You are currently browsing the monthly archive for Ιανουαρίου 2012.

Βιβλίο – Βοήθημα Χημείας Γ Λυκείου Θετ. Κατ.


Βιβλίο – Βοήθημα Χημείας Γ Λυκείου Θετ. Κατ.

Το βιβλίο-βοήθημα «Γενική Χημεία για την Γ΄ Λυκείου» περιλαμβάνει την θεωρία (αναλυτικά αλλά και συνοπτικά στο τέλος κάθε ενότητας) καθώς και πληθώρα μεθοδολογικά λυμένων θεμάτων – ασκήσεων ώστε να βοηθήσει τον υποψήφιο για την τριτοβάθμια εκπαίδευση.

Περισσότερες πληροφορίες:

Προσπάθεια στο βιβλίο αυτό έγινε ώστε: Να παρουσιασθεί όσο το δυνατόν με απλούστερο τρόπο και ποιο αναλυτικά η θεωρία της χημείας της Γ’ λυκείου. Στόχος είναι να μπορούν να προσεγγίσουν νοηματικά την ύλη με μεγαλύτερη ευκολία οι αναγνώστες. Να δοθεί μεγάλος αριθμός λυμένων ασκήσεων (περιέχονται περισσότερες απο 400 λυμένες ασκήσεις) καθώς βοηθούν στην εμπέδωση της ύλης

Να παρέχονται στρατηγικές επίλυσης των ασκήσεων (μεθοδολογία ασκήσεων) Να δοθούν αρκετά παραδείγματα (ιδιαίτερα από την καθημερινή ζωή) καθώς η σύνδεση της χημείας με την καθημερινή ζωή την καθιστά ποιο κατανοητή και ελκυστική για τους μαθητές-σπουδαστές Να παρουσιασθεί ή ύλη στην αρχή κάθε ενότητας με σύντομο και παραστατικό τρόπο σε μορφή διαγραμμάτων ροής. Στόχος είναι να μπορεί ο αναγνώστης να συνδυάσει στοιχεία που περιέχει το κείμενο που ακολουθεί με όσα ο ίδιος γνωρίζει για το θέμα που διαβάζει Να παρέχονται αρκετές εικόνες ή σχήματα/σχέδια (περιέχονται περισσότερα από 80 έγχρωμα σχήματα/εικόνες έτσι ώστε να διευκολύνεται η κατανόηση, η σύνδεση και η αναπαράσταση των εννοιών που υπάρχουν στο κείμενο)

ατομο, πυρήνας, πρωτόνια, ηλεκτρόνια,ατομικός αριθμός, ατομικό πρότυπο Bohr, φάσμα, γραμμικό φάσμα, συνεχές φάσμα, De Broglie, αρχή της αβεβαιότητας, Heisenberg, κβαντομηχανικό πρότυπο, κβαντικός αριθμός, αρχές δόμησης πολυηλεκτρονικών ατόμων, ηλεκτρονιακή δομή, Pauli, απαγορευτική αρχή του Pauli, διάγραμμα Aufbau, τροχιακό διάγραμμα, Hund,κανόνας του Hund, μεθοδολογία γραφής της ηλεκτρονιακής δομής των ατόμων, λυμένες ασκήσεις στην ηλεκτρονιακή δομή των ατόμων, πυρηνικό φορτίο, δραστικό πυρηνικό φορτίο, ενεργειακές στάθμες τροχιακών, περιοδικός πίνακας, ενέργεια ιοντισμού, μεθοδολογία για την σύγκριση και ταξινόμηση στοιχειων ως προς την ατομική ακτίνα, περιοδικός πίνακας και ενέργεια ιοντισμού



Για να δείς λεπτομερή περιγραφή του βιβλίου πάτησε εδώ

Απάντηση στις ερωτήσεις β και γ της άσκησης προηγούμενου άρθρου δίνονται παρακάτω.

Η άσκηση στο άρθρο αυτό προέρχεται από την ενότητα 2.1.3 του βιβλίου  «Γενική Χημεία Γ΄ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης» – Κ. Καλαματιανός.   Λεπτομερής παρουσίαση του βιβλίου, αποσπάσματά του και τρόποι αγοράς δίνονται στον ιστότοπο:

  Το βιβλίο διατίθετα στον παραπάνω ιστότοπο σε ειδική προνομιακή τιμή.

  

Το βιβλίο διατίθεται επίσης στα παρακάτω βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων):  Ιανός (Σταδίου 24, Αθήνα  –  Αριστοτέλους 7, Θεσ/νίκη), Κορφιάτης  (Ιπποκράτους 6, Αθήνα) , Γρηγόρη (Σόλωνος 71, Αθήνα),  ΕλευθερουδάκηςΠατάκης,  Σαββάλας-Βιβλιορυθμός (Ζωοδ. Πηγής 18 & Σόλωνος, Αθήνα), «Βιβλιοεπιλογή» Γ.Χ.  Αναστασάκης (Σόλωνος 110, Αθήνα) , Σ. Μαρίνης (Σόλωνος 76, Αθήνα),  Βιβλιοχώρα (Χαριλάου Τρικούπη 49, Αθήνα), ΒΕΡΓΙΝΑ, ΨΑΡΑΣ (Θεσ/νίκη),  ΠΑΙΔΕΙΑ(Κανάρη 11, Λάρισα).

