Χημεία γ΄λυκείου issue ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ ΚΑΛΛΙΘΕΑ ΝΤΙΝΟΣ ΖΑΦΕΙΡΟΠΟΥΛΟΣ ΚΑΙ ΣΙΑ

ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ γ΄ λυκείου Επιµέλεια:

ΒΑΓΓΕΛΗΣ ΣΤΕΦΑ∆ΟΥΡΟΣ

http://edu.stefadouros.gr/

http://edu.stefadouros.gr/

Θεωρία των κβάντα Το φως εκπέμπεται ή απορροφάται σε ορισμένες ποσότητες, τα κβάντα, που το καθένα έχει ενέργεια Ε = h * f ή Ε = h * ν όπου h (=6,63 10-34 J s) η σταθερά του Planck και f ή ν η συχνότητα του κβάντου. Ατομικό πρότυπο του Βohr 1η Συνθήκη :

Κάθε e κινείται σε μία συγκεκριμένη κυκλική τροχιά (επιτρεπόμενη).

Τροχιές

: Κ

Μέγιστος αριθμός e

: 2

L

M

N

O

P

Q

8 18 32

2η Συνθήκη 



Κάθε e που κινείται σε μία επιτρεπόμενη τροχιά έχει συγκεκριμένη - 2,18* 10-18J Εn = ενέργεια. n2 Αν ένα e μεταπηδήσει από τροχιά υψηλότερης ενέργειας σε τροχιά χαμηλότερης ενέργειας το άτομο ακτινοβολεί.

c λ όπου Εi = αρχική ενέργεια , Εf = τελική ενέργεια και f, λ = η

Ei - Ef = h * f

ή Ei - Ef = h *

συχνότητα και το μήκος της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας. Η συχνότητα της ακτινοβολίας είναι μεγαλύτερη όταν το ηλεκτρόνιο : α. επιστρέφει σε τροχιά που είναι πιο κοντά στο πυρήνα.

Βαγγέλης Στεφαδούρος

[2]

Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

http://edu.stefadouros.gr/

Πχ η συχνότητα της ακτινοβολίας κατά την μετάπτωση από στην τροχιά L στην τροχιά K (μετάπτωση κατά μία τροχιά) είναι μεγαλύτερη από εκείνη της μετάπτωσης από τη M στη L (μετάπτωση κατά μία τροχιά) και β. η μετάπτωση αφορά περισσότερες τροχιές. Η συχνότητα κατά την μετάπτωση από την τροχιά Μ στην τροχιά Κ (μετάπτωση 2 τροχιές) είναι μεγαλύτερη από εκείνη της μετάπτωσης από τη L στην Κ (μετάπτωση 1 τροχιά). Το αντίστροφο ισχύει για τα μήκη κύματος της ακτινοβολίας μια και το μήκος κύματος είναι αντιστρόφως ανάλογο της συχνότητας. Κυματική θεωρία του De Broglie Το ηλεκτρόνιο δεν είναι απλά ένα κινούμενο σωματίδιο, αλλά συμπεριφέρεται και ως κύμα. Έχει δηλαδή ιδιότητες σωματιδίου και κύματος (πχ δέσμη ηλεκτρονίων μπορεί να υποστεί περίθλαση από κρυστάλλους κατά τρόπο ανάλογο προς τις ακτίνες Χ). Το μήκος κύματος του δίνεται από την εξίσωση : Όπου λ, m,

λ=

h m* υ

U το μήκος κύματος, η μάζα και η ταχύτητα του

σωματιδίου αντίστοιχα και h η σταθερά του Planck. Αρχή της Αβεβαιότητας του Heisenberg Είναι αδύνατο να προσδιορίσουμε με ακρίβεια συγχρόνως τη θέση και τη ταχύτητα ενός μικροσωματιδίου. Κυματική εξίσωση του Schrodinger 

Η

κυματοειδής

κίνηση

των

e

περιγράφεται από

κάποια

μαθηματική σχέση, η οποία ονομάζεται συνάρτηση κύματος ή κυματοσυνάρτηση (Ψ). Βαγγέλης Στεφαδούρος

[3]

Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

http://edu.stefadouros.gr/



Το Ψ2 αποτελεί μέτρο της πιθανότητας να βρεθεί ένα e σε συγκεκριμένο σημείο του χώρου.



Συσχετίζει τη σωματιδιακή και κυματική συμπεριφορά του e.



Από την επίλυση της προκύπτουν οι κβαντικοί αριθμοί.

