Küsimused keemiline tasakaal Enemis on väga korduvad. Seda silmas pidades lõime selle materjali, mis toob kõige olulisemad teemad selle füüsikalise keemia haru kohta, mida käsitletakse riiklikus keskkooli eksamis (Enem).
Keemilise tasakaaluga seotud probleemide hulgas on tasakaalukonstant kontsentratsiooni mol / l ja rõhu osas, iooniline tasakaalukonstant, ionisatsioonikonstant, tasakaalu nihe, pH ja pOH, hüdrolüüsikonstant, puhver ja konstant lahustuvus.
Eespool kirjeldatud teemade seas saavad mõned neist Enemis suurema tähelepanu osaliseks:
Tasakaalu muutus
Ionisatsioonikonstant
pH
soolalahuse hüdrolüüs
Videotund kemikaalide tasakaalu kohta Enemis
1. Tasakaalu nihe Enem
1.1- (Vaenlane 2015) Hüpoksia või kõrgustõbi seisneb hapniku (O2) keha arteriaalses veres. Sel põhjusel tunnevad paljud sportlased füüsilist tegevust suurel kõrgusel harjutades ebamugavusi (peavalu, pearinglust, õhupuudust). Nendes tingimustes väheneb hapnikuga hemoglobiini (HbO.) Kontsentratsioon2) veres tasakaalus vastavalt suhetele:
Hapestatud hemoglobiini kontsentratsiooni muutus veres toimub:
a) vererõhu tõus.
b) kehatemperatuuri tõus.
c) keskkonna temperatuuri vähendamine.
d) hapniku osalise rõhu langus.
e) punaste vereliblede hulga vähenemine.
Hapniku sisaldusega hemoglobiin (HbO2) leidub võrrandi reaktantides (paremal küljel). Harjutus küsib, milline neist variantidest tooks kaasa vere hapnikuga varustatud hemoglobiini muutuse, see tähendab, et see nihutaks tasakaalu vasakule või paremale.
a) Vale. Suurenenud verevool ei ole seotud vererõhu tõusuga.
b) Vale. Temperatuur ei muuda pakutavat tasakaalu.
c) Vale. Temperatuur ei muuda pakutavat tasakaalu.
d) Tõsi. Hapniku osalise rõhu vähendamine vähendab hapnikuga hemoglobiini hulka, nihutades tasakaalu vasakule.
e) Vale. Punaste vereliblede arvu vähenemine põhjustab nii hemoglobiinide kui ka hapnikuga rikastatud hemoglobiinide arvu languse.
1.2- (vaenlane 2011) Karastusjoogid on muutunud üha enam rahvatervise poliitika eesmärkideks. Liimitooted sisaldavad fosforhapet, kaltsiumi fikseerimisele kahjulikku ainet, mineraali, mis on hambamaatriksi põhikomponent. Kaaries on dünaamiline tasakaaluhäire protsess hammaste demineraliseerumise protsessis, mineraalide kadu happesuse tõttu. On teada, et hambaemaili põhikomponent on sool, mida nimetatakse hüdroksüapatiidiks. Sooda vähendab sahharoosi olemasolu tõttu biokile (bakteriaalne naast) pH-d, põhjustades hambaemaili demineraliseerumist. Sülje kaitsemehhanismid võtavad pH taseme normaliseerimiseks 20 minutit kuni 30 minutit, hamba remineraliseeruvad. Järgmine keemiline võrrand tähistab seda protsessi:
Arvestades, et inimene tarbib karastusjooke iga päev, võib suurenenud kontsentratsiooni tagajärjel tekkida hammaste demineraliseerimise protsess:
a) OH-, mis reageerib Ca-ioonidega2+, nihutades tasakaalu paremale.
b) H+, mis reageerib OH hüdroksüülidega-, nihutades tasakaalu paremale.
c) OH-, mis reageerib Ca-ioonidega2+, nihutades tasakaalu vasakule.
d) H+, mis reageerib OH hüdroksüülidega-, nihutades tasakaalu vasakule.
e) Ca2+, mis reageerib OH hüdroksüülidega-, nihutades tasakaalu vasakule.
Õige vastus: Täht B
Resolutsioon
Demineraliseerimisprotsess nihutab tasakaalu paremale. Kui inimene joob sooda, võtab ta sisse happelist materjali, see tähendab, et suureneb H kogus+ keskel. H+ suhtleb kiiresti OH-ga- tasakaal, vähendades OH kogust-. Sel viisil nihutatakse tasakaal paremale, demineraliseerides hamba.
1.3- (vaenlane 2013) Veepuhastuse üks etappidest on desinfitseerimine, kusjuures kõige sagedamini kasutatakse kloorimist. See meetod seisneb kloorgaasi lahustamises rõhu all olevas lahuses ja selle lisamist desinfitseeritavasse vette. Keemilise reaktsiooni võrrandid on järgmised:
Desinfitseerivat toimet kontrollib hüpokloorhape, mille desinfitseerimispotentsiaal on umbes 80 korda suurem kui hüpokloritioonioonil. Sööde pH on oluline, kuna see mõjutab hüpokloorhappe ioniseerumise ulatust. Desinfitseerimise tõhusamaks toimimiseks peab töödeldava vee pH olema lähemal:
a) 0
b) 5
c) 7
d) 9
e) 14
Õige vastus: Täht B
Teksti järgi teeb parima desinfitseeriva toime aine HClO. Seetõttu peavad kõik tõlgendused ja järeldused olema suunatud selle aine saamiseks.
