Dotazy k chemické bilance v Enem jsou velmi opakující se. S ohledem na tuto skutečnost jsme vytvořili tento materiál, který přináší nejdůležitější témata týkající se tohoto oboru fyzikální chemie obsažená v National High School Exam (Enem).
Mezi problémy týkajícími se chemické rovnováhy máme rovnovážnou konstantu z hlediska koncentrace v mol / L a z hlediska tlaku, iontová rovnovážná konstanta, ionizační konstanta, rovnovážný posun, pH a pOH, hydrolýzní konstanta, pufr a konstanta rozpustnost.
Z výše popsaných předmětů získávají některé z nich větší význam v Enem:
Posun vyvážení
Ionizační konstanta
pH
solná hydrolýza
Video lekce o chemické rovnováze na Enem
1. Rovnovážný posun v Enem
1.1- (Enem 2015) Hypoxie nebo výšková nemoc spočívá ve sníženém obsahu kyslíku (O2) v arteriální krvi těla. Z tohoto důvodu mnoho sportovců pociťuje při cvičení ve vysokých nadmořských výškách nepohodlí (bolesti hlavy, závratě, dušnost). Za těchto podmínek dojde ke snížení koncentrace okysličeného hemoglobinu (HbO2) v rovnováze v krvi, podle vztahu:
Ke změně koncentrace okysličeného hemoglobinu v krvi dochází z důvodu:
a) zvýšení krevního tlaku.
b) zvýšení tělesné teploty.
c) snižování teploty prostředí.
d) pokles parciálního tlaku kyslíku.
e) snížení množství červených krvinek.
Okysličený hemoglobin (HbO2) se nachází v reaktantech (pravá strana) rovnice. Cvičení se ptá, která z možností by vedla ke změně okysličeného hemoglobinu v krvi, to znamená, že by posunula rovnováhu doleva nebo doprava.
a) Nepravda. Zvýšený průtok krve nemá nic společného se zvýšeným krevním tlakem.
b) Nepravda. Teplota nemění poskytovanou rovnováhu.
c) Nepravda. Teplota nemění poskytovanou rovnováhu.
d) Pravda. Snížení parciálního tlaku kyslíku snižuje množství okysličeného hemoglobinu a posouvá rovnováhu doleva.
e) Nepravda. Pokles počtu červených krvinek způsobí pokles počtu hemoglobinů i okysličených hemoglobinů.
1.2- (Enem 2011) Nealkoholické nápoje se staly stále více terčem politik v oblasti veřejného zdraví. Lepicí produkty obsahují kyselinu fosforečnou, látku škodlivou pro fixaci vápníku, minerál, který je hlavní složkou zubní matrice. Kaz je dynamický proces nerovnováhy v procesu zubní demineralizace, ztráty minerálů v důsledku kyselosti. Je známo, že hlavní složkou zubní skloviny je sůl zvaná hydroxyapatit. Soda v důsledku přítomnosti sacharózy snižuje pH biofilmu (bakteriální plak), což způsobuje demineralizaci zubní skloviny. Slinným obranným mechanismům trvá 20 až 30 minut, než se normalizuje úroveň pH a zub se remineralizuje. Následující chemická rovnice představuje tento proces:
Vzhledem k tomu, že osoba konzumuje nealkoholické nápoje denně, může dojít k procesu zubní demineralizace v důsledku zvýšené koncentrace:
a) OH-, který reaguje s ionty Ca2+, posun rovnováhy doprava.
b) H+, který reaguje s hydroxylovými skupinami OH-, posun rovnováhy doprava.
c) OH-, který reaguje s ionty Ca2+, posunutí rovnováhy doleva.
d) H+, který reaguje s hydroxylovými skupinami OH-, posunutí rovnováhy doleva.
e) Ca2+, který reaguje s hydroxylovými skupinami OH-, posunutí rovnováhy doleva.
Správná odpověď: Písmeno B.
