OΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΗ

. ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΗ

ΑΣΚΗΣΕΙΣ (Α)

1.                  Είναι σωστοί ή λανθασμένοι οι παρακάτω ισχυρισμοί;

Α) Όταν ένα στοιχείο δέχεται ηλεκτρόνια ανάγεται.                                                              

Β) Οξείδωση στοιχείου είναι η αλγεβρική αύξηση του αριθμού οξείδωσης του στοιχείου.                                                                                                                                                  

Γ) Στην αντίδραση 2 Fe + O₂ ® 2 FeO ο σίδηρος είναι το αναγωγικό μέσο.                        

Δ) Όταν μια χημική ένωση περιέχει ένα στοιχείο με το μικρότερο αριθμό οξείδωσης του , τότε αυτή μπορεί να δράσει σαν οξειδωτικό μέσο.                                                                    

Ε) Οξειδωτικό σώμα είναι αυτό που μπορεί να οξειδωθεί.                                                    

2.                  Να χαρακτηρίσετε τα παρακάτω σώματα οξειδωτικά ή αναγωγικά και να γράψετε το κύριο προϊόν αναγωγής  ή οξείδωσης στο οποίο μετατρέπονται.

	ΟΞΕΙΔΩΤΙΚΑ	ΑΝΑΓΩΓΙΚΑ
ΗΝΟ2
Η2S
Cl2
MnO2
ΝΗ3
ΚMnO4
Na2SO3
SO2
Η2Ο2

3.                  Να αποδώσετε με πλήρεις χημικές εξισώσεις τα εξής χημικά φαινόμενα.

Α) Προσβολή ψευδαργύρου από πυκνό θερμό διάλυμα θειικού οξέος.

Β) Αναγωγή τριοξειδίου του σιδήρου από μονοξείδιο του άνθρακα.

Γ) Ανάμειξη διαλυμάτων υδροχλωρικού οξέος και υπερμαγγανικού καλίου.

Δ) Οξείδωση χλωριούχου σιδήρου (ΙΙ) από όξινο με υδροχλωρικό οξύ διάλυμα διχρωμικού καλίου.

Ε) Οξείδωση φωσφόρο από πυκνό και θερμό διάλυμα θειικού οξέος.

4.                  Περίσσεια πυκνού διαλύματος νιτρικού οξέος (ΗΝΟ₃) επιδρά σε σίδηρο (Fe).  Αν από την  αντίδραση παράχθηκαν 6,72 L  NO₂ σε stp  να βρεθεί η μάζα του σιδήρου που αντέδρασε. (Δίνεται: Ar(Fe)=56)

5,6g

5.                  Πόσα g Fe  αντέδρασαν με περίσσεια πυκνού θειικού οξέος (Η₂SO₄), αν είναι γνωστό ότι από την αντίδραση ελευθερώθηκαν 6,72 L  αερίου μετρημένα σε stp; (Δίνεται: Ar(Fe)=56)

11,2 g

6.                  Δείγμα Zn  μάζας 10 g  περιέχει 35% κατά βάρος αδρανείς σε οξέα προσμίξεις. Στο δείγμα επιδρά περίσσεια πυκνού διαλύματος νιτρικού οξέος (ΗΝΟ₃). Να υπολογισθεί ο όγκος του αερίου που θα παραχθεί σε stp.

4,48 L

7.                  Ποιος όγκος αερίου μετρημένος σε stp  θα παραχθεί από την επίδραση 24 mL διαλύματος KΜnO₄ συγκέντρωσης 0,02Μ, οξινισμένου με θειικό οξύ, σε περίσσεια διαλύματος H₂O₂ (υπεροξειδίου του υδρογόνου).

                    (Εξετάσεις 1975)                             26,88 mL

8.                  Σε 100 mL  διαλύματος KΜnO₄ 0,1Μ προστίθεται θειικό οξύ και 7,45 g KCl. Να υπολογισθεί όγκος του αερίου που θα ελευθερωθεί μετρημένος σε stp.

0,56 L

9.                  Πόσα g  διαλύματος HCl περιεκτικότητας 7,3%(w/w) απαιτούνται για να αντιδράσουν πλήρως με 200mL διαλύματος K₂Cr₂O₇ συγκέντρωσης 0,2Μ;

280g

ΑΣΚΗΣΕΙΣ (Β)

Ερωτήσεις

1.                  Δεδομένου ότι το χλώριο απαντά με αριθμούς οξείδωσης –1, +1, +3, +5 και +7, να κατατάξετε τις παρακάτω ενώσεις του σε οξειδωτικές (Ο), αναγωγικές (Α) και επαμφοτερίζουσες ανάλογα με τις συνθήκες (Ε).

ΚClO₃……,  KClO₄……, HCl……,  HClO₂……, NaCl……

2.                  Ποιες από τις παρακάτω χημικές εξισώσεις αναφέρονται σε οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις;

1)      Διάσπαση οξειδίου του υδραργύρου σε υδράργυρο και οξυγόνο.

