρολαθακια) – να εισαι παντα καλα!

Η καθαρότητα του ακατέργαστου διαμαντιού σε διαμάντι είναι 90% w/w.

σχετικό ΑΙ βίντεο:
https://notebooklm.link.google/tW2PxdAAB42t

α) n(MgCO3) = 0,1 mol, n(MgO) = 0,2 mol

β) Q = 12 kJ

γ) Μέγιστος Α.Ο.(C) = +3, Ελάχιστος Α.Ο.(C) = -3

δ) H2N-CH2-CH2-CH2-COOH + HCl -> Cl- + +H3N-CH2-CH2-CH2-COOH (ή [H3N-CH2-CH2-CH2-COOH]+ Cl-)

ε) H2N-CH2-CH2-CH2-COOH + KOH -> H2N-CH2-CH2-CH2-COOK + H2O

Καλησπέρα, υπάρχουν κάπου οι λύσεις του διαγωνίσματος ; Ευχαριστώ.

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΘΕΜΑ Α (25 Μονάδες)Στις ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής Α1 έως Α5, δίνονται οι σωστές απαντήσεις με τη σχετική αιτιολόγηση.
Ερώτηση Σωστή Επιλογή Σύντομη Αιτιολόγηση / Επεξήγηση Α1 δ) 14 Η υποστιβάδα f διαθέτει 7 τροχιακά (l=3, ml=-3..+3). Κάθε τροχιακό χωράει το πολύ 2 ηλεκτρόνια, άρα 7 x 2 = 14 e⁻. Α2 α) Στον δεσμό σ η ηλεκτρονιακή πυκνότητα είναι συμμετρική γύρω από τον άξονα των πυρήνων επιτρέποντας περιστροφή. Στον δεσμό π η πλευρική επικάλυψη των p τροχιακών καταστρέφεται αν υπάρξει περιστροφή. Α3 γ) Στο ευθύγραμμο μόριο O=C=O, ο άνθρακας σχηματίζει 2 διπλούς δεσμούς (συνολικά 2 σ και 2 π δεσμούς) και είναι sp υβριδοποιημένος. Α4 γ) Π2 = Π1 / 2 Από το νόμο της ωσμωτικής πίεσης Π = C·R·T, με διπλασιασμό του όγκου (V2 = 2V1) η συγκέντρωση υποδιπλασιάζεται (C2 = C1/2), οπότε Π2 = Π1/2. Α5 β) Σε υπερτονικό διάλυμα KNO3, το νερό εξέρχεται από τα φυτικά κύτταρα προς το εξωτερικό διάλυμα λόγω ωσμωτικής τάσης, προκαλώντας πλασμόλυση.
ΘΕΜΑ Β (25 Μονάδες)Β1. Ηλεκτρονιακή Δομή & Ατομική Ακτίνα (7 Μονάδες)α) Ηλεκτρονιακές δομές στη θεμελιώδη κατάσταση και θέση στον Περιοδικό Πίνακα (4 μονάδες):
• ₉F: 1s² 2s² 2p⁵ → 2η περίοδος, 17η (VIIA) ομάδα (p-τομέας, αλογόνο).
• ₁₇Cl: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ → 3η περίοδος, 17η (VIIA) ομάδα (p-τομέας, αλογόνο).
• ₁₉K: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ → 4η περίοδος, 1η (IA) ομάδα (s-τομέας, αλκάλιο).
β) Σύγκριση ατομικής ακτίνας ₁₇Cl και ₁₉K (3 μονάδες):
Το άτομο του χλωρίου (₁₇Cl) έχει τα εξωτερικά του ηλεκτρόνια στην 3η στιβάδα (n = 3), ενώ το άτομο του καλίου (₁₉K) στην 4η στιβάδα (n = 4). Καθώς αυξάνεται ο κύριος κβαντικός αριθμός n της εξωτερικής στιβάδας (αριθμός στιβάδων), η μέση απόσταση των εξωτερικών ηλεκτρoνίων από τον πυρήνα αυξάνεται. Επομένως, το άτομο του καλίου έχει μεγαλύτερη ατομική ακτίνα από το άτομο του χλωρίου: r_K > r_Cl.

