by Καλησπέρα σε όλες και όλους. Στις πρόσφατες επαναληπτικές Πανελλαδικές εξετάσεις Χημείας εμφανίστηκε θέμα με βασικό οξείδιο. Εδώ έχουμε μια αντίστοιχη άσκηση με όξινα & βασικά οξείδια. Καλή δύναμη!
Όξινα & βασικά οξείδια
- Διαθέτουμε μείγμα Α, αποτελούμενο από I2O5 και Cl2O7. Τα οξείδια αυτά δεν αντιδρούν μεταξύ τους στις συνθήκες του πειράματος.
- Για την πλήρη αποσύνθεση του μείγματος Α στα στοιχεία των ουσιών από τα οποία αποτελείται, απορροφούνται συνολικά 7 kJ θερμότητας.
- Το μείγμα Α διαλύεται πλήρως στο νερό οπότε σχηματίζεται το διάλυμα Υ1.
- Διαθέτουμε επίσης μείγμα Β, αποτελούμενο από CaO και K2O συνολικά 0,3 mol και από τις 2 αυτές ουσίες.
- Το μείγμα Β διαλύεται πλήρως στο νερό οπότε σχηματίζεται το διάλυμα Υ2.
- Οι ουσίες των διαλυμάτων Υ1 και Υ2 αντιδρούν πλήρως μεταξύ τους.
- Πόσα mol I2O5 και πόσα mol Cl2O7 περιέχονται στο μείγμα Α;
- Πόσα g O2 παράγονται κατά την αποσύνθεση των ουσιών του μείγματος Α;
- Ποια είναι η μέγιστη και ποια η ελάχιστη μάζα του μείγματος Β;
- Αν το διάλυμα Υ2 έχει όγκο 60 L, ποια είναι η τιμή του pH του; Kw=10-14.
Θεωρήστε τις χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων που λαμβάνουν χώρα:
- I2O5 + H2O ⇒ 2HIO3
- Cl2O7 + H2O ⇒ 2HClO4
- CaO + H2O ⇒ Ca(OH)2
- K2O + H2O ⇒ 2KOH
Δίνονται:
Ar: Cl=35,5, I=127, O=16, K=39, Ca=40
ΔΗf(I2O5)= – 170 kJ/mol
ΔΗf(Cl2O7)= 270 kJ/mol
Καλή επιτυχία!
https://g.co/gemini/share/c3271989e2b1 οι απαντήσεις από το Gemini
οι απαντήσεις από το Gemini – Απάντηση:
Υπολογισμός των mol των οξειδίων στο μείγμα Α
Για να βρούμε τα mol του I2O5 και του Cl2O7 στο μείγμα Α, χρησιμοποιούμε τις ενθαλπίες σχηματισμού τους (ΔHf) και τη συνολική απορροφούμενη θερμότητα για την πλήρη αποσύνθεσή τους. Η αντίδραση αποσύνθεσης είναι η αντίστροφη της αντίδρασης σχηματισμού, επομένως η ενθαλπία αποσύνθεσης (ΔHdec) έχει αντίθετο πρόσημο από την ενθαλπία σχηματισμού.
I2(s)+5/2O2(g)→I2O5(s), ΔHf(I2O5)=−170 kJ/molCl2(g)+7/2O2(g)→Cl2O7(l), ΔHf(Cl2O7)=+270 kJ/molΗ αποσύνθεση των οξειδίων μπορεί να περιγραφεί με τις εξισώσεις:
I2O5(s)→I2(s)+5/2O2(g), ΔHdec(I2O5)=+170 kJ/molCl2O7(l)→Cl2(g)+7/2O2(g), ΔHdec(Cl2O7)=−270 kJ/molΑν x είναι τα mol του I2O5 και y είναι τα mol του Cl2O7, η συνολική ενθαλπία αποσύνθεσης είναι:
ΔHtotal=x⋅ΔHdec(I2O5)+y⋅ΔHdec(Cl2O7)
7=x⋅170+y⋅(−270) (1)
Επιπλέον, γνωρίζουμε ότι οι ουσίες των διαλυμάτων Υ1 και Υ2 αντιδρούν πλήρως μεταξύ τους. Τα διαλύματα Υ1 και Υ2 περιέχουν:
Διάλυμα Υ1: HIO3 (ισχυρό οξύ) και HClO4 (υπερχλωρικό οξύ, πολύ ισχυρό οξύ). Συνολικά, 2x mol HIO3 και 2y mol HClO4.Διάλυμα Υ2: Ca(OH)2 (ισχυρή βάση) και KOH (ισχυρή βάση).Αν τα mol του CaO είναι z και του K2O είναι w, τότε τα συνολικά mol είναι z+w=0,3 mol.
Τα διαλύματα περιέχουν z mol Ca(OH)2 και 2w mol KOH.