2)      Διάσπαση ανθρακικού ασβεστίου σε οξείδιο του ασβεστίου και διοξείδιο του άνθρακα.

3)      Cl₂  +  2 KI  ®  I₂  +  2 KCl

4)      H⁺  +  OH^-  ® H₂O

5)      Na  +  H₂O  ®  NaOH  +  ½ H₂.

6)      NaOH  +  HF  ®  NaF   +  H₂O

7)      2 NH₃  ®  N₂  +  3 H₂

3.                  Να βρείτε τον Α.Ο. του άνθρακα στις παρακάτω οργανικές ενώσεις:

CH₄:…..,  CH₃Cl:……,  CHCl₃:…….,  CH₃CH₂CH₃:……

CH₃OH:….., CH₂=CHCH₃:…….

4.                  Nα υπολογίσετε τους Α.Ο. των στοιχείων που σημειώνονται με έντονη γραφή:

CH=O:……,  CO₂:……, SO₄^2-:……,  K₂Cr₂O₇:…..Ca₃(PO₄)₂:……. NaH:……,  HPO₄^2-:…….,  H₂O₂:…………,  H₄P₂O₇:………, ClO₄^-:……

5.                  Σε ποιες από τις ακόλουθες αντιδράσεις το υδρογόνο δρα οξειδωτικά  και γιατί;

Α) H₂  +  Cl₂  ®  2 HCl

B) H₂  +  C₂H₄  ®  C₂H₆

Γ) H₂  +  2 Na  ® 2 NaH                                                                                (Π.Δ.Χημείας 1988)

6.                  Μοριακό ιώδιο αντιδρά με υδατικό διάλυμα θειοθειικού νατρίου σύμφωνα με την εξίσωση:  I₂  +  2 Na₂S₂O₃  ®  2 NaI  +  Na₂S₄O₆ .

Α) Ποιος είναι ο αριθμός οξείδωσης του θείου στο ιόν S₂O₃^2- και ποιος στο ιόν  S₄O₆^2- ;

B) Τι μπορεί να σημαίνει μη ακέραιος αριθμός οξείδωσης;

(Π.Δ.Χημείας 1989)

7.                  Ποιο από τα ακόλουθα δεν μπορεί να δράσει σαν οξειδωτικό;

Α) MnO₄^-,   B) S,  Γ) Ι^-,  Δ) ΝΟ₃^-                                                                    (Π.Δ.Χημείας 1992)

8.                  Σε ποια από τις ακόλουθες αντιδράσεις γίνεται οξείδωση του βαναδίου;

Α) [V(CO)₆]^-1  ®  V  +  6 CO

B) VCl₅  +  6 H₂O  ®  [VO₂(H₂O)₄]+  +  5 HCl

Γ) V₂O₅  +  H₂O  ®  2 HVO₃

Δ) 5 V₂O₅  +  5 OH^-  ®  [HV₁₀O₂₈]^5-  +  3 H₂O

E) V₂O₃  +  6 HCl  ®  2 VCl₃  +  3 H₂O                                                       (Π.Δ.Χημείας  1993)

9.                  Να συμπληρωθούν οι ακόλουθες αντιδράσεις οξειδοαναγωγής:

Α) Fe²⁺  +  Br₂  ó  Fe³⁺  +  Br^-

B) Ag  + NO₃^-  +  H⁺  ó  Ag⁺  +  NO  +  H₂O

Γ)  MnO₄^-  +  SO₂  +  H₂O  ó  Mn²⁺  +  SO₄^2-  +  H⁺ .

Ποια είναι η επίδραση της αύξησης του pH  στις προηγούμενες ισορροπίες;

                                                                                                                        (Π.Δ.Χημείας 1988)

10.              Γράψτε πλήρεις εξισώσεις για τις ακόλουθες αντιδράσεις:

Α) Διάλυμα ιωδιούχου καλίου προστίθεται σε οξινισμένο με θειικό οξύ διάλυμα διχρωμικού καλίου.

Β) Διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου προστίθεται σε διάλυμα χλωριούχου αμμωνίου.

Γ) Στερεό χλωρικό κάλιο θερμαίνεται παρουσία διοξειδίου του μαγγανίου σαν καταλύτη.

Δ) Τριοξείδιο του θείου προστίθεται σε περίσσεια νερού.

Ε) Πυκνό διάλυμα αμμωνίας προστίθεται σε διάλυμα θειικού χαλκού (ΙΙ).

Στ) Διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου οξυνισμένο με θειικό οξύ προστίθεται σε διάλυμα υπεροξειδίου του υδρογόνου.                                                                  (Π.Δ.Χημείας 1990)

11.              Τοποθετείστε τα σώματα H₂S, H₂O₂, H₂O, O₂, S, SO₂, SO₃ στα κατάλληλα διάστικτα , έτσι ώστε να σχηματισθούν δύο πλήρεις οξειδοαναγωγικές εξισώσεις.