Β2. Κβαντικοί Αριθμοί & Δομή Ατόμου (8 Μονάδες)α) Προσανατολισμός ηλεκτρονιακού νέφους (3 μονάδες): Ο μαγνητικός κβαντικός αριθμός (m_l) καθορίζει τον προσανατολισμό του τροχιακού στον χώρο. Για l = 2 (υποστιβάδα d), ο m_l παίρνει 5 ακέραιες τιμές: m_l = -2, -1, 0, +1, +2 (που αντιστοιχούν στα 5 d-τροχιακά).
β) Κανόνας του Hund (2 μονάδες): Κατά την πλήρωση τροχιακών της ίδιας υποστιβάδας (εκφυλισμένα τροχιακά), τα ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν κατά προτίμηση ξεχωριστά τροχιακά με παράλληλους σπιν, έτσι ώστε να μεγιστοποιείται ο συνολικός σπιν του ατόμου.
γ) Ηλεκτρονιακή δομή κατιόντος ₃₀Zn²⁺ (3 μονάδες):
• Ουδέτερο άτομο ₃₀Zn: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s²
• Κατά τον ιοντισμό, αποβάλλονται πρώτα τα 2 ηλεκτρόνια της εξωτερικής υποστιβάδας 4s (n = 4).
• Κατιόν ₃₀Zn²⁺: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ (ή [Ar] 3d¹⁰).
Β3. Διαμοριακές Δυνάμεις & Φυσικές Ιδιότητες (10 Μονάδες)Δίνονται οι ενώσεις: (Ι) CH₃CH₂CH₂OH (1-προπανόλη, Mr = 60), (ΙΙ) CH₃CH₂CHO (προπανάλη, Mr = 58), (ΙΙΙ) CH₃CH₂CH₂CH₃ (βουτάνιο, Mr = 58).
α) Σειρά αυξανόμενου σημείου ζέσεως (3 μονάδες):
CH₃CH₂CH₂CH₃ (βουτάνιο) < CH₃CH₂CHO (προπανάλη) < CH₃CH₂CH₂OH (1-προπανόλη)
β) Αιτιολόγηση (4 μονάδες): Οι τρεις ενώσεις έχουν παραπλήσιες μοριακές μάζες (Mr ≈ 58–60), επομένως οι διαφορές στο σημείο ζέσεως οφείλονται στο είδος και την ισχύ των διαμοριακών δυνάμεων:
1. Βουτάνιο (ΙΙΙ): Μη πολικό μόριο. Αναπτύσσονται μόνο ασθενείς δυνάμεις διασποράς (London), συνεπώς εμφανίζει το χαμηλότερο σημείο ζέσεως.
2. Προπανάλη (ΙΙ): Πολικό μόριο λόγω της καρβονυλικής ομάδας (C=O). Αναπτύσσονται δυνάμεις διπόλου-διπόλου, οι οποίες είναι ισχυρότερες από τις δυνάμεις διασποράς, δίνοντας υψηλότερο Σ.Ζ. από το βουτάνιο.
3. 1-Προπανόλη (Ι): Διαθέτει την πολική υδροξυλομάδα (-OH). Μεταξύ των μορίων της αναπτύσσονται ισχυροί δεσμοί υδρογόνου (καθώς και δυνάμεις διπόλου-διπόλου και διασποράς). Επειδή ο δεσμός υδρογόνου είναι η ισχυρότερη διαμοριακή δύναμη, απαιτείται η μεγαλύτερη ενέργεια για την απομάκρυνση των μορίων, δίνοντας το υψηλότερο Σ.Ζ.
γ) Διαλυτότητα στο νερό (3 μονάδες): Η 1-προπανόλη (Ι) έχει πολύ μεγαλύτερη διαλυτότητα στο νερό σε σχέση με το βουτάνιο (ΙΙΙ). Αυτό συμβαίνει διότι τα μόρια της 1-προπανόλης σχηματίζουν διαμοριακούς δεσμούς υδρογόνου με τα μόρια του νερού μέσω της υδροξυλομάδας (-OH). Αντίθετα, το βουτάνιο είναι μη πολικός υδρογονάνθρακας που δε σχηματίζει δεσμούς υδρογόνου με το νερό και είναι πρακτικά αδιάλυτο σε αυτό.