 Λεπτομερής περιγραφή του βιβλίου και αποσπάσματα του δίνονται στον παρακάτω ιστότοπο όπου είναι δυνατό να αγορασθεί και σε ειδική προνομιακή τιμή (περιορισμένος αριθμός βιβλίων).  Για τους τρόπους αγοράς του βιβλίου πατήστε εδώ.  Τα έξοδα αποστολής είναι δωρεάν εντός  Ελλάδας για απλό δέμα.

 https://sites.google.com/site/kalamatianosbooks/

Άσκηση – Παράδειγμα  #2-5  (συνέχεια από προηγούμενο άρθρο)

Ποιος είναι ο βαθμός διαστάσεως του οξικού οξέος (ΗC2H3O2) στις παρακάτω συγκεντρώσεις και σε θερμοκρασία 25 °C; α) 1 Μ  β) 0,1 Μ  γ) 0,01 Μ

Δίνεται ότι η ka≈ 1,8 . 10-5  και  (1,8)1/2 = 1,3  και (10-5) 1/2 = 3,2 . 10-3 και (10-7) 1/2 = 3,2 . 10-4

Λύση (ερώτηση β και γ)

β) Για την περίπτωση που η αρχική συγκέντρωση του [ΗC2H3O2] = 0,1 M  εργαζόμαστε με τις ίδιες παραδοχές όπως στην περίπτωση (α) παραπάνω και αντικαθιστούμε στις σχέσεις όπου [ΗC2H3O2] = 0,1 Μ αντί για 1 Μ. Έτσι προκύπτει:

 ka= [H3O+] [C2H3O2] / [ΗC2H3O2] = x . x / 0,1 = 1,8 . 10-5 

x2 = 1,8 . 10-6  και  x = [H3O+] = [C2H3O2] = (1,8)1/2 . (10-6)1/2 ≈ 1,3 . 10-3 M

 Aπό την σχέση [2.1] για τον βαθμό διάστασης (α) βρίσκουμε:

 α = [διϊστάμενα mol ηλεκτρολύτη στο H2O / συνολικά mol του ηλεκτρολύτη στο Η2O] =

= 1,3 . 10-3 mol [H3O+] /ℓ / 0,1 mol ΗC2H3O2/ℓ = 1,3 . 10-2

γ) Στην περίπτωση αυτή όμοια με παραπάνω αντικαθιστώντας όπου [ΗC2H3O2] = 0,01 M :

ka= [H3O+] [C2H3O2] / [ΗC2H3O2] = x . x / 0,01 = 1,8 . 10-5

x2 = 1,8 . 10-7  και  x = [H3O+] = [C2H3O2] = (1,8)1/2 . (10-7)1/2 ≈ 4,1 . 10-4 M

Aπό την σχέση [2.1] για τον βαθμό διάστασης (α) βρίσκουμε:

 α = [διιστάμενα mol ηλεκτρολύτη στο H2O / συνολικά mol του ηλεκτρολύτη στο Η2O] =

= 4,1 . 10-4 mol [H3O+] /ℓ / 0,01 mol ΗC2H3O2/ℓ = 4,1 . 10-2

Παρατηρούμε ότι σε σταθερή θερμοκρασία η k της αντίδρασης δεν αλλάζει έστω και αν αλλάζει η αρχική συγκέντρωση του οξέος (ηλεκτρολύτη). Αντίθετα ο βαθμός διαστάσεως αυξάνει όταν ελαττώνεται η αρχική συγκέντρωση του οξέος (ηλεκτρολύτη) ακόμα και όταν παραμένει σταθερή η θερμοκρασία.

Στην συγκεκριμένη περίπτωση ο βαθμός διαστάσεως (α) γίνεται περίπου 10 φορές μεγαλύτερος (α στην περίπτωση (γ) / α στην περίπτωση (α) = 4,1 . 10-2 / 4,2 .10-3 = 9,8 ) καθώς η αρχική συγκέντρωση του [ΗC2H3O2] ελαττώνεται κατά 100 φορές δηλαδή από 1 Μ σε 0,01 Μ.

Το βιβλίο-βοήθημα «Γενική Χημεία για την Γ΄ Λυκείου» περιλαμβάνει την θεωρία (αναλυτικά αλλά και συνοπτικά στο τέλος κάθε ενότητας) καθώς και πληθώρα μεθοδολογικά λυμένων θεμάτων – ασκήσεων ώστε να βοηθήσει τον υποψήφιο για την τριτοβάθμια εκπαίδευση.

Σχήμα  20,5 x 29,

Eξώφυλλο / Εσωτερικό : Έγχρωμο

Σελίδες: 417

ΙSBN : 978-960-93-2031-3

Προσπάθεια στο βιβλίο αυτό έγινε ώστε:

  •  Να παρουσιασθεί όσο το δυνατόν με απλούστερο τρόπο και ποιο αναλυτικά η θεωρία της χημείας της Γ’ λυκείου. Στόχος είναι να μπορούν να προσεγγίσουν νοηματικά την ύλη με μεγαλύτερη ευκολία οι αναγνώστες.
  • Να δοθεί μεγάλος αριθμός λυμένων ασκήσεων (περιέχονται περισσότερες απο 400 λυμένες ασκήσεις) καθώς βοηθούν στην εμπέδωση της ύλης
  • Να παρέχονται στρατηγικές επίλυσης των ασκήσεων (μεθοδολογία ασκήσεων)
  • Να δοθούν αρκετά παραδείγματα (ιδιαίτερα από την καθημερινή ζωή) καθώς η σύνδεση της χημείας με την καθημερινή ζωή την καθιστά ποιο κατανοητή και ελκυστική για τους μαθητές-σπουδαστές
  • Να παρουσιασθεί ή ύλη στην αρχή κάθε ενότητας με σύντομο και παραστατικό τρόπο σε μορφή διαγραμμάτων ροής. Στόχος είναι να μπορεί ο αναγνώστης να συνδυάσει στοιχεία που περιέχει το κείμενο που ακολουθεί με όσα ο ίδιος γνωρίζει για το θέμα που διαβάζει
  • Να παρέχονται αρκετές εικόνες ή σχήματα/σχέδια  (περιέχονται περισσότερα από 80 έγχρωμα σχήματα/εικόνες έτσι ώστε να διευκολύνεται η κατανόηση, η σύνδεση και η αναπαράσταση των εννοιών που υπάρχουν στο κείμενο)

Το βιβλίο διατίθεται στα παρακάτω βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων):  Ιανός (Σταδίου 24, Αθήνα  –  Αριστοτέλους 7, Θεσ/νίκη), Κορφιάτης  (Ιπποκράτους 6, Αθήνα) , Γρηγόρη (Σόλωνος 71, Αθήνα),  ΕλευθερουδάκηςΠατάκης,  Σαββάλας-Βιβλιορυθμός (Ζωοδ. Πηγής 18 & Σόλωνος, Αθήνα), «Βιβλιοεπιλογή» Γ.Χ.  Αναστασάκης (Σόλωνος 110, Αθήνα) , Σ. Μαρίνης (Σόλωνος 76, Αθήνα),  Βιβλιοχώρα (Χαριλάου Τρικούπη 49, Αθήνα), ΒΕΡΓΙΝΑ, ΨΑΡΑΣ (Θεσ/νίκη), ΠΑΙΔΕΙΑ(Κανάρη 11, Λάρισα).

 Λεπτομερής περιγραφή του βιβλίου και αποσπάσματα του δίνονται στον παρακάτω ιστότοπο όπου είναι δυνατό να αγορασθεί και σε ειδική προνομιακή τιμή (περιορισμένος αριθμός βιβλίων).  Για τους τρόπους αγοράς του βιβλίου πατήστε εδώ.  Τα έξοδα αποστολής είναι δωρεάν εντός  Ελλάδας για απλό δέμα.

Η άσκηση στο άρθρο αυτό προέρχεται από την ενότητα 2.1.3 του βιβλίου  «Γενική Χημεία Γ΄ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης» – Κ. Καλαματιανός.   Λεπτομερής παρουσίαση του βιβλίου, αποσπάσματά του και τρόποι αγοράς δίνονται στον ιστότοπο:

  Το βιβλίο διατίθετα στον παραπάνω ιστότοπο σε ειδική προνομιακή τιμή.

  

Το βιβλίο διατίθεται επίσης στα παρακάτω βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων):  Ιανός (Σταδίου 24, Αθήνα  –  Αριστοτέλους 7, Θεσ/νίκη), Κορφιάτης  (Ιπποκράτους 6, Αθήνα) , Γρηγόρη (Σόλωνος 71, Αθήνα),  ΕλευθερουδάκηςΠατάκης,  Σαββάλας-Βιβλιορυθμός (Ζωοδ. Πηγής 18 & Σόλωνος, Αθήνα), «Βιβλιοεπιλογή» Γ.Χ.  Αναστασάκης (Σόλωνος 110, Αθήνα) , Σ. Μαρίνης (Σόλωνος 76, Αθήνα),  Βιβλιοχώρα (Χαριλάου Τρικούπη 49, Αθήνα), ΒΕΡΓΙΝΑ, ΨΑΡΑΣ (Θεσ/νίκη),  ΠΑΙΔΕΙΑ(Κανάρη 11, Λάρισα).

 Λεπτομερής περιγραφή του βιβλίου και αποσπάσματα του δίνονται στον παρακάτω ιστότοπο όπου είναι δυνατό να αγορασθεί και σε ειδική προνομιακή τιμή (περιορισμένος αριθμός βιβλίων).  Για τους τρόπους αγοράς του βιβλίου πατήστε εδώ.  Τα έξοδα αποστολής είναι δωρεάν εντός  Ελλάδας για απλό δέμα.

 https://sites.google.com/site/kalamatianosbooks/

Άσκηση – Παράδειγμα  #2-5

Ποιος είναι ο βαθμός διαστάσεως του οξικού οξέος (ΗC2H3O2) στις παρακάτω συγκεντρώσεις και σε θερμοκρασία 25 °C; α) 1 Μ  β) 0,1 Μ  γ) 0,01 Μ

Δίνεται ότι η ka≈ 1,8 . 10-5  και  (1,8)1/2 = 1,3  και (10-5) 1/2 = 3,2 . 10-3 και (10-7) 1/2 = 3,2 . 10-4

Λύση:

Το οξικό οξύ είναι ένα ασθενές οξύ στο νερό. Αυτό υποδηλώνει και η σταθερά ιοντισμού του(kα<1). H αντίδραση ιοντισμού του οξικού οξέος στο νερό δίνεται από:

 ΗC2H3O2 + H2O  =    H3O+ + C2H3O2

 

Σε όλες τις περιπτώσεις μπορούμε να θεωρήσουμε ότι το ΗC2H3O2 ως ασθενές οξύ ιοντίζεται ελάχιστα και ότι πρακτικά η αρχική του συγκέντρωση δεν μεταβάλλεται. Έτσι:

 α) Γράφουμε την αντίδραση και τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων και προϊόντων:

ΗC2H3O2    + H2O      =           H3O+   +  C2H3O2

 

Αρχικά

1 Μ

 

0

0

Οι αρχικές συγκεντρώσεις

Μεταβολή 

-x M

 

+x M

+x M

Έστω ότι xmol αντέδρασαν

Στην χημ. ισορροπία

(1-x) M ≈ 1 M

 

(0+x) = x M

(0+x) = x M

Θεωρούμε ότι τα xmol που αντέδρασαν είναι x<<1 και ότι  (1-x) M ≈ 1 M

Αντικαθιστώντας στην σταθερά ιοντισμού τις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων και προϊόντων στην ισορροπία έχουμε:

ka= [H3O+] [C2H3O2] / [ΗC2H3O2] = x . x / 1 = 1,8 . 10-5 

x2 = 1,8 . 10-5  και επομένως  x = [H3O+] = [C2H3O2] = (1,8)1/2 . (10-5)1/2 ≈ 4,2 . 10-3 M

 Aπό την σχέση [2.1] για τον βαθμό διάστασης (α) βρίσκουμε:

 α = [διιστάμενα mol ηλεκτρολύτη στο H2O / συνολικά mol του ηλεκτρολύτη στο Η2O] =

= 4,2 . 10-3 mol [H3O+] /ℓ / 1 mol ΗC2H3O2/ℓ = 4,2 . 10-3

Για την ερώτηση β δες εδώ. Για την ερώτηση γ η λύση δίνεται εδώ.


Το βιβλίο-βοήθημα «Γενική Χημεία για την Γ΄ Λυκείου» περιλαμβάνει την θεωρία (αναλυτικά αλλά και συνοπτικά στο τέλος κάθε ενότητας) καθώς και πληθώρα μεθοδολογικά λυμένων θεμάτων – ασκήσεων ώστε να βοηθήσει τον υποψήφιο για την τριτοβάθμια εκπαίδευση.

 

Σχήμα  20,5 x 29,

Eξώφυλλο / Εσωτερικό : Έγχρωμο

Σελίδες: 417

ΙSBN : 978-960-93-2031-3

Προσπάθεια στο βιβλίο αυτό έγινε ώστε:

  •  Να παρουσιασθεί όσο το δυνατόν με απλούστερο τρόπο και ποιο αναλυτικά η θεωρία της χημείας της Γ’ λυκείου. Στόχος είναι να μπορούν να προσεγγίσουν νοηματικά την ύλη με μεγαλύτερη ευκολία οι αναγνώστες.
  • Να δοθεί μεγάλος αριθμός λυμένων ασκήσεων (περιέχονται περισσότερες απο 400 λυμένες ασκήσεις) καθώς βοηθούν στην εμπέδωση της ύλης
  • Να παρέχονται στρατηγικές επίλυσης των ασκήσεων (μεθοδολογία ασκήσεων)
  • Να δοθούν αρκετά παραδείγματα (ιδιαίτερα από την καθημερινή ζωή) καθώς η σύνδεση της χημείας με την καθημερινή ζωή την καθιστά ποιο κατανοητή και ελκυστική για τους μαθητές-σπουδαστές
  • Να παρουσιασθεί ή ύλη στην αρχή κάθε ενότητας με σύντομο και παραστατικό τρόπο σε μορφή διαγραμμάτων ροής. Στόχος είναι να μπορεί ο αναγνώστης να συνδυάσει στοιχεία που περιέχει το κείμενο που ακολουθεί με όσα ο ίδιος γνωρίζει για το θέμα που διαβάζει
  • Να παρέχονται αρκετές εικόνες ή σχήματα/σχέδια  (περιέχονται περισσότερα από 80 έγχρωμα σχήματα/εικόνες έτσι ώστε να διευκολύνεται η κατανόηση, η σύνδεση και η αναπαράσταση των εννοιών που υπάρχουν στο κείμενο)

Το βιβλίο διατίθεται στα παρακάτω βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων):  Ιανός (Σταδίου 24, Αθήνα  –  Αριστοτέλους 7, Θεσ/νίκη), Κορφιάτης  (Ιπποκράτους 6, Αθήνα) , Γρηγόρη (Σόλωνος 71, Αθήνα),  ΕλευθερουδάκηςΠατάκης,  Σαββάλας-Βιβλιορυθμός (Ζωοδ. Πηγής 18 & Σόλωνος, Αθήνα), «Βιβλιοεπιλογή» Γ.Χ.  Αναστασάκης (Σόλωνος 110, Αθήνα) , Σ. Μαρίνης (Σόλωνος 76, Αθήνα),  Βιβλιοχώρα (Χαριλάου Τρικούπη 49, Αθήνα), ΒΕΡΓΙΝΑ, ΨΑΡΑΣ (Θεσ/νίκη), ΠΑΙΔΕΙΑ(Κανάρη 11, Λάρισα).