Τροχιά : Χώρος στον οποίο υπάρχει πιθανότητα να βρούμε ένα e.

n

l

ml

ms

Κβαντικοί αριθμοί Καθορίζει τη στιβάδα στην Τιμή 1 2 3 4 5 6 7 οποία κινείται το e και είναι Στιβάδα Κ L M N O P Q ενδεικτικός της έλξης του e από τον πυρήνα. Δείχνει επίσης το μέγεθος του ηλεκτρονικού νέφους Δευτερεύων Καθορίζει το κβαντικός σχήμα του Τιμή : 0 1 2 3 4 έως n-1 αριθμός ηλεκτρονικού νέφους και είναι Υποστιβάδα s p d f g ενδεικτικός της άπωσης των e μεταξύ τους. Μαγνητικός Δείχνει το κβαντικός προσανατολισμό Τιμή -l ,........,0,........., +l αριθμός του ηλεκτρονικού νέφους Καθορίζει την Κβαντικός ιδιοπεριστροφή Τιμή : +½ , -½ αριθμός του του ηλεκτρονίου. spin Κύριος κβαντικός αριθμός

Βαγγέλης Στεφαδούρος

[4]

Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

http://edu.stefadouros.gr/

Μορφές τροχιακών s,p,d,f

Το τροχιακό s είναι και υποστιβάδα s

Τα τρία τροχιακά p αποτελούν την υποστιβάδα p

Τα πέντε τροχιακά d αποτελούν την υποστιβάδα d

Βαγγέλης Στεφαδούρος

[5]

Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

http://edu.stefadouros.gr/

Αρχή ελάχιστης ενέργειας Με βάση

την αρχή

αυτή πρώτα

συμπληρώνονται οι

υποστιβάδες με χαμηλότερη ενέργεια και στη συνέχεια εκείνες με τη μεγαλύτερη. Η ενέργεια στις στιβάδες και υποστιβάδες αυξάνεται όπως φαίνεται παρακάτω : 1s , 2s , 2p , 3s , 3p , 4s , 3d , 4p , 5s , 4d , 5p , 6s , 4f , 5d , 6p , 7s , 5f , 6d Αν στις παραπάνω υποστιβάδες αθροίσουμε το n και το l παρατηρούμε ότι όσο αυξάνει η ενέργεια το άθροισμα αυξάνει ή όπου παραμένει το ίδιο, η υποστιβάδα που έχει μεγαλύτερο κύριο κβαντικό αριθμό έχει και τη μεγαλύτερη ενέργεια.

Υποστιβάδα

1s

2s

2p

3s

3p

n+ l

1+0=1

2+0=2

2+1=3

3+0=3

3+1=4

n

1

2

2

3

3

Για το υδρογόνο και τα υδρογονοειδή η ενέργεια των υποστιβάδων ταυτίζεται.

Βαγγέλης Στεφαδούρος

[8]

Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

http://edu.stefadouros.gr/

Ατομική ακτίνα Σε μία περίοδο από αριστερά προς τα δεξιά καθώς αυξάνει ο ατομικός αριθμός έχουμε περισσότερα πρωτόνια στο πυρήνα και έτσι η μεγαλύτερη έλξη των ηλεκτρονίων έχει σαν αποτέλεσμα η ατομική ακτίνα να ελαττώνεται. Πιο συγκεκριμένα καθώς αυξάνει ο ατομικός αριθμός, αυξάνει το δραστικό πυρηνικό φορτίο του ατόμου, που είναι το κατά προσέγγιση φορτίο του πυρήνα μειωμένο κατά το φορτίο των ηλεκτρονίων των εσωτερικών στιβάδων και έτσι λόγω μεγαλύτερης έλξης των ηλεκτρονίων της εξωτερικής στιβάδας από τον πυρήνα, η ατομική ακτίνα μειώνεται. Στο επόμενο διάγραμμα φαίνεται η μεταβολή της ατομικής ακτίνας για τις τέσσερις περιόδους του περιοδικού πίνακα.

3

ΑΤΟΜΙΚΗ ΑΚΤΙΝΑ

2,5

2

1,5

1

0,5

0 H

Li

Be

N

F

Na

Al

P

Cl

K

Sc

V

Mn

Co

Cu

Ga

As

Br

ΣΤΟΙΧΕΙΑ

Βαγγέλης Στεφαδούρος

[15]

Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

http://edu.stefadouros.gr/

24. Το κάθε ατομικό τροχιακό καταλαμβάνεται από: α.

ένα μόνο ηλεκτρόνιο

β.