ΘΕΜΑ Γ (25 Μονάδες)Γ1. Προσδιορισμός Στοιχείου Χ & Δομή (12 Μονάδες)α) Προσδιορισμός ατομικού αριθμού Z (4 μονάδες):
Το κατιόν X³⁺ έχει ηλεκτρονιακή δομή: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ (συνολικά 23 ηλεκτρόνια).
Το ουδέτερο άτομο X έχει 3 ηλεκτρόνια περισσότερα (Z = 23 + 3 = 26).
Εφόσον το στοιχείο ανήκει στην 4η περίοδο, κατά τη θεμελιώδη κατάσταση του ουδέτερου ατόμου τα ηλεκτρόνια συμπληρώνουν την υποστιβάδα 4s και εν μέρει την 3d.
Άρα ο ατομικός αριθμός του στοιχείου X είναι Z = 26 (Σίδηρος, Fe).
β) Ηλεκτρονιακή δομή & μονήρη ηλεκτρόνια (4 μονάδες):
• Ηλεκτρονιακή δομή ουδέτερου ατόμου X (Z = 26): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s²
• Οι υποστιβάδες 1s, 2s, 2p, 3s, 3p και 4s είναι πλήρως συμπληρωμένες (0 μονήρη e⁻).
• Στην υποστιβάδα 3d (5 τροχιακά), σύμφωνα με τον κανόνα του Hund, τοποθετείται από 1 e⁻ σε κάθε τροχιακό (5 μονήρη) και το 6ο ηλεκτρόνιο ζευγαρώνει σε 1 τροχιακό.
• Επομένως, το ουδέτερο άτομο X διαθέτει συνολικά 4 μονήρη ηλεκτρόνια.
γ) Θέση στον Περιοδικό Πίνακα & Τομέας (4 μονάδες):
• Περίοδος: 4η περίοδος (μεγαλύτερος κύριος κβαντικός αριθμός n = 4).
• Ομάδα: 8η ομάδα / VIIIB (αριθμός e⁻ = 6 + 2 = 8).
• Τομέας: d-τομέας (το τελευταίο ηλεκτρόνιο προστίθεται στην υποστιβάδα 3d).
Γ2. Υπολογισμοί Ωσμωτικής Πίεσης & Αραίωση (13 Μονάδες)Δεδομένα: Διάλυμα Δ1 ουρίας (NH₂CONH₂, Mr = 60), V1 = 200 mL = 0,2 L, θ = 27 °C → T = 300 K, Π1 = 4,92 atm, R = 0,082 L·atm/(mol·K).
α) Υπολογισμός συγκέντρωσης C1 και μάζας m (6 μονάδες):
1. Από τον νόμο της ωσμωτικής πίεσης: Π1 = C1 · R · T
  4,92 = C1 · 0,082 · 300 ⇒ 4,92 = C1 · 24,6 ⇒ C1 = 0,2 M
2. Υπολογισμός moles ουρίας: n1 = C1 · V1 = 0,2 M · 0,2 L = 0,04 mol ουρίας.
3. Υπολογισμός μάζας: m = n1 · Mr = 0,04 mol · 60 g/mol = 2,4 g ουρίας.
β) Αραίωση με προσθήκη 300 mL νερού (7 μονάδες):
• Νέος όγκος διαλύματος Δ2: V2 = V1 + V_νερού = 200 mL + 300 mL = 500 mL = 0,5 L.
• Η ποσότητα της ουρίας παραμένει σταθερή: n1 = 0,04 mol.
• Νέα συγκέντρωση C2: C2 = n1 / V2 = 0,04 mol / 0,5 L = 0,08 M.
• Νέα ωσμωτική πίεση Π2 στους 27 °C:
  Π2 = C2 · R · T = 0,08 · 0,082 · 300 = 0,08 · 24,6 = 1,968 atm.
ΘΕΜΑ Δ (25 Μονάδες)Δεδομένα Διάλυμα ΔA: 36 g γλυκόζης (C₆H₁₂O₆, Mr = 180), VA = 400 mL = 0,4 L, θ = 27 °C (T = 300 K).
Δεδομένα Διάλυμα ΔB: Σακχαρόζη (Mr = 342), CB = 0,2 M, VB = 600 mL = 0,6 L, θ = 27 °C.
Δ1. Υπολογισμός Ωσμωτικής Πίεσης ΠA (6 Μονάδες)• Moles γλυκόζης στο ΔA: nA = m / Mr = 36 g / 180 g/mol = 0,2 mol.
• Συγκέντρωση CA: CA = nA / VA = 0,2 mol / 0,4 L = 0,5 M.
• Ωσμωτική πίεση ΠA στους 27 °C:
 ΠA = CA · R · T = 0,5 M · 0,082 · 300 K = 0,5 · 24,6 = 12,3 atm.
Δ2. Σύγκριση Τονικότητας ΔA και ΔB (6 Μονάδες)• Ωσμωτική πίεση διαλύματος ΔB: ΠB = CB · R · T = 0,2 M · 24,6 = 4,92 atm.
• Επειδή CA = 0,5 M > CB = 0,2 M (και συνεπώς ΠA = 12,3 atm > ΠB = 4,92 atm), το διάλυμα ΔA είναι υπερτονικό σε σχέση με το διάλυμα ΔB στους 27 °C.
Δ3. Ανάμειξη Ολόκληρων των Διαλυμάτων ΔA και ΔB (6 Μονάδες)• Moles σακχαρόζης στο ΔB: nB = CB · VB = 0,2 M · 0,6 L = 0,12 mol.
• Συνολικός όγκος τελικού διαλύματος Δ3: V3 = VA + VB = 0,4 L + 0,6 L = 1,0 L.
• Συνολικά moles διαλυμένων ουσιών: n_ολ = nA + nB = 0,2 mol + 0,12 mol = 0,32 mol.
• Συγκέντρωση C3: C3 = n_ολ / V3 = 0,32 mol / 1,0 L = 0,32 M.
• Ωσμωτική πίεση Π3 του διαλύματος Δ3 στους 27 °C:
 Π3 = C3 · R · T = 0,32 M · 24,6 = 7,872 atm.
Δ4. Αναλογία Όγκων V’A / V’B για Π4 = 8,2 atm (7 Μονάδες)• Από την επιθυμητή ωσμωτική πίεση Π4 = 8,2 atm, υπολογίζουμε τη συγκέντρωση C4 του διαλύματος Δ4:
 Π4 = C4 · R · T ⇒ 8,2 = C4 · 24,6 ⇒ C4 = 8,2 / 24,6 = (1/3) M.

• Κατά την ανάμειξη όγκων V’A και V’B από τα διαλύματα ΔA (CA = 0,5 M) και ΔB (CB = 0,2 M):
 C4 = (CA · V’A + CB · V’B) / (V’A + V’B)
 (1/3) = (0,5 · V’A + 0,2 · V’B) / (V’A + V’B)
 V’A + V’B = 3 · (0,5 · V’A + 0,2 · V’B)
 V’A + V’B = 1,5 · V’A + 0,6 · V’B
 0,4 · V’B = 0,5 · V’A ⇒ V’A / V’B = 0,4 / 0,5 = 4 / 5 = 0,8.

Επομένως, η απαιτούμενη αναλογία όγκων ανάμειξης είναι V’A / V’B = 4 / 5 (ή 0,8).

Καλησπέρα αγαπητέ Δημήτρη , ευχαριστώ για τον χρόνο σου και καλή αρχή ! Πολύ καλή ή λύση , αν συμφωνείς όμως αφού ζητά μέγιστο όγκο μάλλον πηγαίνει σε CO2 τελικά άρα μεγαλύτερη ποσότητα υπερμαγγανικο

Ανεβάζω και πάλι την πρώτη λύση (για να μην φαίνεται περίεργο το σχόλιό σου) και τη σωστή.

https://i.ibb.co/FqfMJVHP/1790667185-6837.jpg

Και η σωστή.

https://i.ibb.co/Qvv92vpb/1-1790667201-6418.jpg