 Λεπτομερής περιγραφή του βιβλίου και αποσπάσματα του δίνονται στον παρακάτω ιστότοπο όπου είναι δυνατό να αγορασθεί και σε ειδική προνομιακή τιμή (περιορισμένος αριθμός βιβλίων).  Για τους τρόπους αγοράς του βιβλίου πατήστε εδώ.  Τα έξοδα αποστολής είναι δωρεάν εντός  Ελλάδας για απλό δέμα.

Η θεωρία στο άρθρο αυτό προέρχεται από την ενότητα 2.1.3 του βιβλίου  «Γενική Χημεία Γ΄ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης» – Κ. Καλαματιανός.   Λεπτομερής παρουσίαση του βιβλίου, αποσπάσματά του και τρόποι αγοράς δίνονται στον ιστότοπο:

  Το βιβλίο διατίθετα στον παραπάνω ιστότοπο σε ειδική προνομιακή τιμή.

  

Το βιβλίο διατίθεται στα παρακάτω βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων):  Ιανός (Σταδίου 24, Αθήνα  –  Αριστοτέλους 7, Θεσ/νίκη), Κορφιάτης  (Ιπποκράτους 6, Αθήνα) , Γρηγόρη (Σόλωνος 71, Αθήνα),  ΕλευθερουδάκηςΠατάκης,  Σαββάλας-Βιβλιορυθμός (Ζωοδ. Πηγής 18 & Σόλωνος, Αθήνα), «Βιβλιοεπιλογή» Γ.Χ.  Αναστασάκης (Σόλωνος 110, Αθήνα) , Σ. Μαρίνης (Σόλωνος 76, Αθήνα),  Βιβλιοχώρα (Χαριλάου Τρικούπη 49, Αθήνα), ΒΕΡΓΙΝΑ, ΨΑΡΑΣ (Θεσ/νίκη),  ΠΑΙΔΕΙΑ(Κανάρη 11, Λάρισα).

 Λεπτομερής περιγραφή του βιβλίου και αποσπάσματα του δίνονται στον παρακάτω ιστότοπο όπου είναι δυνατό να αγορασθεί και σε ειδική προνομιακή τιμή (περιορισμένος αριθμός βιβλίων).  Για τους τρόπους αγοράς του βιβλίου πατήστε εδώ.  Τα έξοδα αποστολής είναι δωρεάν εντός  Ελλάδας για απλό δέμα.

 https://sites.google.com/site/kalamatianosbooks/

Έχει παρατηρηθεί ότι μερικά οξέα έχουν την τάση να δίνουν Η+ με μεγαλύτερη ευκολία  από ότι άλλα όταν διαλύονται στο νερό καθώς και ότι ορισμένες βάσεις έχουν την τάση να δέχονται Η+ με μεγαλύτερη ευκολία από άλλες. Από τα παραπάνω προκύπτει ότι η διάσταση ή ο ιοντισμός των ηλεκτρολυτών σε ιόντα δεν γίνεται πάντα στο ίδιο βαθμό.

Τα οξέα και οι βάσεις μπορούν να χωρισθούν σε δύο μεγάλες κατηγορίες ανάλογα με την συμπεριφορά τους όταν διαλύονται στο νερό:

 Ισχυρά οξέα και βάσεις (ισχυροί ηλεκτρολύτες) [1] είναι εκείνα που διίστανται πλήρως σε ιόντα όταν διαλύονται στο νερό.

Για παράδειγμα το HCl στο Σχήμα 2-4 στην σελίδα 217 είναι ένα παράδειγμα ισχυρού οξέος που διΐσταται πλήρως όταν διαλύεται στο νερό δίνοντας H3O+ και Cl. To διάλυμα σε κατάσταση ιοντικής ισορροπίας πρακτικά δεν έχει καθόλου μόρια ΗCl (η συγκέντρωση του [ΗCl] είναι πρακτικά μηδενική). Παρατηρείστε ότι το γεγονός αυτό υποδηλώνεται στην χημική ισορροπία στο Σχήμα 2-4 με τον σχεδιασμό μεγαλύτερου βέλους για την αντίδραση από αριστερά προς τα δεξιά σε σχέση με το βέλος της αντίδρασης από δεξιά προς τα αριστερά. Μία απεικόνιση του ιοντισμού ενός τέτοιου ισχυρού οξέος στην γενική του μορφή δίνεται στο Σχήμα 2-8.

  •  Ασθενή οξέα και βάσεις (ασθενείς ηλεκτρολύτες) είναι εκείνα που διίστανται μερικώς σε ιόντα όταν διαλύονται στο νερό.

Στο διάλυμα στην χημική (ιοντική) ισορροπία υπάρχει κυρίως συγκέντρωση του ηλεκτρολύτη και σε μικρότερο βαθμό των ιόντων που προκύπτουν από την διάσταση του. Για παράδειγμα όταν το HCN, πού είναι ένα ασθενές οξύ, διαλυθεί στο Η2Ο διίσταται κατά ένα μικρό μέρος στα ιόντα του σύμφωνα με την αμφίδρομη αντίδραση:

 HCN   +    H2O    =   H3O+  +  CN

 Στην χημική (ιοντική) ισορροπία στο διάλυμα υπάρχουν οι παρακάτω ουσίες (ιόντα): κυρίως [HCN] και [H2O] και λιγότερο [H3O+] και [CN] (η χημική ισορροπία είναι μετατοπισμένη προς τα αριστερά). Μία απεικόνιση του ιοντισμού ενός τέτοιου ασθενούς οξέος στην γενική του μορφή δίνεται στο Σχήμα 2-9.