δύο ηλεκτρόνια

γ.

ένα, δύο ή και κανένα ηλεκτρόνιο

δ.

δύο, έξι, δέκα ή δεκατέσσερα ηλεκτρόνια ανάλογα με το

είδος του.

25. Το μοναδικό ηλεκτρόνιο του ατόμου του υδρογόνου στη θεμελιώδη κατάσταση βρίσκεται στην υποστιβάδα 1s διότι α. το άτομο του υδρογόνου έχει σφαιρικό σχήμα β. η υποστιβάδα 1s χαρακτηρίζεται από την ελάχιστη ενέργεια γ. το άτομο του υδρογόνου δεν διαθέτει άλλο ατομικό τροχιακό δ. στην υποστιβάδα αυτή το ηλεκτρόνιο χαρακτηρίζεται από τη μέγιστη δυνατή ενέργεια.

26. Ένα ατομικό τροχιακό 3d χαρακτηρίζεται από λιγότερη ενέργεια σε σχέση με ένα ατομικό τροχιακό 4p διότι: α. το άθροισμα n + l έχει μικρότερη τιμή για το 3d β. κάθε ηλεκτρόνιο της στιβάδας Μ έχει γενικά λιγότερη ενέργεια από οποιοδήποτε ηλεκτρόνιο της στιβάδας Ν γ. τα τροχιακά d είναι ενεργειακά φτωχότερα από τα τροχιακά p δ. το άθροισμα n + l έχει την ίδια τιμή για τα δύο αυτά τροχιακά, αλλά ο κύριος κβαντικός αριθμός είναι μικρότερος για το τροχιακό 3d.

27. Ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων για κάθε στιβάδα προκύπτει με εφαρμογή: α. της αρχής της ελάχιστης ενέργειας β. της απαγορευτικής αρχής του Pauli γ. του κανόνα του Hund Βαγγέλης Στεφαδούρος

[30]

δ. όλων των παραπάνω. Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

http://edu.stefadouros.gr/

συμπεριφέρονται ως οξέα ή βάσεις, με τον ίδιο τρόπο μπορούμε να ορίσουμε σταθερά ιοντισμού του συζυγούς οξέος ή της συζυγούς βάσης ή σταθερά υδρόλυσης αν χαρακτηρίζουμε την αντίδραση αυτή ως υδρόλυση του ιόντος. Στο παραπάνω παράδειγμα με το CH3COONa μετά τη διάσταση του έχουμε υδρόλυση (ή ιοντισμό) του CH3COO- οπότε μπορούμε να ορίσουμε Κ h ή Kb όπως φαίνεται παρακάτω.

-

CH3COO + H2O ⇄ CH3COOΗ + ΟΗ

-

[

][ ]

CH COOH * ΟΗ 3 K = K = h b CH COO 3

[

-

]

Αν γράψουμε και τον ιοντισμό του CH3COOΗ CH3COOΗ + H2O ⇄ CH3COO-+ Η3Ο+ και υπολογίσουμε τη σταθερά ιοντισμού του

K

a

=

παρατηρούμε ότι

[

][

+ CH COO * H 3 O 3

[

CH COOH 3

]

]

Κa*Kb =KW

Μεθοδολογία για την επίλυση των ασκήσεων Κατά την επίλυση ασκήσεων που αφορούν ηλεκτρολυτικά διαλύματα, ανεξάρτητα τι μας ζητούν πρέπει να μελετήσουμε ορισμένα από τα διαλύματα της άσκησης, δηλαδή να ακολουθήσουμε συγκεκριμένα βήματα από τα οποία ή υπολογίζουμε ένα από τα ζητούμενα ή κάποιο άλλο μέγεθος που θα μας βοηθήσει να φτάσουμε στο στόχο μας.

Βαγγέλης Στεφαδούρος

[52]

Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

http://edu.stefadouros.gr/

Διάλυμα CH3COOH – Αραίωση – Επίδραση Κοινού ιόντος Αραίωση C ως προς το CH3COOH

Βαθμός Ιοντισμού (α)

Από τη σχέση C 1 * V1 = C 2 * V2 έχουμε C *V C 2 = 1 1 και επειδή V2 V2 >V1 η C ελαττώνεται. Από το νόμο αραίωσης Ka του Ostwald α = C εφόσον η C μειώνεται και o α αυξάνει. Όριο του α είναι το κλάσμα Ka K a + 10- 7

[Η3Ο+] και ρΗ

[CH3COO-]