…………………..  +  ……………….  ®  ……………  +  ……………….

…………………..  +  ……………….  ®  …………….

Διάφορα στοιχειομετρικά προβλήματα

12.              2000 mL διαλύματος θειικού σιδήρου (ΙΙ) (FeSO₄), απαιτούν για πλήρη οξείδωση 400 mL διαλύματος υπερμαγγανικού καλίου (ΚMnΟ₄) οξινισμένου με θειικό οξύ , συγκέντρωσης 0,5Μ. Να βρεθεί η %(w/v) περιεκτικότητα του διαλύματος FeSO₄. (Δίνεται η σχετική μοριακή μάζα του FeSO₄ ίση με 152).

7,6%

13.              Πόσα mL διαλύματος Η₂Ο₂ περιεκτικότητας 20% (w/v) μπορούν να οξειδωθούν από 500 mL διαλύματος KMnO₄ οξινισμένου με θειικό οξύ, που περιέχει 11,9 g ιόντος MnO₄^- ανά λίτρο διαλύματος;

21,25 mL

14.              V₁ L διαλύματος Η₂Ο₂ 3,4%(w/v) αντιδρούν πλήρως με V₂ L διαλύματος K₂Cr₂O₇ 0,5M, οξινισμένου με θειικό οξύ (H₂SO₄). Να υπολογισθεί η σχέση V₁:V₂.

15:10

15.              Με ποια αναλογία όγκων πρέπει να αναμιχθούν διαλύματα υδρόθειου (H₂S) 0,2Μ   και χλωρίου (Cl₂) 0,05 Μ, για να αντιδράσουν πλήρως μεταξύ τους;

1:4

16.              Ορισμένη ποσότητα διαλύματος Η₂Ο₂ (Α), όταν αντιδρά με περίσσεια όξινου (με ΗCl) διαλύματος KMnO₄ ελευθερώνουν 4,48 L O₂ μετρημένων σε stp. Πόσα g Ν₂ θα παραχθούν από την αντίδραση ίδιας ποσότητας του διαλύματος  (Α) με περίσσεια αμμωνίας (ΝΗ₃);

1,86g

17.              200 mL  διαλύματος Η₂S 0,05Μ αραιώνονται με νερό μέχρις τελικού όγκου 1 λίτρου. Σε 80 mL  από το αραιωμένο διάλυμα προστίθεται διάλυμα ΗCl  και 0,0588 g K₂Cr₂O₇.  Να υπολογισθεί το βάρος του άλατος του χρωμίου που θα παραχθεί.

0,0634 g

18.              Ορισμένη ποσότητα H₂S χωρίζεται σε δύο ίσα μέρη. Το ένα μέρος (Α) αντιδρά πλήρως με 40 mL διαλύματος K₂Cr₂O7 περιεκτικότητας 29,4% (w/w) και πυκνότητας 1,25 g/mL. Στο άλλο (Β) προσθέτουμε 6,5 g FeCl₃. Ζητούνται: α)  αρχική μάζα του H₂S. Β) Το διάλυμα (Β) μετά από την αντίδρασή του με τον FeCl₃  θα εμφανίζει οξειδωτικό ή αναγωγικό χαρακτήρα;

  10,2 g- αναγωγικό

19.              Ορισμένη ποσότητα χαλκού διαλύεται πλήρως σε πυκνό διάλυμα ΗΝΟ₃ και το παραγόμενο ΝΟ₂ διοχετεύεται σε δοχείο όγκου 2 L  σε θερμοκρασία 27 ^οC, οπότε ασκεί πίεση 80/76 atm. Να υπολογισθεί ο όγκος του αέρα , μετρημένος σε stp, που θα απαιτηθεί για την πλήρη οξείδωση της ίδιας ποσότητας του χαλκού προς Cu₂O. Δίνονται: Σύσταση του αέρα σε οξυγόνο 20%(v/v) και R=0,082 L.atm.mol^-1.K^-1 .

1,198 L

Ασκήσεις με άγνωστο το τελικό προϊόν

20.              0,1 mol  μετάλλου Μ διαλύονται  σε περίσσεια  πυκνού νιτρικού οξέος (ΗΝΟ₃), οπότε ελευθερώνονται 6,72 L  αερίου μετρημένα σε stp. Να βρεθεί ο αριθμός οξείδωσης του μετάλλου στο αλάτι που παρήχθη.

       3

21.              Μέταλλο Μ απαντάει με αριθμούς οξείδωσης +α και +3 (α<3). Όταν αντιδρούν 0,2 mol  του Μ με περίσσεια πυκνού διαλύματος νιτρικού οξέος παράγονται 48,4 g νιτρικού άλατος του Μ. Σε ίδια ποσότητα του μετάλλου Μ όταν επιδράσει περίσσεια υδροχλωρικού οξέος παράγονται 25,4 g  χλωριούχου άλατος του Μ. Ζητούνται:

Α) Η σχετική ατομική μάζα του μετάλλου Μ.

Β) Ο αριθμός οξείδωσης α.

                                                                                                                                                56,  2

Διαδοχικές αντιδράσεις

22.              100 mL διαλύματος HCl 40% (w/w) και πυκνότητας 1,2 g/mL προστίθενται σε 400 mL  διαλύματος HCl περιεκτικότητας 10% (w/v) σε HCl. Αν στο μείγμα προστεθεί περίσσεια διαλύματος KΜnO₄ να υπολογισθεί η ποσότητα του H₂S που μπορεί να οξειδωθεί από το αέριο που παράγεται.

25,6g

23.              50 mL  διαλύματος HCl πυκνότητας 1,2g/mL  και περιεκτικότητας 5%(w/w) προστίθενται σε 400 ml  διαλύματος διχρωμικού καλίου (K₂Cr₂O₇) συγκέντρωσης 0,05Μ. Το παραγόμενο αέριο δεσμεύεται ποσοτικά αι αναμειγνύεται με 500 mL αερίου υδρόθειου (H₂S) μετρημένα σε πίεση κανονική (1 atm)  και θερμοκρασία 27 ^oC . Να υπολογισθεί η μάζα του θείου που θα παραχθεί από την δεύτερη αντίδραση.

0,56g

24.              8,4 g μετάλλου Μ που εμφανίζεται με αριθμούς οξείδωσης +2 και +3 διαλύεται πλήρως σε περίσσεια διαλύματος HCl  και το διάλυμα του δισθενούς άλατος που σχηματίζεται απαιτεί για πλήρη αντίδραση , 20 mL διαλύματος K₂Cr₂O₇ περιεκτικότητας 29,4 %(w/w) και πυκνότητας 1,25 g/mL. Να βρεθεί η σχετική ατομική μάζα του μετάλλου Μ.

56

25.              χ γραμμάρια υπεροξειδίου του υδρογόνου όταν αντιδρούν με περίσσεια όξινου με  υδροχλωρικό οξύ διάλυμα K₂Cr₂O₇ ελευθερώνουν 5,6 L  οξυγόνου μετρημένα σε stp.  Ίδια ποσότητα υπεροξειδίου του υδρογόνου όταν αντιδρά με περίσσεια αμμωνίας πόσο όγκο αερίου θα ελευθερώσει μετρημένο σε stp;

5,6/3 L

26.              Σε 0,1 mol  μετάλλου Μ που εμφανίζεται με αριθμούς οξείδωσης +2 και +4, επιδρά περίσσεια διαλύματος υδροχλωρικού οξέος (HCl) και στη συνέχεια διάλυμα υπερμαγγανικού καλίου (KMnO₄), το οποίο μετατρέπει όλη τη ποσότητα του παραχθέντος άλατος του Μ σε νέο αλάτι. Αν η μάζα του νέου άλατος που σχηματίσθηκε ήταν 26,1g, να υπολογισθεί η σχετική ατομική μάζα του μετάλλου Μ.

119

Αντιδράσεις μειγμάτων

27.              Δείγμα μη καθαρού σιδήρου βάρους 2,2 g διαλύεται μέσα σε  διάλυμα HCl  οπότε εκλύεται αέριο Η₂ όγκου 940 mL  σε πίεση 0,987 atm και θερμοκρασία 27 ^οC.

Α) Ποιο είναι το βάρος του ΗCl  που παίρνει μέρος στην αντίδραση;

Β) Ποιο είναι το % ποσοστό των αδιάλυτων  ουσιών στο δείγμα;

                                                                      (Εξετάσεις 1973)                       2,75g,   4,09%

28.              Σε 17,3 g  κράματος (Ag – Zn)  επιδρά περίσσεια υδροχλωρικού οξέος (HCl), οπότε παράγονται 2,24 L  αερίου μετρημένα σε stp. Να υπολογισθούν οι μάζες των συστατικών του κράματος.  (Δίνονται: Ar (Ag)=108, Ar(Zn)=65)

10,8g,  6,5g

29.              Σε 11 g  κράματος Fe-Ag επιδρά περίσσεια διαλύματος υδροχλωρικού οξέος (HCl), οπότε παράγονται 2,24 L  αερίου μετρημένα σε stp. Να προσδιορισθεί η κατά βάρος σύσταση του μείγματος. (Δίνονται: Ar (Ag)=108, Ar(Fe)=56)