Πώς εξηγείται όμως ότι ακόμη και ένα ασθενές οξύ, όπως το HCN για παράδειγμα, ιοντίζεται σε μικρό βαθμό όταν διαλυθεί στο νερό;

Μπορούμε να θεωρήσουμε ότι τα μόρια μέσα στο διάλυμα λόγω της θερμικής ενέργειας που έχουν κινούνται διαρκώς και συγκρούονται μεταξύ τους. Κάποιες από αυτές τις συγκρούσεις δίνουν σε ορισμένα μόρια του HCN αρκετή κινητική ενέργεια ώστε να μπορούν να αποβάλλουν ένα πρωτόνιο (Η+) το οποίο παίρνει το νερό και σχηματίζεται H3O+. Όσο ισχυρότερο είναι ένα οξύ τόσο περισσότερα μόρια αποκτούν αρκετή κινητική ενέργεια ώστε να μπορούν να αποβάλλουν Η+.

Oπως ήδη έχει παρουσιασθεί παραπάνω τα οξέα και οι βάσεις έχουν διαφορετική τάση να δίνουν ή να δέχονται H+ αντίστοιχα και επομένως παρουσιάζουν διαφορές ως προς το πόσο ισχυρά ή ασθενή [2] είναι.

Πώς όμως μπορούμε να κατατάξουμε τα οξέα και τις βάσεις ως προς την ισχύ τους;  Ποιοι «δείκτες» μπορούν να χρησιμοποιηθούν;

Δύο από τους «δείκτες» που χρησιμοποιούνται για την κατάταξη των οξέων-βάσεων ως προς την ισχύ τους είναι:

  • Ο βαθμός ιοντισμού (διάστασης) (α)
  • Η σταθερά ιοντισμού (διάστασης) (k)

Ο βαθμός ιοντισμού [3] ενός ηλεκτρολύτη (α) ορίζεται ως το πηλίκο του αριθμού των molg ή μορίων) που ιοντίζονται προς τον συνολικό αριθμό των molg ή μορίων) του ηλεκτρολύτη.

α = [διιστάμενα mol ηλεκτρολύτη στο H2O / συνολικά mol του ηλεκτρολύτη στo Η2Ο]              [2.1]

Ο βαθμός ιοντισμού (α) εξαρτάται από τους παρακάτω παράγοντες[4]:

i) Φύση του ηλεκτρολύτη: Η μοριακή δομή του ηλεκτρολύτη (τρόπος που ενώνονται τα άτομα του) και κυρίως το μέγεθος και η ηλεκτραρνητικότητα του ατόμου που συγκρατεί το υδρογόνο στον ηλεκτρολύτη καθορίζουν σημαντικά την ισχύ του.

Για παράδειγμα: Το ΗΙ είναι ποιο ισχυρό οξύ από το ΗF γιατί η ατομική ακτίνα του Ι είναι μεγαλύτερη από του F και έτσι ο δεσμός Η-I είναι ασθενέστερος από του Η-F. Το αποτέλεσμα είναι το Η να αποσπάται ευκολότερα ως Η+ από το ΗΙ και έτσι το οξύ να είναι ισχυρότερο.

ii) Φύση του διαλύτη: Στο νερό τόσο το HCl όσο και το ΗClO4 διίστανται πλήρως στα ιόντα τους και επομένως και τα δύο συμπεριφέρονται σαν ισχυρά οξέα. Εάν ως διαλύτης αντί του νερού χρησιμοποιηθεί διαιθυλεθέρας (C2H5OC2H5) το HCl διίσταται μερικώς στα ιόντα του (συμπεριφέρεται σαν ασθενές οξύ) ενώ το ΗClO4 διίσταται πλήρως (συμπεριφέρεται σαν ισχυρό οξύ).

iii) Θερμοκρασία: Όσο αυξάνει η θερμοκρασία τόσο η τιμή του (α) αυξάνει καθώς η αντίδραση ιοντισμού είναι ενδόθερμη αντίδραση.

iv) Συγκέντρωση του ηλεκτρολύτη: Όσο αυξάνει η συγκέντρωση του ηλεκτρολύτη τόσο η τιμή του (α) ελαττώνεται.

v) Παρουσία κοινού ιόντος: Η παρουσία κοινού ιόντος μειώνει την τιμή του (α).

H σταθερά ιοντισμού (ka) είναι η σταθερά ισορροπίας [5] για την αμφίδρομη αντίδραση του ιοντισμού ενός ασθενούς οξέος στο νερό και είναι ίση με την τιμή του κλάσματος:

 

ka = [H3O+] [A] / [HA]  [5]          [2.2]

 

για την γενική αντίδραση διάστασης ασθενούς οξέος  HA + H2O  =  H3O+ + A  και

kb = [HB+] [OH] / [B]           [2.3]

για την γενική αντίδραση διάστασης ασθενούς βάσης  Β + H2O  =   ΗΒ+ + ΟΗ

(όπου [H3O+], [A], [HA], [HB+], [OH], [B] οι συγκεντρώσεις των ουσιών/ιόντων H3O, A, HA, HB+, OH, B αντίστοιχα, εκφρασμένες σε mol/ℓ).