Η [Η3Ο+] είναι ίση με

Προσθήκη Προσθήκη CH3COOΝα(s) HCl(g) Θεωρώντας ότι ο όγκος του δ/τος δεν μεταβάλλεται από τη προσθήκη του στερεού ή του αερίου τότε η C παραμένει σταθερά Λόγω επίδρασης κοινού ιόντος (CH3COO- από το CH3COOΝα ή Η3Ο+ από το HCl) η ισορροπία θα μετατοπισθεί προς τα αριστερά και έτσι ο βαθμός ελαττώνεται CH3COOH + Η2Ο ⇄ CH3COO- + Η3Ο+

Λόγω της μετατόπιση της Ka α * C= * C = Ka * C ιοντικής C και έτσι η ελάττωση της ισορροπίας έχουμε συγκέντρωσης ελάττωση της συνεπάγεται την + [Η3Ο+] και έτσι ελάττωση της [Η3Ο ] το ρΗ αυξάνει και έτσι το θα έχουμε αύξηση του ρΗ με όριο το 7 για άπειρη αραίωση. Και για την C των Αν και η ιόντων του οξικού ισορροπία οξέος ισχύει ότι και για μετατοπίζεται τη συγκέντρωση των αριστερά λόγω Η3Ο+ της προσθήκης CH3COO- από CH3COOΝα τελικά έχουμε αύξηση της [CH3COO-]

Βαγγέλης Στεφαδούρος

[66]

Λόγω της προσθήκης Η3Ο+από το HCl τελικά έχουμε αύξηση της [Η3Ο+] και έτσι το ρΗ ελαττώνεται

H μετατόπιση της ισορροπίας αριστερά έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της [CH3COO-]

Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

http://edu.stefadouros.gr/

HCl – Αραίωση – Συμπύκνωση - Προσθήκη ουσιών με κοινό ιόν Αραίωση Από τη σχέση C 1 * V1 = C 2 * V2 C *V έχουμε C 2 = 1 1 V2 και εφόσον ο όγκος αυξάνει η C ελαττώνεται.

C ως προς το HCl

[Cl-]

Λόγω ελάττωσης της συγκέντρωσης η [Cl-] ελαττώνεται Η [Η3Ο+] είναι ίση με τη συγκέντρωση του διαλύματος λόγω πλήρους ιοντισμού και έτσι έχουμε την ελάττωση της με αποτέλεσμα την αύξηση του ρΗ με όριο το 7 για άπειρη αραίωση.

[Η3Ο+] και ρΗ

Προσθήκη Προσθήκη ΝαCl(s) HCl(g) Θεωρώντας ότι Η προσθήκη ο όγκος του διαλυμένης δ/τος δεν ουσίας μεταβάλλεται σαφέστατα από τη αυξάνει τη προσθήκη του συγκέντρωση. στερεού η C παραμένει σταθερά Έχουμε αύξηση της [Cl-] λόγω προσθήκης Cl- είτε από το HCl είτε από το ΝαCl Εφόσον η Εφόσον η συγκέντρωση συγκέντρωση του δ/τος δεν του διαλύματος μεταβάλλεται η αυξάνει θα + [Η3Ο ] δεν αυξάνει και η μεταβάλλεται και [Η3Ο+] και έτσι έτσι το ρΗ δεν το ρΗ θα μεταβάλλεται. ελαττωθεί.

Μελέτη διαλύματος με δύο ή περισσότερες ουσίες Βήμα 1ο

Αν το διάλυμα το οποίο θα μελετήσουμε έχει προέλθει από ανάμειξη αραίωση ή συμπύκνωση, πριν κάνουμε οποιαδήποτε διάσταση, ιοντισμό ή υδρόλυση θα πρέπει πρώτα να υπολογίσουμε

Βαγγέλης Στεφαδούρος

[67]

Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

http://edu.stefadouros.gr/

Οξυμετρία και αλκαλιμετρία Η οξυμετρία και αλκαλιμετρία είναι δύο

μέθοδοι που

χρησιμοποιούνται αντίστοιχα για τον πειραματικό προσδιορισμό της συγκέντρωσης ενός δ/τος βάσης ή οξέος. Οι μέθοδοι αυτοί (ογκομετρήσεις) αποβλέπουν στο προσδιορισμό του όγκου δ/τος ισχυρού οξέος ή βάσης, γνωστής περιεκτικότητας (πρότυπο δ/μα) που