Řešení
Proces demineralizace posouvá rovnováhu doprava. Když osoba pije sódu, požívá kyselý materiál, tj. Zvyšuje množství H+ uprostřed. H+ rychle interaguje s OH- rovnováhy, snížení množství OH-. Tímto způsobem se rovnováha posune doprava a demineralizuje zub.
1.3- (Enem-2013) Jedním z kroků při úpravě vody je dezinfekce, přičemž nejpoužívanější metodou je chlorace. Tato metoda spočívá v rozpuštění plynného chloru v roztoku pod tlakem a jeho aplikaci na vodu, která má být dezinfikována. Jedná se o rovnice chemické reakce:
Dezinfekční účinek je řízen kyselinou chlornou, která má dezinfekční potenciál asi 80krát větší než chlornanový anion. Hodnota pH média je důležitá, protože ovlivňuje míru ionizace kyseliny chlorné. Aby byla dezinfekce účinnější, musí se pH ošetřované vody blížit:
a) 0
b) 5
c) 7
d) 9
e) 14
Správná odpověď: Písmeno B.
Podle textu je nejlepší dezinfekční účinek prováděn látkou HClO. Proto každý výklad a závěr musí směřovat ke způsobu získání této látky.
Látka HClO je přítomna ve druhé rovnováze, takže zajímavou taktikou je posunout tuto rovnováhu doleva. Za tímto účelem podle princip Le Chatelier, máme možnost zvýšit množství H+ (přidání kyselé látky, pH nižší než 7) nebo zvýšení množství Cl-.
Je pozoruhodné, že v první rovnici existuje další chemická rovnováha, která představuje druh HClO-, který má afinitu k H+, posunutí rovnováhy doleva. Toto je tah, který nechceme.
Proto musíme použít kyselé pH (pod 7). Toto pH by však nemělo být příliš kyselé, aby se zabránilo velkému množství H kationtů.+ uprostřed.
Podívejte se také:Chemická rovnováha v jeskyních
2. pH a hydrolýza solného roztoku v Enem
2.1- (Enem-2017) Několik přírodních produktů lze získat z rostlin procesem extrakce. Lapachol patří do třídy naftochinonu. Jeho struktura má enolhydroxylovou skupinu (pKa = 6,0), která umožňuje izolovat tuto sloučeninu z ipe pilin extrakcí adekvátním roztokem a následnou jednoduchou filtrací. Uvažujme, že pKa = -log Ka a že Ka je kyselá konstanta ionizační reakce lapacholu.
Které řešení by mělo být použito k účinnějšímu extrakci lapacholu z pilin ipê?
a) Roztok Na2CO3 za vzniku lapacholové soli.
b) Pufrovací roztok kyselina octová / octan sodný (pH = 4,5).
c) Roztok NaCI za účelem zvýšení iontové síly média.
d) Roztok Na2POUZE4 za vzniku iontového páru s lapacholem.
e) Roztok HCI za účelem jeho extrakce pomocí acidobazické reakce.
Prohlášení naznačuje, že pKa látky je 6,0. Tato hodnota pKa musí být použita ve výrazu pKa:
Protože váš Ka je malý, lapachol je kyselá látka, takže k jeho odstranění je užitečné použít základní látku.
pravda. Sůl je základní, protože pochází ze silné báze (protože je z rodiny IA), a CO3 pochází ze slabé kyseliny (H2CO3).
b) Nepravda. Tlumivý roztok je kyselý a my potřebujeme bázi.
c) Nepravda. NaCl je neutrální sůl, protože pochází ze silné báze (protože je z rodiny IA), a Cl pochází ze silné kyseliny (HCl).
d) Nepravda. Na2POUZE4 je neutrální sůl, protože Na pochází ze silné báze (protože je z rodiny IA), a SO4 pochází ze silné kyseliny (H2POUZE4).
je to falešné. HCl je kyselina a my potřebujeme bázi.