H σταθερά ιοντισμού ενός ασθενούς οξέος (ka) ή ασθενούς βάσης (kb) σε αραιά υδατικά διαλύματα εξαρτάται μόνο από την θερμοκρασία [6]. Συγκεκριμένα, αυξάνει με την αύξηση της θερμοκρασίας καθώς η αντίδραση ιοντισμού είναι ενδόθερμη.

Oρισμένα οξέα έχουν περισσότερες από μία σταθερές ιοντισμού γιατί ιοντίζονται σε δύο ή περισσότερα βήματα. Tα οξέα αυτά ονομάζονται γενικά πολυπρωτικά οξέα. Όσα από αυτά ιοντίζονται σε δύο βήματα ονομάζονται διπρωτικά, όσα σε τρία τριπρωτικά κλπ. Για παράδειγμα το  ανθρακικό οξύ Η2CO3 είναι ένα διπρωτικό οξύ και ιοντίζεται σε δύο βήματα ως εξής:

Η2CO3 (aq)      =     Η+(aq) + HCO3 (aq)       ka1 = 4,3 . 10-7

  HCO3 (aq)  =   Η+(aq) + CO3-2 (aq)       ka2 = 5,6 . 10-11

Tιμές για τις σταθερές ιοντισμού γνωστών οξέων και βάσεων στους 25 °C δίνονται στον Πίνακα 2-7 στην σελίδα 260.

Μέτρο («δείκτης») της ισχύος των ηλεκτρολυτών είναι:

►  Ο βαθμός ιοντισμού ενός ηλεκτρολύτη (α) ο οποίος εξαρτάται από την θερμοκρασία, την φύση του διαλύτη, την φύση και την συγκέντρωση του ηλεκτρολύτη.

►   Η σταθερά ιοντισμού k η οποία σε αραιά διαλύματα εξαρτάται μόνο από την θερμοκρασία

Για να δείτε πώς παρουσάζεται στο βιβλίο η θεωρία για τα ασθενή οξέα και τις ασθενείς βάσεις πατήστε εδώ.

 


[1] Ισχυροί ηλεκτρολύτες είναι τα άλατα, τα υδροξείδια των μετάλλων [(NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2, CsOH, Sr(OH)2] και μερικά οξέα [HCl, HBr, HI, HClO4, HNO3, H2SO4 (1η διάσταση)].

[2] Μπορούμε να θεωρήσουμε ότι τα ισχυρά οξέα είναι εκείνα που έχουν ασθενή δεσμό με το Η τους (τείνουν εύκολα να το χάσουν). Τα ασθενή οξέα είναι εκείνα που έχουν ισχυρό δεσμό με το Η τους (τείνουν δύσκολα να το χάσουν).

[3] Ο βαθμός ιοντισμού αποτελεί μέτρο («δείκτη») της ισχύος των ηλεκτρολυτών αρκεί να γίνεται αυτή η σύγκριση των ηλεκτρολυτών στον ίδιο διαλύτη, στην ίδια θερμοκρασία, στην ίδια συγκέντρωση και χωρίς να υπάρχει κοινό ίον. Οι ισχυροί ηλεκτρολύτες έχουν α=1 ενώ οι ασθενείς α<1.

[4] Ο βαθμός ιοντισμού είναι ένα μέτρο της ισχύος των ηλεκτρολυτών αλλά εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Ενας καλλίτερος δείκτης της ισχύος των ηλεκτρολυτών είναι η σταθερά ιοντισμού k.

[5]  Σύντομη επανάληψη των βασικών αρχών και σχέσεων που  ισχύουν σε κατάσταση χημικής ισορροπίας δίνονται στο Ενθετο 4.

[6]  Για σταθερή θερμοκρασία βλέπουμε ότι η σταθερά ιοντισμού ka και η kb δεν αλλάζει ενώ ο βαθμός ιοντισμού (α) αλλάζει. Για τον λόγο αυτό μέτρο της ισχύος των ηλεκτρολυτών είναι κυρίως η σταθερά ιοντισμού. Οσο μεγαλύτερη είναι η σταθερά ιοντισμού τόσο ποιο ισχυρό είναι το οξύ ή η βάση και επομένως τοσο σε μεγαλύτερο βαθμό διίσταται στα ιόντα του στο νερό.


Το βιβλίο-βοήθημα «Γενική Χημεία για την Γ΄ Λυκείου» περιλαμβάνει την θεωρία (αναλυτικά αλλά και συνοπτικά στο τέλος κάθε ενότητας) καθώς και πληθώρα μεθοδολογικά λυμένων θεμάτων – ασκήσεων ώστε να βοηθήσει τον υποψήφιο για την τριτοβάθμια εκπαίδευση.