5,4g-5,6g

30.              Μείγμα Ag-Zn περιέχει τα συστατικά του με αναλογία μορίων 1:2 αντίστοιχα. Στο μείγμα επιδρά περίσσεια πυκνού διαλύματος νιτρικού οξέος, οπότε ελευθερώνονται 11,2 L  αερίου μετρημένα σε stp. Να βρεθεί η μάζα του μείγματος των δύο μετάλλων. (Δίνονται: Ar (Ag)=108, Ar(Zn)=65)

23,8g

31.              Μείγμα Cu και Zn  συνολικής μάζας 57,9g  κατεργάζεται με περίσσεια αραιού νιτρικού οξέος, οπότε παράγεται αέριο όγκου α. Κατά την αντίδραση 19,5 g Zn  με περίσσεια πυκνού και θερμού διαλύματος θειικού οξέος  παράγεται αέριο όγκου α/2 . Ζητείται η κατά βάρος σύσταση του μείγματος. Όλοι οι όγκοι των αερίων μετρήθηκαν σε ίδιες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας.

25,4g – 32,5 g

32.              Κράμα Cu-Fe  που περιέχει τα συστατικά του με αναλογία mol  1:2 αντίστοιχα, βυθίζεται σε περίσσεια υδροχλωρικού οξέος (ΗCl). Αν συνολικά παράχθηκαν 0,2mol  αερίου να βρεθεί η μάζα του Cu  στο κράμα.

6,35 g

33.              Ισομοριακό μείγμα άνθρακα και θείου έχει μάζα 4,4 g. Στο μείγμα επιδρά περίσσεια πυκνού διαλύματος νιτρικού οξέος. Να υπολογισθεί ο όγκος του διοξειδίου του αζώτου που θα παραχθεί μετρημένος σε stp.

22,4L

Προσδιορισμός χημικών εξισώσεων

34.              Με πλήρη αναγωγή 1,16 γραμμαρίων κάποιου οξειδίου του σιδήρου FexOy από υδρογόνο, παίρνουμε 0,015 mol  από μεταλλικό σίδηρο. Να γραφεί η χημική εξίσωση της αντίδρασης που γίνεται.

(Εξετάσεις 1971)                     Fe₃O₄  +  4 H₂  ®  3 Fe  +  4 H₂O

35.              Σε Ψευδάργυρο επιδρά περίσσεια αραιού διαλύματος ΗΝΟ₃, οπότε παράγονται μεταξύ των άλλων προϊόντων και τα οξείδια Ν₂Ο  και ΝΟ με αναλογία μαζών 11:5 αντίστοιχα. Να γραφεί η χημική εξίσωση που περιγράφει την ανωτέρω αντίδραση.

     

15Zn  +  38 HNO₃  ®  3 N₂O  +  2 NO  +  15 Zn(NO₃)₂  +  19 H₂O

Ασκήσεις επαναληπτικές

1. Υδατικό διάλυμα (Δ₁) οξέος ΗΑ συγκέντρωσης 0,1Μ έχει pH=3 στους θ^οC. Υδατικό διάλυμα (Δ₂) άλατος NaA 0,01M έχει pOH=5 στους θ^οC.

α.      Να βρείτε την τιμή της K_w καθώς και το pH του καθαρού νερού σε αυτές τις συνθήκες.

β.      Να εξηγήσετε αν η θερμοκρασία θ^οC είναι μικρότερη ή μεγαλύτερη των 25^οC.

γ.      Σε 200mL Η₂Ο προστίθενται 0,04g Ca οπότε γίνεται η παρακάτω αντίδραση:

Ca_(s) + 2H₂O_(l)  ⟶  Ca(OH)_2(aq) + H₂↑

Τελικά σχηματίζεται διάλυμα (Δ₃) που έχει όγκο 200mL, ενώ εκλύεται και αέριο.

γ₁.     Να βρείτε το pΗ του διαλύματος (Δ₃) που σχηματίζεται στους θ^οC, καθώς και τον όγκο του αερίου που εκλύεται μετρημένο σε S.T.P. συνθήκες.

γ₂.     Πόσα mL του διαλύματος Δ₁ πρέπει να αναμιχθούν με 50mL του διαλύματος Δ₃ ώστε να προκύψει διάλυμα Δ₄ που έχει pΟΗ=8 στους θ^οC;

Δίνεται ότι: τα αριθμητικά δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις, στους 25 ^οC για το Η₂Ο είναι K_W=10^-14, το Ar του Ca=40.

2. Διαθέτουμε τα παρακάτω διαλύματα σε θερμοκρασία 25^οC

Δ₁: 100ml οξέος ΗΑ C=0,1M

Δ₂:400ml άλατος ΝαΑ C=0,1M

Δ₃:100ml   οξέος ΗΒ C=0,1M

Δ₄:400ml άλατος ΝαΒ  C=0,2M

Για τα παραπάνω διαλύματα έχουμε τις εξής πληροφορίες:

Α) Με ρύθμιση του ΡΗ του διαλύματος Δ₁  χωρίς μεταβολή του όγκου του διαλύματος σε οποιαδήποτε τιμή η συγκέντρωση των ιόντων [Α^-]=0,1Μ

B) Αν αναμίξουμε τα Δ₂ και Δ₄ προκύπτει διάλυμα Δ₅ με PH=9.