μπορεί

να

εξουδετερώσει

συγκεκριμένη

ποσότητα δ/τος βάσης ή οξέος

αντίστοιχα

άγνωστης περιεκτικότητας. Όπως φαίνεται στη διπλανή εικόνα σε κωνική φιάλη εισάγεται συγκεκριμένη ποσότητα δ/τος ηλεκτρολύτη πχ HCl και μερικές σταγόνες κατάλληλου δείκτη. Στη συνέχεια στη κωνική φιάλη προστίθεται μέσω της προχοΐδας πρότυπο δ/μα ΝαΟΗ

μέχρι

αλλαγής του χρώματος του δ/τος και υπολογίζεται ο όγκος που απαιτήθηκε για αυτή την αλλαγή. Η προσθήκη του δείκτη γίνεται για να καταλάβουμε σε ποια στιγμή έχουμε πλήρη εξουδετέρωση του οξέος από τη βάση, δηλαδή για την εύρεση του ισοδυνάμου σημείου. Θα πρέπει να τονισθεί ότι αν και η αλλαγή του χρώματος, τις περισσότερες φορές, δεν συμπίπτει με το ισοδύναμο σημείο, παρόλα αυτά με σωστή επιλογή δείκτη το σφάλμα που προκύπτει από αυτό είναι αμελητέο. Από ΝαΟΗ +

τη

στοιχειομετρία

της

HCl ΝαCl +

αντίδρασης Η2Ο

εξουδετέρωσης

φαίνεται

ότι,

στο

ισοδύναμο σημείο, ο αριθμός των mol του οξέος και της βάσης είναι Βαγγέλης Στεφαδούρος [72] Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

http://edu.stefadouros.gr/

Ερωτήσεις – Ασκήσεις- Προβλήματα.

1. Η τιμή της σταθεράς ιοντισμού του οξικού οξέος σε υδατικό διάλυμα εξαρτάται: α.

από τη φύση του οξέος

β.

από τη θερμοκρασία

γ.

από το είδος του διαλύτη

δ.

από όλους τους παραπάνω παράγοντες.

2. Κατά την αραίωση υδατικού διαλύματος ΝΗ3, υπό σταθερή θερμοκρασία I) ο βαθμός ιοντισμού αυτής: α.

μειώνεται

β.

γ.

δε μεταβάλλεται

αυξάνεται

II) η σταθερά ιοντισμού αυτής: α.

αυξάνεται

β.

δε μεταβάλλεται γ. μειώνεται

δ.

μεταβάλλεται μέχρι μιας ορισμένης τιμής

.Για ένα ισχυρό οξύ, το οποίο διίσταται πλήρως σύμφωνα με τη χημική εξίσωση ΗΑ + Η2Ο  Η3Ο+ + ΑI) ο βαθμός ιοντισμού: α.

ισούται με τη μονάδα

β. δεν ορίζεται

γ.

είναι μεγαλύτερος του 1

δ.

αυξάνεται με την αραίωση του διαλύματος

II) η σταθερά ιοντισμού: α.

ισούται με τη μονάδα

β.

εξαρτάται από τη

δ.

είναι ίση με το μηδέν.

θερμοκρασία γ.

δεν ορίζεται

3. Αν διαλύσουμε HCl σε υδατικό διάλυμα CH 3COOH (ασθενές οξύ) τότε: α.

η [Η3Ο+] αυξάνεται, ενώ η [CH3COO-] μειώνεται

Βαγγέλης Στεφαδούρος

[77]

Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

http://edu.stefadouros.gr/

οξέος». Αν θεωρηθεί ότι η ένδειξη αυτή είναι αξιόπιστη να υπολογίσετε: α)

το pH του ξιδιού

β)

τον όγκο ενός δ/τος NaOH 1M που απαιτείται για την

εξουδετέρωση του CH3COOH που περιέχεται σε μία φιάλη γεμάτη με αυτό το ξίδι γ) το pH του δ/τος που θα προκύψει μετά την παραπάνω εξουδετέρωση. Για το CH3COOH Κα = 1,810-5 31. Διαλύσαμε σε νερό 0,1mol οξέος ΗΑ και παρασκευάσαμε 100mL δ/τος Δ1 με pH = 2. α)

Υπολογίστε το βαθμό ιοντισμού του οξέος ΗΑ στο δ/μα

Δ1. Τι συμπεραίνετε για την ισχύ του οξέος ΗΑ; Αιτιολογήστε την απάντησή σας. β)

