Ευρωπαϊκή Ολυμπιάδα Φυσικών Επιστημών 2014 Τοπικός...

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΑ ΚΕΝΤΡΑ

ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ

Β' ΑΘΗΝΑΣ

ΕΚΦΕ ΝΕΑΣ ΙΩΝΙΑΣ - ΧΑΛΑΝΔΡΙΟΥ

Ευρωπαϊκή Ολυμπιάδα Φυσικών Επιστημών 2014

Τοπικός διαγωνισμός στη

Χημεία

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ

ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ

ΟΞΕΟΣ ΗΑ

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΘΑΛΠΙΑΣ

ΕΞΟΥΔΕΤΕΡΩΣΗΣ

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΟΞΕΟΣ ΗΑ

1. ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ ΟΞΕΟΣ ΗΑ

Να εξηγήσετε τι ακριβώς θα κάνετε – υπολογισμοί και

διαδικασία – για να παρασκευάσετε

100 mL διαλύματος οξέος ΗΑ 0,8 Μ

από το διάλυμα του οξέος ΗΑ 1 Μ που διατίθεται.

Στη συνέχεια να παρασκευάσετε το διάλυμα αυτό.

Απαιτούμενα όργανα Απαιτούμενα αντιδραστήρια

Ογκομετρικός κύλινδρος 100 mL Διάλυμα οξέος ΗΑ 1 Μ

Ογκομετρική φιάλη 100 mL Απιοντισμένο νερό

Υδροβολέας

Χωνί διήθησης

ΑΠΑΝΤΗΣΗ

nαρχ = nτελ =>

Cαρχ ∙ Vαρχ = Cτελ ∙ Vτελ =>

1M ∙ Vαρχ = 0,8Μ ∙ 100mL =>

Vαρχ = 80 mL

• Παίρνουμε τα 80 mL του διαλύματος HA 1 Μ με

την βοήθεια ογκομετρικού κυλίνδρου.

• Τα μεταφέρουμε προσεκτικά σε ογκομετρική

φιάλη των 100 mL , με την χρήση χωνιού.

• Στη συνέχεια προστίθεται απιονισμένο νερό με

τη βοήθεια του υδροβολέα, μέχρι το διάλυμα να

φθάσει τη χαραγή 100 mL .

• Ανακινούμε την φιάλη με το διάλυμα ΗΑ 0,8 Μ.

2. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΘΑΛΠΙΑΣ ΕΞΟΥΔΕΤΕΡΩΣΗΣ

Απαιτούμενα όργανα Απαιτούμενα αντιδραστήρια

Ογκομετρικός κύλινδρος 100 mL Διάλυμα οξέος ΗΑ 0,8 Μ

Ποτήρι από πολυστυρένιο Διάλυμα βάσης NaOH 1 Μ

2 Ογκομετρικοί κύλινδροι 100 mL

Ποτήρι ζέσεως 250 mL

> Το ποτήρι ζέσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βάση του θερμιδόμετρoυ.

> To θερμιδόμετρo θεωρείται ότι έχει μηδενική θερμοχωρητικότητα.

> Η πυκνότητα των αραιών υδατικών διαλυμάτων είναι ρ=1g/mL

Θεωρούμε ότι όλα τα αρχικά διαλύματα έχουν αποκτήσει την θερμοκρασία

δωματίου.

> Η θερμοχωρητικότητα των διαλυμάτων αυτών c=1cal/g oC.

1. Υπολογίστε τον όγκο του διαλύματος του NaOH 1Μ

το οποίο πρέπει να προσθέσετε σε 50 mL του οξέος

ΗΑ 0,8 Μ για να εξουδετερωθεί πλήρως.

ΑΠΑΝΤΗΣΗ

nοξέος = nβάσης =>

C οξέος ∙ V οξέος = C βάσης ∙ V βάσης =>

0,8M ∙ 50mL = 1Μ ∙ V βάσης =>

V βάσης = 40 mL

ΗΑ + ΝαΟΗ → ΝαΑ + Η2Ο

2. Κάντε την πειραματική διαδικασία η οποία απαιτείται,

υπολογίστε τη θερμότητα η οποία θα εκλυθεί και την

ενθαλπία εξουδετέρωσης του οξέος από την βάση,

στις συνθήκες του πειράματος.

(Συμπληρώστε τα πειραματικά δεδομένα στον πίνακα)

50 40 90 17 23 0,54 6 -13,5

Χωρίς επαφή του

θερμομέτρου στον πάτο του

θερμιδόμετρου.