Nα βρεθούν:

i)  To PH όλων των παραπάνω διαλυμάτων.

ii)  Αν αναμίξουμε μέρος των διαλυμάτων Δ₃ και Δ₄ προκύπτει μέγιστος όγκος ρυθμιστικού διαλύματος Δ₆ με ΡΗ=5.Ποιος ο μέγιστος όγκος του ρυθμιστικού διαλύματος Δ₆;

iii) To PH που θα προκύψει από την ανάμιξη και των τεσσάρων παραπάνω διαλυμάτων.

Δίνεται  Κw=10^-14  και log2=0,3  log3,5≈0,5

3. Το επόμενο διάγραμμα παριστάνει την καμπύλη ογκομέτρησης 50 mL υδατικού διαλύματος Δ₁ μιας ουσίας (Χ) με πρότυπο υδατικό διάλυμα ΗCl 0,2M ή NaOH 0,2M παρουσία του δείκτη ΗΔ (pK_aΗΔ=9, όξινη μορφή ΗΔ: κόκκινο χρώμα, βασική μορφή Δ^- :κίτρινο χρώμα).

Στο ισοδύναμο σημείο της ογκομέτρησης (σημείο Α) βρέθηκε ότι οι δύο συζυγείς μορφές του δείκτη έχουν ίσες συγκεντρώσεις: [ΗΔ]=[Δ^-].

α) Η ογκομέτρηση αυτή είναι οξυμετρία ή αλκαλιμετρία;

β) Το ογκομετρούμενο διάλυμα περιέχει: i) KOH   ii) HF iii) NH₃   iv) HNO₃

γ) Όταν προσθέσουμε 20 mL από το πρότυπο διάλυμα, ισχύει τότε ο τύπος Henderson-Hasselbalch στο ογκομετρούμενο διάλυμα;

δ) Ποιο είναι το pH και το χρώμα του ογκομετρούμενου διαλύματος στο ισοδύναμο σημείο;

ε) Ο δείκτης βρομοκρεσόλη (3,8-5,5) είναι κατάλληλος για την παραπάνω ογκομέτρηση;

στ) Να βρεθεί η [Η₃Ο⁺] στο αρχικό διάλυμα Δ₁.

ζ) Ποιο ποσοστό της αρχικής ποσότητας της ογκομετρούμενης ουσίας (Χ) έχει εξουδετερωθεί όταν στο ογκομετρούμενο διάλυμα ισχύει: [ΗΔ]=2500[Δ^-];

η) Ποια σχέση συνδέει τις συγκεντρώσεις [ΗΔ] και [Δ^-] αν προσθέσουμε 10 mL από το πρότυπο διάλυμα;

θ) Ποιος είναι ο όγκος του ογκομετρούμενου διαλύματος όταν αυτό έχει pH=5;

ι) Αν η ογκομέτρηση σταματούσε όταν έχουμε προσθέσει 49 mL πρότυπου διαλύματος ποιο είναι το % σφάλμα της ογκομέτρησης;

Για το Η₂Ο: Κ_w=10^-14. Ισχύουν οι γνωστές προσεγγίσεις.

4. Σε 2 L νερό διαλύουμε 2,24 L αέριας αμμωνίας μετρημένα σε S.T.P. και προκύπτει διάλυμα Δ₁ όγκου V₁ = 2 L.

α. Να βρεθεί το pH του διαλύματος Δ₁.

Στο Δ₁ προσθέτουμε στερεό μίγμα Ca, Mg, μάζας m = 0,88 g, και προκύπτει διάλυμα Δ₂ όγκου 2L, το οποίο διαφέρει στο pH από το Δ₁ κατά 1 μονάδα.

β. Να βρείτε την σύσταση του μίγματος Ca, Mg, και τον βαθμό ιοντισμού της ΝΗ₃.

Στο Δ₂ προσθέτουμε διάλυμα HCℓ συγκέντρωσης . Μέχρι να γίνουν όλες οι δυνατές αντιδράσεις καταναλώσαμε από το διάλυμα του HCCℓ όγκο V₂.

Στο διάλυμα Δ₃ (της ανάμιξης του Δ₂ και του διαλύματος του HCℓ) που προκύπτει, να βρεθεί:

γ. Ο όγκος V₂ του διαλύματος του HCℓ και το pH.

Σε κάποιες από τις παραπάνω αντιδράσεις που πραγματοποιήθηκαν είχαμε παραγωγή αερίου

δ. Να βρεθεί ο συνολικός όγκος που ελευθερώθηκε μετρημένος σε S.T.P.

5. Διαθέτουμε τα παρακάτω διαλύματα οξέων στους 25^ο C:

Δ₁:  διάλυμα ασθενούς οξέος ΗΑ συγκέντρωσης C₁=1M με σταθερά Κα=10^-6 και όγκου 1l

Δ₂: διάλυμα ασθενούς οξέος ΗB συγκέντρωσης C₂=1M με σταθερά Κα=10^-8 και όγκου 1l

Δ₃: διάλυμα ισχυρού οξέος ΗΓ συγκέντρωσης C₃=10^-2M  και όγκου 1l

Να βρεθούν :

α) To ΡΗ  του καθενός από τα παραπάνω διαλύματα Δ₁ Δ₂ & Δ₃.

β) O μέγιστος όγκος διαλύματος με τελικό ΡΗ=3,5  που θα μπορούσε  προκύψει  με ανακάτεμα μέρους ή και ολόκληρων :

 i) των διαλυμάτων  Δ₁ & Δ₂ 

 ii) των διαλυμάτων  Δ₁ & Δ₃

 iii) των διαλυμάτων Δ₂ & Δ₃

γ) O μέγιστος όγκος διαλύματος με τελικό ΡΗ=3  που θα προκύψει  με ανακάτεμα  μέρους ή ολόκληρων  των τριών διαλυμάτων Δ₁ Δ₂ & Δ₃.

Δίνεται 10^3/2=2,15

6. Σε πέντε ποτήρια περιέχονται τα παρακάτω υδατικά διαλύματα:

Υ₁: διάλυμα HCl 0,1Μ,

Υ₂: διάλυμα NH₃ 0,05Μ,

Υ₃: διάλυμα NH₄Cl 1Μ,

Υ₄: διάλυμα ΚΟΗ 0,1Μ,

Υ₅: διάλυμα NaCl 0,1Μ.

Επίσης διαθέτουμε τους παρακάτω δείκτες:

¨        ΗΔ ο οποίος είναι οργανικό οξύ με Κa=10^-5. Με την όξινη μορφή του συζυγούς ζεύγους του να έχει χρώμα μπλε και τη συζυγή βασική της να έχει χρώμα κίτρινο.

¨        Β ο οποίος είναι είναι οργανική βάση με Κb=10^-3. Με την όξινη μορφή του συζυγούς ζεύγους του να έχει χρώμα κίτρινο και τη συζυγή βασική της να έχει χρώμα μπλε.

α.   Aν τα ποτήρια που περιέχουν τα διαλύματα Υ₁ έως και Υ₅ δεν περιέχουν ετικέτες, προτείνετε μια μέθοδο χρησιμοποιώντας τους παραπάνω δείκτες ώστε να καταλάβουμε ποιο είναι το περιεχόμενο του κάθε ποτηριού.

β.    Ζυγίζουμε 10 g από ένα δείγμα Na και το τοποθετούμε σε ογκομετρική φιάλη στην οποία έχουμε βάλει κατάλληλη ποσότητα νερού ώστε όταν σταματήσει η έκλυση αερίου το διάλυμα Y₆ που προκύπτει εφόσον αποκτήσει θερμοκρασία 25^ο C, να έχει όγκο 400 mL. Τοποθετούμε ποσότητα του διαλύματος Υ₆ μέσα στην προχοΐδα και με αυτό ογκομετρούμε 20 mL από το διάλυμα Υ₃ οπότε προκύπτει η παρακάτω καμπύλη ογκομέτρησης:

Να βρείτε:

β₁.   Την %w/w καθαρότητα του δείγματος του Na,

β₂.   Το ω δηλαδή, το pH στο ισοδύναμο σημείο (Ι.Σ.) της παραπάνω ογκομέτρησης,

β₃.   Το φ δηλαδή, το pH στο μέσο (Μ) της παραπάνω ογκομέτρησης,

β₄.   Ποιος από τους δείκτες ΗΔ ή Β είναι κατάλληλος για την παραπάνω ογκομέτρηση,

β₅.   Το λόγο των συγκεντρώσεων των δυο συζυγών μορφών του δείκτη που επιλέξατε στο ισοδύναμο σημείο της παραπάνω ογκομέτρησης.

Δίνονται:

Ø  Όλα τα διαλύματα βρίσκονται στους 25^ο C όπου για το νερό είναι K_W=10^-14 και για την ΝΗ₃Κb=2·10^-5.

Ø  Σε όλα τα διαλύματα μπορούν να γίνουν όλες οι γνωστές προσεγγίσεις.

Ø  Για τους δείκτες η χρωματική αλλαγή γίνεται αντιληπτή, μόλις η συγκέντρωση της μιας συζυγούς μορφής του δείκτη γίνει δεκαπλάσια της άλλης.

Ø  Η σχετική ατομική μάζα (Ar) του Na=23 και log2=0,3.