Στο

δ/μα

Δ1

προσθέτουμε

0,1mol

NaOH

και

προκύπτουν 100mL δ/τος Δ 2. Υπολογίστε το pH του διαλύματος Δ2.Όλα τα δ/τα βρίσκονται σε θερμοκρασία 25 0C. 32. Μια χημική ουσία Χ διαπιστώθηκε ότι ανήκει στην κατηγορία των ασθενών μονοπρωτικών οξέων. Παρασκευάσαμε ένα δ/μα Δ1 της ουσίας Χ συγκέντρωσης 1Μ του οποίου το pH βρέθηκε ίσο με 3. α)

Υπολογίστε το βαθμό ιοντισμού της ουσίας Χ στο

διάλυμα Δ1, καθώς και τη σταθερά ιοντισμού της. β)

Διαθέτουμε δ/μα Δ2 HCl συγκέντρωσης 1Μ και διάλυμα

Δ3 του άλατος με νάτριο της ουσίας Χ, συγκέντρωσης 1Μ. Θέλουμε να παρασκευάσουμε ένα δ/μα Δ4 όγκου 100mL και pH = 6 με προσθήκη ορισμένης ποσότητας ενός από τα δ/τα Δ2 και Δ3 σε κατάλληλη ποσότητα του Δ1. Εξετάστε ποιο από Βαγγέλης Στεφαδούρος

[87]

Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

http://edu.stefadouros.gr/

Βαγγέλης Στεφαδούρος

[96]

Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

http://edu.stefadouros.gr/

R-OH + HO-SΟ3H  R-O-SO3H + H2O R-OH + R1COOR2  R2-OH + R1COOR (2) Οξέα R-COOH + SOCl2  R-COCl + SO2 + HCl 3 R-COOH + PCl3  3 R-COCl + H3PO3 R-COOH + PCl5  R-COCl + POCl3 + HCl RCOOH + R1-OH  R-COOR1 + H2O RCOOH + NH3  R-CONH2 + H2O  Υποκατάσταση του υδρογόνου (1) Υδρογονάνθρακες R-H + X-X  R-X + HX Όπου Χ κυρίως χλώριο και βρώμιο μια και με το ιώδιο σχεδόν η αντίδραση δεν πραγματοποιείται ενώ με το φθόριο αντί για υποκατάσταση του υδρογόνου έχουμε απανθράκωση. Ειδικά για το μεθάνιο παρουσία διάχυτου φωτός έχουμε CH4

+

Cl2 

CH3Cl

+

HCl

CH3Cl

+

Cl2 

CH2Cl2

+

HCl

CH2Cl2 +

Cl2 

CHCl3

+

HCl

CHCl3

Cl2 

CCl4

+

HCl

+

Αν το φως είναι άπλετο τότε έχουμε απανθράκωση CH4

+

4 Cl2 

C

+

4 HCl

R-H + HΟ-SΟ3H  R-SO3H + H2O (Aλκυλοσουλφονικά οξέα) R-H + HO-NO2  R-NO2 + H2O Βαγγέλης Στεφαδούρος

[101]

(νιτροπαραφίνες)

Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

http://edu.stefadouros.gr/

μεγαλύτερη αναλογία είναι εκείνο στο οποίο ο διπλός δεσμός συνδέει τα περισσότερα υποκατεστημένα άτομα άνθρακα. Η αφαίρεση του Η γίνεται πιο εύκολα από ένα τριτοταγή άνθρακα, στην συνέχεια από ένα δευτεροταγή και μετά από ένα πρωτοταγή. Με απλά λόγια το Η αφαιρείται από τον άνθρακα που έχει τα λιγότερα υδρογόνα. Αντιδράσεις Πολυμερισμού Γενικό σχήμα αντίδρασης πολυμερισμού προσθήκης X CH=CH2  (-CH-CH2-)X   A A μονομερές πολυμερές Α

Μονομερές

Πολυμερές

Συμβολισμός

Υδρογόνο

Αιθυλένιο

πολυαιθυλένιο

ΡΕ

Μεθύλιο

Προπυλένιο

Πολυπροπυλένιο

ΡΡ

Χλώριο

Βινυλοχλωρίδιο

Πολυβινυλοχλωρίδιο

PVC

Φαινύλιο(

Στυρόλιο

Πολυστυρόλιο

PS

C6H5-) Πολυμερισμός 1-4 Τα συζυγή διένια, δηλαδή εκείνα που οι δύο διπλοί δεσμοί χωρίζονται από ένα απλό, όταν πολυμερίζονται οι δύο διπλοί δεσμοί ανοίγουν για να ενωθούν με κάποια διπλανά μόρια με αποτέλεσμα να δημιουργηθεί ένας διπλός δεσμός στον ενδιάμεσο απλό.