2.2- (Enem- 2014) S cílem minimalizovat dopady na životní prostředí stanoví brazilská legislativa, že chemické zbytky uvolňované přímo do přijímajícího těla mají pH mezi 5,0 a 9,0. Vodný kapalný odpad vznikající v průmyslovém procesu má koncentraci hydroxylových iontů rovnou 1,0.10-10 mol / l. V souladu s legislativou oddělil chemik následující látky dostupné ve skladu společnosti: CH3COOH, Na2SO4, CH3OH, K.2CO3 a NH4Cl.
Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)
Která látka by mohla být použita k úpravě pH, aby se zbytek uvolnil přímo do přijímajícího těla?
a) CH3COOH
b) v2POUZE4
c) CH3Ach
d) K.2CO3
e) NH4Cl
Správná odpověď: Písmeno D.
Řešení
Krok 1: Určete pH zbytku.
Cvičení ukazuje, že zbytek má koncentraci hydroxidu rovnou 10-10.
Proto můžeme vypočítat pH tohoto zbytku:
Z výše uvedeného vyplývá, že zbytek má kyselý charakter, protože jeho pH je nižší než 7. K její neutralizaci je tedy nezbytné použít látku základního charakteru.
Krok 2: Určete charakter každé soli, abyste označili, která z nich je základní, jako CH3COOH (alternativa a) je kyselina a CH3OH (alternativa c) je alkohol, organická třída s kyselým charakterem.
b) Neutrální sůl, protože Na pochází ze silné báze (protože je z rodiny IA), a SO4 pochází ze silné kyseliny (H2POUZE4).
d) Zásaditá sůl, protože K pochází ze silné báze (protože je z rodiny IA), a CO3 pochází ze slabé kyseliny (H2CO3).
e) Kyselinová sůl, jako NH4 pochází ze slabé báze (NH4OH) a Cl pochází ze silné kyseliny (HCl).
2.3- (Enem- 2014) Výzkumník si všimne, že štítek na jedné ze sklenic, ve kterých uchovává koncentrát trávicích enzymů, je nečitelný. Neví, jaký enzym sklo obsahuje, ale má podezření, že jde o žaludeční proteázu, která pracuje v žaludku trávením bílkovin. S vědomím, že trávení v žaludku je kyselé a střevo je základní, sestaví pět zkumavek s jídlem odlišně, přidejte enzymový koncentrát do roztoků se stanoveným pH a počkejte, až bude enzym v nějakém působit jejich. Zkumavka, ve které musí enzym působit, aby naznačila, že hypotéza výzkumníka je správná, je ta, která obsahuje:
a) bramborová kostka v roztoku s pH = 9.
b) kus masa v roztoku s pH = 5.
c) vařený vaječný bílek v roztoku s pH = 9.
d) část nudlí v roztoku s pH = 5.
e) máslová koule v roztoku s pH = 9.
Správná odpověď: Písmeno B.
Cvičení vyžaduje od studenta dobrou interpretaci a korelaci s biochemickými znalostmi potravin. Informuje, že výzkumník si myslí, že enzym je trávicí, působí při kyselém pH a působí na bílkoviny (protože je to proteáza).
Pokud tento enzym působí v kyselém prostředí, musí být pH nižší než 7. Maso se skládá z bílkovin, zatímco těstoviny se skládají ze sacharidů. Správná odpověď je tedy alternativa b.
2.4- (Enem- 2012) Žena v domácnosti omylem upustila vodu z rozmrazování ryb v chladničce, což zanechalo uvnitř zařízení silný a nepříjemný zápach. Je známo, že charakteristický zápach ryb je způsoben aminy a že se tyto sloučeniny chovají jako zásady. V tabulce jsou uvedeny koncentrace vodíku v některých materiálech nalezených v kuchyni, které žena v domácnosti uvažuje použít při čištění chladničky.
Které z uvedených materiálů jsou vhodné ke zmírnění tohoto zápachu?
a) Alkohol nebo mýdlo
b) Citronová šťáva nebo alkohol
c) Citronová šťáva nebo ocet
d) Citronová šťáva, mléko nebo mýdlo
e) Mýdlo nebo soda / kalcinovaná soda
Správná odpověď: Písmeno C.