Η πλήρης εξουδετέρωση σημαίνει ότι τα συνολικά mol H+ είναι ίσα με τα συνολικά mol OH−.
nH+=nHIO3+nHClO4=2x+2ynOH−=2⋅nCa(OH)2+nKOH=2z+2w=2(z+w)=2(0,3)=0,6 molΕπομένως:
2x+2y=0,6
x+y=0,3 (2)
Λύνοντας το σύστημα των εξισώσεων (1) και (2):
Από (2) έχουμε y=0,3−x. Αντικαθιστώντας στην (1):
7=170x−270(0,3−x)
7=170x−81+270x
88=440x
x=44088=0,2 mol I2O5
y=0,3−x=0,3−0,2=0,1 mol Cl2O7
Παραγόμενη μάζα O2
Για την πλήρη αποσύνθεση των ουσιών του μείγματος Α, παράγεται οξυγόνο.
Οι χημικές εξισώσεις είναι:
I2O5→I2+5/2O2
Cl2O7→Cl2+7/2O2
Από 0,2 mol I2O5 παράγονται 0,2⋅2,5=0,5 mol O2.
Από 0,1 mol Cl2O7 παράγονται 0,1⋅3,5=0,35 mol O2.
Συνολικά mol O2 = 0,5+0,35=0,85 mol.
Η μοριακή μάζα του O2 είναι MO2=2⋅16=32 g/mol.
Η μάζα του O2 είναι mO2=nO2⋅MO2=0,85⋅32=27,2 g.
Μέγιστη και ελάχιστη μάζα του μείγματος Β
Το μείγμα Β αποτελείται από CaO και K2O. Συνολικά mol = 0,3.
Αν z είναι τα mol του CaO και w τα mol του K2O, τότε z+w=0,3 και η μάζα του μείγματος Β είναι:
mB=z⋅MCaO+w⋅MK2O
MCaO=40+16=56 g/mol
MK2O=2⋅39+16=94 g/mol
mB=56z+94w
Αντικαθιστώντας w=0,3−z:
mB(z)=56z+94(0,3−z)=56z+28,2−94z=28,2−38z
Η μάζα mB(z) είναι μια γραμμική συνάρτηση του z. Για να βρούμε τη μέγιστη και την ελάχιστη μάζα, πρέπει να εξετάσουμε τις ακραίες τιμές του z.
Επειδή z και w είναι mol ουσιών, πρέπει z≥0 και w≥0.
Από z+w=0,3, έχουμε 0≤z≤0,3.
Μέγιστη μάζα: Η συνάρτηση mB(z)=28,2−38z είναι φθίνουσα. Η μέγιστη τιμή της εμφανίζεται στην ελάχιστη τιμή του z, δηλαδή όταν z=0 (μόνο K2O).mB,max=28,2−38⋅0=28,2 g.
Ελάχιστη μάζα: Η ελάχιστη τιμή της συνάρτησης εμφανίζεται στη μέγιστη τιμή του z, δηλαδή όταν z=0,3 (μόνο CaO).mB,min=28,2−38⋅0,3=28,2−11,4=16,8 g.
Τιμή του pH του διαλύματος Υ2
Το διάλυμα Υ2 περιέχει τις βάσεις Ca(OH)2 και KOH. Η συνολική συγκέντρωση των ιόντων OH− καθορίζει το pH.
nOH−=0,6 mol.
Ο όγκος του διαλύματος Υ2 είναι VY2=60 L.
Η συγκέντρωση των ιόντων OH− είναι:
[OH−]=VY2nOH−=600,6=0,01 M ή 10−2 M.
Χρησιμοποιώντας τη σχέση pOH=−log[OH−]:
pOH=−log(10−2)=2.
Επειδή pH+pOH=14 σε 25°C (Kw=10−14):
pH=14−pOH=14−2=12.
Καλησπέρα Παναγιώτη. Ωραία σκέψη. Οι χημικές εξισώσεις αποσύνθεσης στη Λύση είναι σωστές;
Καλημερα Θοδωρη, ευχαριστω για τον χρονο σου, με μια πρωτη ματια μου φαινονται αλγεβρικά σωστες (τσεκαρε καλυτερα απο το link του Gemini, φαινονται καλυτερα)
Καλημέρα Παναγιώτη, καλημέρα Θοδωρή.
Γιατί το copy-paste μετατρέπει το 5/2 σε 25 και το 7/2 σε 27;
Ρώτησε την ΤΝ Παναγιώτη! Όχι μόνο να δίνει τη λύση 🙂
Νομίζω ότι τώρα Θοδωρή είναι εντάξει…
Καλημερα Διονυση εξισορροπητή – σ’ ευχαριστω, οντως το copy paste εχει θεμα, αλλα το αρχικο κειμενο ειναι ΟΚ νομιζω, καλό ΣΚ !