X CH2= CH-CH=CH2

 (-CH2-CH=CH-CH2-)X

1,3 βουταδιένιο Βαγγέλης Στεφαδούρος

τεχνικό καουτσούκ

[103]

Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

http://edu.stefadouros.gr/

Αντιδράσεις Αναγωγής 

Κετόνες Με υδρογόνο "εν τω γεννάσθαι" ή καταλυτικά δίνουν δευτεροταγείς αλκοόλες. +2 |Η| R-C=O  R-CΗ-ΟΗ | | R R



Αλδεϋδες Με υδρογόνο "εν τω γεννάσθαι " ή καταλυτικά δίνουν πρωτοταγείς αλκοόλες. +2|Η| RCHO  RCΗ2-OH



Εστέρες +4 |H| RCOOR1  RCH2OH + R1-ΟH (η μια αλκοόλη είναι πρωτοταγής)



Νιτροενώσεις +6 |H| R-NΟ2  R-NH2 -2 H2Ο



Αλκυλαλογονίδια R-X +H2  R-H + HX Οι αντιδράσεις προσθήκης υδρογόνου σε ακόρεστες ενώσεις εννοείται ότι είναι αντιδράσεις αναγωγής

Βαγγέλης Στεφαδούρος

[107]

Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

http://edu.stefadouros.gr/

πραγματοποιείται.

(I)

(II)

Α. CH3CH2Cl  CH3CH2CN

α. SOCl2

Β. CH3CCH  CH3CCAg

β.. Αντιδρ. Fehling

Γ. CH3CH2OH  CH3CH2Cl

γ. Υδ. δ/μα H2SO4

Δ. CH3CONH2  CH3COOH

δ. NaCN + H2SO4

Ε. CH3CH2CH=O  CH3CH2COO

-

ε. NaCN

Ζ. CH3CH=O CH3CH(OH)CN

ζ. Αλκ. δ/μα ΚΟΗ

Η. CH3CH(Br)CH3  CH3CH=CH2

η. δ/μα KMnO/H2SO4

Θ. CH3CH2CH2OH CH3CH2COOH

θ. δ/μα AgNO3/ΝΗ3

75. Να αντιστοιχήσετε καθεμία από τις οργανικές ενώσεις της στήλης (I) με όσα από τα αντιδραστήρια της στήλης (II) αυτή μπορεί να αντιδράσει, καθώς και με το χαρακτηρισμό αυτής της αντίδρασης ο οποίος περιλαμβάνεται στη στήλη (III).

(I)

(II)

(III)

Α. CH3CH(OH)CH3 α. I2/NaOH

1. αλογονοφορμική

Β. CH3CCH

β.δ/μα AgNO3/ΝΗ3 2. οξείδωση

Γ. CH3CH2CH=O

γ. υδ. δ/μα H2SO4

Δ. CH3CH=CH2

δ. δ/μα K2Cr2O7/ H+ 4. προσθήκη

3. υποκατάσταση

ε. διάλυμα Br2 σε CCl4 76. Το αλκένιο το οποίο με προσθήκη νερού και οξείδωση του κύριου προϊόντος προσθήκης δίνει καρβοξυλικό οξύ είναι μόνο το αιθένιο.

Σ,Λ

77. Με επίδραση όξινου διαλύματος K2Cr2O7 σε κάθε αλκοόλη με μοριακό τύπο CνH2ν+2O παράγεται, ανάλογα με τις συνθήκες, Βαγγέλης Στεφαδούρος

[130]

Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

http://edu.stefadouros.gr/

οποίες το

αιθυλο-χλωρίδιο

μετατρέπεται τελικά:

α)

σε

προπυλαμίνη και β) σε προπανικό οξύ.

119. Με προσθήκη HCN σε καρβονυλικές ενώσεις παράγονται κυανυδρίνες, η υδρόλυση των οποίων οδηγεί στο σχηματισμό 2-υδροξυοξέων. Να γράψετε τις χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων με τις οποίες παράγεται από την κατάλληλη καρβονυλική ένωση α) 2-υδροξυπροπανικό οξύ και β) 2υδροξυ-2,μεθυλο-βουτανικό οξύ.

Με ποιο

κατεργάζεται

ένωση

η

καρβονυλική

αντιδραστήριο και

με

ποιο

πραγματοποιείται η υδρόλυση της κυανυδρίνης; 120. Εξετάστε ποιες από τις συντακτικά ισομερείς αλκοόλες με μοριακό τύπο C4H10O μπορούν να οξειδωθούν χωρίς να διασπαστεί

η

ανθρακική

τους

αλυσίδα.