Σχήμα  20,5 x 29,

Eξώφυλλο / Εσωτερικό : Έγχρωμο

Σελίδες: 417

ΙSBN : 978-960-93-2031-3

Προσπάθεια στο βιβλίο αυτό έγινε ώστε:

  •  Να παρουσιασθεί όσο το δυνατόν με απλούστερο τρόπο και ποιο αναλυτικά η θεωρία της χημείας της Γ’ λυκείου. Στόχος είναι να μπορούν να προσεγγίσουν νοηματικά την ύλη με μεγαλύτερη ευκολία οι αναγνώστες.
  • Να δοθεί μεγάλος αριθμός λυμένων ασκήσεων (περιέχονται περισσότερες απο 400 λυμένες ασκήσεις) καθώς βοηθούν στην εμπέδωση της ύλης
  • Να παρέχονται στρατηγικές επίλυσης των ασκήσεων (μεθοδολογία ασκήσεων)
  • Να δοθούν αρκετά παραδείγματα (ιδιαίτερα από την καθημερινή ζωή) καθώς η σύνδεση της χημείας με την καθημερινή ζωή την καθιστά ποιο κατανοητή και ελκυστική για τους μαθητές-σπουδαστές
  • Να παρουσιασθεί ή ύλη στην αρχή κάθε ενότητας με σύντομο και παραστατικό τρόπο σε μορφή διαγραμμάτων ροής. Στόχος είναι να μπορεί ο αναγνώστης να συνδυάσει στοιχεία που περιέχει το κείμενο που ακολουθεί με όσα ο ίδιος γνωρίζει για το θέμα που διαβάζει
  • Να παρέχονται αρκετές εικόνες ή σχήματα/σχέδια  (περιέχονται περισσότερα από 80 έγχρωμα σχήματα/εικόνες έτσι ώστε να διευκολύνεται η κατανόηση, η σύνδεση και η αναπαράσταση των εννοιών που υπάρχουν στο κείμενο)

Το βιβλίο διατίθεται στα παρακάτω βιβλιοπωλεία (μεταξύ άλλων):  Ιανός (Σταδίου 24, Αθήνα  –  Αριστοτέλους 7, Θεσ/νίκη), Κορφιάτης  (Ιπποκράτους 6, Αθήνα) , Γρηγόρη (Σόλωνος 71, Αθήνα),  ΕλευθερουδάκηςΠατάκης,  Σαββάλας-Βιβλιορυθμός (Ζωοδ. Πηγής 18 & Σόλωνος, Αθήνα), «Βιβλιοεπιλογή» Γ.Χ.  Αναστασάκης (Σόλωνος 110, Αθήνα) , Σ. Μαρίνης (Σόλωνος 76, Αθήνα),  Βιβλιοχώρα (Χαριλάου Τρικούπη 49, Αθήνα), ΒΕΡΓΙΝΑ, ΨΑΡΑΣ (Θεσ/νίκη), ΠΑΙΔΕΙΑ(Κανάρη 11, Λάρισα).

 Λεπτομερής περιγραφή του βιβλίου και αποσπάσματα του δίνονται στον παρακάτω ιστότοπο όπου είναι δυνατό να αγορασθεί και σε ειδική προνομιακή τιμή (περιορισμένος αριθμός βιβλίων).  Για τους τρόπους αγοράς του βιβλίου πατήστε εδώ.  Τα έξοδα αποστολής είναι δωρεάν εντός  Ελλάδας για απλό δέμα.

Στο προηγούμενο άρθρο δόθηκε μια άσκηση-παράδειγμα σχετική με την θεωρία των Bronstead και Lowry για τα οξέα και τις βάσεις. Παρακάτω δίνεται η λύση της:

Λύση Ασκησης προηγούμενου Αρθρου

α)    ΗClΟ2 (οξύ Α)  +   H2O   (βάση Β)   =   Η3Ο+  (οξύ Β )   +   ClO2–  (βάση Α)  


Το ΗClΟ2 ενεργεί σαν οξύ αποβάλλοντας ένα πρωτόνιο (Η+) και μετατρέπεται σε ClO2–  που είναι η συζυγής του βάση. Το H2O ενεργεί σαν βάση αφού δέχεται ένα Η+ και μετατρέπεται στο συζυγές του οξύ Η3Ο+. Στην αντίδραση από δεξιά προς τα αριστερά το Η3Ο+ ενεργεί σαν οξύ αποβάλλοντας Η+ και μετατρέπεται στην συζυγή του βάση H2O. Το ClO2 ενεργεί σαν βάση αφού δέχεται ένα Η+ και μετατρέπεται στο συζυγές του οξύ ΗClΟ2.

β)    ΝΗ3  (βάση Α)  +   H2PO4   (οξύ Β)   =   NH4+  (οξύ Α)  +  HPO4-2   (βάση Β)

                                                                                                                         

Η ΝΗ3 ενεργεί σαν βάση αφού δέχεται ένα Η+ και μετατρέπεται στο συζυγές της οξύ NH4+ ενώ το H2PO4 σαν οξύ αποβάλλοντας Η+ και μετατρέπεται στην συζυγή του βάση HPO4-2.

Στην αντίδραση από δεξιά προς τα αριστερά το NH4+ ενεργεί σαν οξύ αποβάλλοντας Η+ και μετατρέπεται στην συζυγή του βάση ΝΗ3 ενώ το HPO4-2 σαν βάση προσλαμβάνοντας Η+ και μετατρέπεται στο συζυγές του οξύ H2PO4.

Ιανουαρίου 2012
Δ Τ Τ Π Π Σ Κ
« Δεκ.   Φεβ. »
 1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031  

Άρθρα

Αρχείο Άρθρων

Blog Statistics

  • 83.314 hits (απο 20-09-2010)
Αρέσει σε %d bloggers: