web analytics
Χημεια Γ

Ώσμωση και οξειδοαναγωγή

Παναγιώτης Κουτσομπόγεραςby Παναγιώτης Κουτσομπόγερας

Διαθέτουμε δύο υδατικά διαλύματα, το Διάλυμα Α και το Διάλυμα Β, όγκου 200 mL το καθένα.

  • Το Διάλυμα Α περιέχει την ουσία Υ, με περιεκτικότητα 1,38% w/v.
  • Το Διάλυμα Β περιέχει την ουσία Χ, με περιεκτικότητα 2,7% w/v.

 

Γνωρίζουμε ότι οι ουσίες Χ και Υ μπορεί να είναι η αιθανόλη (CH₃CH₂OH) και η 2-προπανόλη (CH₃CH(OH)CH₃), χωρίς όμως να γνωρίζουμε ποια ουσία αντιστοιχεί σε κάθε διάλυμα.

Για την πλήρη οξείδωση των συστατικών ενός από τα δύο διαλύματα απαιτήθηκαν ακριβώς 300 mL διαλύματος διχρωμικού καλίου (K₂Cr₂O₇) συγκέντρωσης 0,1 M, παρουσία της κατάλληλης ποσότητας θειικού οξέος (H₂SO₄).

Τα δύο διαλύματα βρίσκονται σε ένα ενιαίο δοχείο και χωρίζονται με κινητή ημιπερατή μεμβράνη, αμελητέου πάχους και όγκου. Η μεμβράνη επιτρέπει τη διέλευση των μορίων του νερού, αλλά όχι των διαλυμένων ουσιών.

Αρχικά, η μεμβράνη βρίσκεται στο μέσο του δοχείου, το οποίο έχει συνολικό μήκος 15  cm.

Ζητούνται:

  1. Να προσδιορίσετε ποια ουσία είναι η Χ και ποια η Υ.
  2. Να υπολογίσετε τη συγκέντρωση (M) της κάθε ουσίας στα αντίστοιχα διαλύματα.
  3. Να προσδιορίσετε προς ποια πλευρά θα κινηθεί η ημιπερατή μεμβράνη και να υπολογίσετε τη τελική θέση της, θεωρώντας ότι η θερμοκρασία παραμένει σταθερή.

 

Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες: C = 12, H = 1, O = 16.

 

 

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
1 Σχόλιο
Παναγιώτης Κουτσομπόγερας
Συγγραφέας
Παναγιώτης Κουτσομπόγερας
27/09/2026 10:26 ΠΜ

1. Προσδιορισμός ουσιών X και Y

  • Μοριακές μάζες (Mr):
  • Αιθανόλη (C₂H₆O): Mr = 212 + 61 + 16 = 46 g/mol
  • 2-προπανόλη (C₃H₈O): Mr = 312 + 81 + 16 = 60 g/mol
  • Moles K₂Cr₂O₇:
  • n(K₂Cr₂O₇) = C * V = 0,1 M * 0,3 L = 0,03 mol
  • Στοιχειομετρία οξείδωσης:
  • 1 mol αιθανόλης απαιτεί 2/3 mol K₂Cr₂O₇. Άρα για 0,03 mol K₂Cr₂O₇ απαιτούνται: 1,5 * 0,03 = 0,045 mol αιθανόλης.
  • 1 mol 2-προπανόλης απαιτεί 1/3 mol K₂Cr₂O₇. Άρα για 0,03 mol K₂Cr₂O₇ απαιτούνται: 3 * 0,03 = 0,09 mol 2-προπανόλης.
  • Υπολογισμός moles στα διαλύματα (όγκος V = 200 mL = 0,2 L):
  • Διάλυμα 1 (1,38% w/v): m₁ = 1,38 g * 2 = 2,76 g
  • Αν Y = αιθανόλη: n₁ = 2,76 / 46 = 0,06 mol
  • Αν Y = 2-προπανόλη: n₁ = 2,76 / 60 = 0,046 mol
  • Διάλυμα 2 (2,7% w/v): m₂ = 2,7 g * 2 = 5,4 g
  • Αν X = αιθανόλη: n₂ = 5,4 / 46 = 0,117 mol
  • Αν X = 2-προπανόλη: n₂ = 5,4 / 60 = 0,09 mol
  • Σύμπερασμα:
  • Η ποσότητα 0,03 mol K₂Cr₂O₇ οξειδώνει ακριβώς 0,09 mol 2-προπανόλης, που αντιστοιχεί στο Διάλυμα 2.
  • Ουσία X: 2-προπανόλη [CH₃CH(OH)CH₃]
  • Ουσία Y: Αιθανόλη [CH₃CH₂OH]

2. Συγκεντρώσεις (M) των διαλυμάτων

  • Διάλυμα 1 (Αιθανόλη):
  • n₁ = 0,06 mol
  • C₁ = 0,06 mol / 0,2 L = 0,3 M
  • Διάλυμα 2 (2-προπανόλη):
  • n₂ = 0,09 mol
  • C₂ = 0,09 mol / 0,2 L = 0,45 M

3. Κίνηση και τελική θέση ημιπερατής μεμβράνης

  • Κατεύθυνση κίνησης:
  • Το Διάλυμα 1 έχει μικρότερη συγκέντρωση (0,3 M) από το Διάλυμα 2 (0,45 M). Λόγω ώσμωσης, το νερό ρέει από το αραιότερο προς το πυκνότερο διάλυμα. Επομένως, η μεμβράνη μετακινείται προς την πλευρά του Διαλύματος 1.
  • Τελική θέση ισορροπίας:
  • Στην ισορροπία οι συγκεντρώσεις εξισώνονται (C₁’ = C₂’), οπότε η αναλογία των τελικών όγκων ισούται με την αναλογία των moles:
  • V₁’ / V₂’ = n₁ / n₂ = 0,06 / 0,09 = 2 / 3
  • Επειδή η διατομή του δοχείου είναι σταθερή, η αναλογία των τελικών μηκών L₁’ και L₂’ είναι επίσης 2 / 3.
  • Με συνολικό μήκος L₁’ + L₂’ = 15 cm:
  • L₁’ = (2 / 5) * 15 cm = 6 cm (από το άκρο του Διαλύματος 1)
  • L₂’ = (3 / 5) * 15 cm = 9 cm (από το άκρο του Διαλύματος 2)
  • Η μεμβράνη θα μετατοπιστεί κατά 1,5 cm προς το Διάλυμα 1 (από τα αρχικά 7,5 cm στα 6 cm από το αριστερό άκρο).
wpdiscuz   wpDiscuz