Γράψτε

τους

συντακτικούς τύπους των προϊόντων της οξείδωσης αυτών -

+

των αλκοολών. Ποιο από τα οξειδωτικά μέσα MnO4 /H και 2-

Cr2O7 /H

+

μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την οξείδωση

καθεμιάς από τις αλκοόλες αυτές, προκειμένου να παραχθεί καθένα από τα παραπάνω προϊόντα οξείδωσης; 121. Καθεμία από τρεις φιάλες περιέχει μία από τις αλκοόλες 1βουτανόλη, 2-βουτανόλη και 2,μεθυλο-2,προπανόλη. α) Να αναφέρετε ένα αντιδραστήριο με το οποίο αντιδρούν και οι τρεις αυτές αλκοόλες, ένα αντιδραστήριο με το οποίο αντιδρούν μόνο οι δύο και ένα αντιδραστήριο με το οποίο αντιδρά μόνο η μία. β) Να γράψετε τις χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων των παραπάνω αλκοολών με τα αντιδραστήρια που αναφέρατε. Βαγγέλης Στεφαδούρος

[139]

Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

http://edu.stefadouros.gr/

δ. Με δ/μα H2S04 στους 160 οC δίνει ένωση (Α) η οποία αν αντιδράσει με Η2Ο δίνει ένωση (Β) που δεν αποχρωματίζει δ/μα ΚMn04 214. Ζητείται

ο

συντακτικός

τύπος

του

αλειφατικού

υδρογονάνθρακα C6H10 όταν είναι γνωστό ότι : α. Με CuCl παρουσία ΝΗ3 δίνει ίζημα. β. Με Η2 δίνει ένωση (Α) η οποία η αλυσίδα ανθράκων είναι συμμετρική.

215. Οργανική ένωση Α έχει τύπο C5H12O.Nα βρεθεί ο συντακτικός τύπος αν : α. Αντιδρά με Να και δίνει Η 2 β. Οξειδώνεται προς τη καρβονυλική ένωση Β η οποία δεν ανάγει το φελίγγειο υγρό και δεν δίνει την αλογονοφορμική αντίδραση.

216. Ένωση του τύπου C5H12O δίνει τις παρακάτω αντιδράσεις : α) Με Να ελευθερώνει αέριο β)

Με ιώδιο και καυστικό νάτριο δίνει κίτρινο κρυσταλλικό

σώμα γ) Με θέρμανση στους 320 που κατεργάζεται με

ο

C παρουσία Cu δίνει ένωση (Α)

μεθυλομαγνησιοχλωρίδιο και δίνει την

ένωση (Β) που υδρολύεται στη (Γ). Η (Γ) με θειονυλοχλωρίδιο δίνει την (Δ) που με αναγωγή με υδρογόνο παράγει ένωση (Ε) που η αλυσίδα της είναι συμμετρική. Να βρεθεί ο συντακτικός τύπος της ένωσης και να γραφούν οι σχετικές αντιδράσεις.

217. H ένωση C4H8Cl2 (Α) με κατεργασία με αλκοολικό διάλυμα ΚΟΗ δίνει την ένωση C4H6 (B) .Aν η Β μπορεί να αντιδράσει

Βαγγέλης Στεφαδούρος

[169]

Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

http://edu.stefadouros.gr/

221. Να

συμπληρώσετε

διαγράμματος

το

σε

κάθε

οργανικό

διάστικτο προϊόν

του

της

παρακάτω

κάθε

χημικής

μετατροπής είτε το απαιτούμενο αντιδραστήριο, ανάλογα με την περίπτωση.

CHCH υδ.δ/μα H2SO4 …….

NaCCNa …………

CHCH

………..

CH2=CH2

HgSO4 ……………………

..………

………..

CH3CH2Cl

CH3CH2OH

H2/Pt, Pd, Ni ................

Βαγγέλης Στεφαδούρος

[171]

H2SO4 ..............

Χημικός Μηχανικός Ε.Μ.Π

Ελ. Βενιζέλου 150, 176 76 Καλλιθέα τηλ.: 210 95 92 070 fax: 210 95 65 108 e-mail: zafirop@acci.gr

Μαντζαγριωτάκη 89, 176 72 Καλλιθέα τηλ. / fax: 210 95 33 254 e-mail: ster14@otenet.gr