Ανακίνηση του θερμιδομέτρου

(με το χέρι) κατά την

εξουδετέρωση.

Ταυτόχρονη τοποθέτηση του

καπακιού κατά την ανάμιξη του

οξέος και με τη βάση.

Ερωτήσεις

1. Να γράψετε την θερμοχημική εξίσωση η οποία

λαμβάνει χώρα κατά την παραπάνω διαδικασία.

2. Με την βοήθεια της αρχικής θερμοκρασίας που

μετρήσατε στο πείραμα, υπολογίστε τα mol του

καυστικου νατρίου (NaOH) που απαιτούνται να

εξουδετερωθούν για να μπορέσουν να θερμάνουν 100 g

νερό για το βράσιμο ενός μέτριου αυγού.

Q = m ∙ c ∙ ΔΤ = 100g ∙ 1 cal/g ∙0C ∙(70 0C -17 0C ) =

5300cal = 5,3Kcal

Q = n ∙ ΔΗ => n = Q / ΔΗ = 5,3 / 13,5 = 0,39 mol NaOH

ΗΑ + ΝαΟΗ → ΝαΑ + Η2Ο , ΔΗ = -13,5 Kcal/mol

3. Πού μπορεί να οφείλονται τα τυχόν λάθη στον

πειραματικό υπολογισμό της ενθαλπίας εξουδετέρωσης

με την πειραματική διάταξη που χρησιμοποιήθηκε;

4. Για ποιο λόγο νομίζετε ότι μπορούν να

χρησιμοποιηθούν τα ποτήρια από το συγκεκριμένο

υλικό ως θερμιδόμετρα;

3. ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΟΞΕΟΣ ΗΑ

Απαιτούμενα όργανα Απαιτούμενα αντιδραστήρια

Στήριγμα με 4 δοκιμαστικούς σωλήνες

Διάλυμα άλατος NaCl

Διάλυμα άλατος KBr

Διάλυμα άλατος KI

Διάλυμα άλατος AgNO3

1. Καταγράψτε τα χρώματα των ιζημάτων τα οποία

σχηματίζονται από τις αντιδράσεις των διαλυμάτων

NaCl, KBr και KI με τη προσθήκη 2-3 σταγόνων

διαλύματος άλατος AgNO3.

Προσοχή! Για την καταγραφή των χρωμάτων αρκεί να

προσθέσετε 20 σταγόνες από καθένα διάλυμα των

αλογονούχων αλάτων.

2. Γράψτε τις χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων οι

οποίες λαμβάνουν χώρα.

ΚΑΤΑΒΥΘΙΣΗ

ΛΕΥΚΟΥ ΙΖΗΜΑΤΟΣ ΝαCl+AgNO3→ΝαNO3+ AgCl↓

ΚΑΤΑΒΥΘΙΣΗ

ΥΠΟΚΙΤΡΙΝΟΥ

ΙΖΗΜΑΤΟΣ

ΚΒr+AgNO3→KNO3+ AgBr↓

ΚΑΤΑΒΥΘΙΣΗ

ΚΙΤΡΙΝΟΥ

ΙΖΗΜΑΤΟΣ ΚI+AgNO3→KNO3+ AgI↓

3. Προσδιορίσετε τον χημικό τύπο του αρχικού οξέος ΗΑ

και του άλατος που προέκυψε από την εξουδετέρωση

του.

AgCl↓ AgΒr↓ AgI↓ NaA

ή

ΗΑ

AgΝΟ3

NaCl

ή

ΗCl

4ο ΓΕΛ ΑΜΑΡΟΥΣΙΟΥ

2ο ΓΕΛ ΠΕΥΚΗΣ

9ο ΓΕΛ ΑΜΑΡΟΥΣΙΟΥ

ST CATHERINE'S

4ο ΓΕΛ Ν.ΙΩΝΙΑΣ

Ε.Κ.Φ.Ε ΝΕΑΣ ΙΩΝΙΑΣ

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

1ο ΓΕΛ

ΑΓ. ΠΑΡΑΣΚΕΥΗΣ

ΣΧΟΛΗ ΜΩΡΑΪΤΗ

Α΄ΑΡΣΑΚΕΙΟ ΨΥΧΙΚΟΥ

2ο ΓΕΛ ΧΟΛΑΡΓΟΥ

1ο ΓΕΛ ΧΟΛΑΡΓΟΥ

Ε.Κ.Φ.Ε ΧΑΛΑΝΔΡΙΟΥ

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

ΚΑΛΕΣ

ΓΙΟΡΤΕΣ!!