Ø  Θεωρήστε ότι οι προσμίξεις του δείγματος του Na είναι αδρανείς.

7. Το παρακάτω σχήμα μας δείχνει διάφορες αναμίξεις διαλυμάτων που βρίσκονται μέσα σε συγκεκριμένα δοχεία και  έχουν  συγκεκριμένες συγκεντρώσεις. Ολες  οι ποσότητες των διαλυμένων ουσιών των διαλυμάτων είναι  μεταξύ τους σε στοιχειομετρική αναλογία.

Aν είναι γνωστό ότι το διάλυμα που βρίσκεται στο  δοχείο Γ είναι ουδέτερο ενώ το διάλυμα που βρίσκεται στο δοχείο Δ είναι όξινο και το διάλυμα που βρίσκεται στο δοχείο Ε είναι βασικό να βρεθούν:

α) Τι ουσία περιέχει το κάθε δοχείο αν είναι γνωστό ότι μπορεί να είναι βάση ή οξύ;

β) Τι σχέση πρέπει να έχουν οι σταθερές Κα και Κβ για τις ουσίες στα δοχεία Α,Β;

8. Τέσσερα δοχεία  περιέχουν: 

Το δοχείο Α περιέχει 100ml διαλύματος ασθενούς οξέος ΗΑ  συγκέντρωσης 0,1Μ και σταθεράς ιοντισμού Κ_α1=3.10^-5. 

Το δοχείο Β περιέχει 100ml διαλύματος ασθενούς οξέος ΗΒ  συγκέντρωσης 0,1Μ και σταθεράς ιοντισμού Κ_α2=5.10^-5.

Το δοχείο Γ περιέχει 100ml διαλύματος ασθενούς οξέος ΗΓ  συγκέντρωσης 0,1Μ και σταθεράς ιοντισμού Κ_α3=2.10^-5.

Το δοχείο Δ περιέχει 700ml νερού. 

Ανακατώνουμε όλα  τα παραπάνω διαλύματα οπότε  σχηματίζεται ένα νέο διάλυμα  Ε. 

Στην συνέχεια προσθέτουμε στο διάλυμα Ε 0,03mol NaOH και προκύπτει τελικό διάλυμα Ζ.

Να βρεθούν τα ΡΗ των διαλυμάτων Ε και Ζ. 

Η θερμοκρασία των διαλυμάτων  σταθερή  25^οC . Η προσθήκη ΝαΟΗ δεν αλλάζει το όγκο του διαλύματος και  η Κ_W=10^-14

9. Διάλυμα  Δ₁ περιέχει Ca(OH)₂ και έχει συγκέντρωση C₁=0,5Μ. Διάλυμα Δ₂ περιέχει Βα(ΟΗ)₂  με συγκέντρωση C₂=0,5M. Aνακατεύουμε 200ml από κάθε ένα από τα παραπάνω διαλύματα και προκύπτει νέο διάλυμα Δ₃. Στο διάλυμα  Δ₃ προσθέτουμε ποσότητα ασθενούς οξέος ΗΑ (Κ_αΗΑ=10^-6) ώστε να συμβεί πλήρης εξουδετέρωση και να προκύψει νέο διάλυμα Δ₄ ίδιου όγκου με το Δ₃.

Να βρεθούν :

Α)  To PH του Δ₃

 Β)  Το ΡΗ του Δ₄

 Γ)  Η  ποσότητα του ΗΑ που πρέπει να προσθέσουμε στο διάλυμα Δ₄ για να σχηματιστεί διάλυμα Δ₅ που το ΡΗ του Δ₅ να διαφέρει σε σχέση με το ΡΗ του Δ₃ κατά 8 μονάδες.

Δίνεται η Κw=10^-14.

10. 20 ml διαλύματος H₂SO₄ άγνωστης συγκέντρωσης ογκομετρείται με πρότυπο διάλυμα ΝaOH 1 Μ. Η καμπύλη της ογκομέτρησης δίνεται στο παρακάτω σχήμα:

Όταν είχε προστεθεί ο μισός όγκος (V₁)  από τον απαιτούμενο για την πλήρη εξουδετέρωση του οξέος (V_ΙΣ), το pH του διαλύματος βρέθηκε ίσο με 1,4.

Α) Να βρείτε τον όγκο του προτύπου διαλύματος που χρησιμοποιήθηκε στο ισοδύναμο σημείο.

Β) Να βρείτε τη συγκέντρωση του αρχικού διαλύματος H₂SO₄.

Τα διαλύματα είναι υδατικά σε θερμοκρασία 25^oC. Το H₂SO₄ είναι ισχυρό στον πρώτο του ιοντισμό, ενώ η σταθερά του δεύτερου ιοντισμού είναι Κ_a2=10^-2. Δίνονται : Κ_w=10^-14 και log4=0,6.