Řešení
Cvičení navrhuje problémovou situaci, kdy má lednička ženy v domácnosti silný zápach způsobený látkou základní povahy. Je tedy otázkou, které materiály by byly zajímavé pro vyřešení tohoto problému.
K neutralizaci báze je nutné použít materiál kyselé povahy nebo s pH nižším než 7. Jak cvičení poskytlo hodnoty koncentrací H+ materiálů stačilo použít každý z následujících výrazů:
Tím pádem:
Šťáva: pH = 2
Mléko: pH = 6
Ocet: pH = 3
Alkohol: pH = 8
Mýdlo: pH = 12
Sud: pH = 12
Materiály s kyselým charakterem jsou šťáva, ocet a mléko. Pouze alternativa c tedy přináší materiály kyselé povahy.
3. Rovnovážná konstanta v Enem
3.1- (Enem-2016) Po úplném opotřebení mohou být pneumatiky pro výrobu energie spáleny. Mezi plyny generovanými při úplném spalování vulkanizovaného kaučuku jsou některé znečišťující látky, které způsobují kyselé deště. Aby se zabránilo jejich úniku do atmosféry, mohou být tyto plyny probublávány do vodného roztoku obsahujícího vhodnou látku. Zvažte informace o látce uvedené v následující tabulce:
Mezi látkami uvedenými v tabulce je látka schopná nejúčinněji odstranit znečišťující plyny (a)
a) fenol.
b) pyridin.
c) methylamin.
d) hydrogenfosforečnan draselný.
e) hydrogensíran draselný.
Správná odpověď: Písmeno D.
Řešení
Cvičení představuje problémovou situaci, kdy znečišťující plyny podporují kyselé deště. Poté se zeptá, které ze zmíněných látek by bylo zajímavé neutralizovat tyto plyny a následně se vyhnout kyselým dešťům.
Aby se zabránilo kyselému dešti, musí být kyselé plyny neutralizovány zásaditým roztokem. Látky s touto charakteristikou jsou ty, které přednostně uvolňují OH skupiny- uprostřed. V tabulce jsou základní látkou pyridin, methylamin a hydrogenfosforečnan draselný.
Abychom tedy určili látku schopnou účinněji odstraňovat znečišťující plyny, musíme analyzovat hodnotu ionizační konstanty. Čím větší je konstanta, tím větší je schopnost uvolňovat OH-. Takže hydrogenfosforečnan draselný je v tomto případě nejvhodnější látkou.
3.2- (Enem-2015) Několik kyselin se používá v průmyslových odvětvích, která likvidují své odpadní vody ve vodních útvarech, jako jsou řeky a jezera, což může ovlivnit rovnováhu životního prostředí. Aby se neutralizovala kyselost, může se do odtoku přidávat ve vhodných množstvích uhličitan vápenatý, protože vytváří hydrogenuhličitan, který neutralizuje vodu. Rovnice zahrnuté v procesu jsou prezentovány:
Na základě hodnot rovnovážných konstant reakcí II, III a IV při 25Ó C, jaká je číselná hodnota rovnovážné konstanty reakce I?
a) 4,5x10-26
b) 5x10-5
c) 0,8x10-9
d) 0,2x105
e) 2,2x1026
Správná odpověď: Písmeno B.
Řešení
Toto cvičení zahrnuje konstantní ionizaci. Zpočátku je nutné pochopit, že rovnice I je vlastně výsledkem (součtem) rovnic II, III a IV. Proto, abychom zahájili řešení, musíme použít principy Hessův zákon.
Krok 1: Použití Hessova zákona.
Invertováním rovnice II a udržováním rovnic III a IV máme:
Můžeme tedy pozorovat, že anion CO3-2 a H kation+ bude odstraněno a součet rovnic bude mít za následek rovnici I.
Krok 2: konstantní výpočet
Rovnovážná konstanta ionizační rovnice je vždy dána vynásobením konstant ostatních rovnic:
Podle mě. Diogo Dias