Aine HClO on teises tasakaalus, nii et huvitav taktika on selle tasakaalu nihutamine vasakule. Selleks vastavalt Le Chatelieri põhimõte, meil on võimalus suurendada H kogust+ (lisades happelist ainet, pH alla 7) või suurendage Cl-.
On märkimisväärne, et esimeses võrrandis on veel üks keemiline tasakaal, mis näitab HClO liike-, millel on afiinsus H-ga+, nihutades tasakaalu vasakule. See on samm, mida me ei soovi.
Seetõttu peame kasutama happelist pH-d (alla 7). Kuid see pH ei tohiks olla liiga happeline, et vältida palju H-katioone.+ keskel.
Vaadake ka:Keemiline tasakaal koobastes
2. pH ja soolalahuse hüdrolüüs Enem
2.1- (vaenlane-2017) Taimedest võib ekstraheerimisprotsessi teel saada mitmeid looduslikke tooteid. Lapachol kuulub naftokinoonide klassi. Selle struktuuris on enoolhüdroksüül (pKa = 6,0), mis võimaldab seda ühendit ipe saepurust eraldada, ekstraheerides piisava lahusega, millele järgneb lihtne filtreerimine. Mõelge, et pKa = -log Ka ja Ka on lapahhooli ionisatsioonireaktsiooni happekonstant.
Millist lahendust tuleks kasutada lapacholi ipê saepurust tõhusamaks eraldamiseks?
a) Na lahus2CO3 moodustamaks lapahhoolsoola.
b) Äädikhappe / naatriumatsetaadi puhvri lahus (pH = 4,5).
c) NaCI lahus söötme ioonilise tugevuse suurendamiseks.
d) Na lahus2AINULT4 moodustada ioonpaar lapahhooliga.
e) HCl lahus selle ekstraheerimiseks happe-aluse reaktsiooniga.
Avaldus näitab, et aine pKa on 6,0. Seda pKa väärtust tuleb kasutada avaldises pKa:
Kuna teie Ka on väike, on lapahhool happeline aine, mistõttu on selle eemaldamiseks kasulik kasutada põhiainet.
a) Tõsi. Sool on põhiline, kuna see pärineb tugevast baasist (kuna see on pärit IA perekonnast) ja CO3 pärineb nõrgast happest (H2CO3).
b) Vale. Puhverlahus on happeline ja vajame alust.
c) Vale. NaCl on neutraalne sool, kuna see pärineb tugevast alusest (kuna see kuulub IA perekonnast) ja Cl tuleb tugevast happest (HCl).
d) Vale. Kell2AINULT4 on neutraalne sool, kuna Na pärineb tugevast alusest (kuna see on IA perekonnast) ja SO4 pärineb tugevast happest (H2AINULT4).
see on võlts. HCl on hape ja me vajame alust.
2.2- (vaenlane 2014) Keskkonnamõjude minimeerimise eesmärgil määratakse Brasiilia õigusaktides kindlaks, et otse vastuvõtvasse organismi sattunud keemiliste jääkide pH on vahemikus 5,0–9,0. Tööstusprotsessis tekkinud vedelate jäätmete vesilahuste hüdroksüülioonide kontsentratsioon on võrdne 1,0.10-10 mol / l. Õigusaktide täitmiseks eraldas keemik järgmised laos olevad ained: CH3COOH, Na2S04, CH3OH, K2CO3 ja NH4Cl.
Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
Millise ainega saaks pH reguleerida, et jääkaine pääseks otse vastuvõtvasse organismi?
a) CH3COOH
b) sisse2AINULT4
c) CH3oh
d) K2CO3
e) NH4Cl
Õige vastus: D-täht
Resolutsioon
Samm 1: Määrake jäägi pH.
Harjutus näitab, et jäägi hüdroksiidi kontsentratsioon on 10-10.
Seetõttu saame arvutada selle jäägi pH:
Eeltoodust järeldub, et jäägil on happeline omadus, kuna selle pH on väiksem kui 7. Seega on selle neutraliseerimiseks hädavajalik kasutada põhitunnusega ainet.
2. samm: Määrake iga soola iseloom, et näidata, milline neist on aluseline, nagu CH3COOH (alternatiiv a) on hape ja CH3OH (alternatiiv c) on happelise orgaanilise alkoholiga alkohol.
b) Neutraalne sool, kuna Na pärineb tugevast alusest (kuna see on IA perekonnast) ja SO4 pärineb tugevast happest (H2AINULT4).
d) aluseline sool, kuna K pärineb tugevast alusest (kuna see on IA perekonnast) ja CO3 pärineb nõrgast happest (H2CO3).
e) Happesool NH-na4 pärineb nõrgast alusest (NH4OH) ja Cl pärineb tugevast happest (HCl).
2.3- (vaenlane 2014) Teadlane märkab, et ühe purgi silt, milles ta seedeensüümide kontsentraati hoiab, on loetamatu. Ta ei tea, millist ensüümi klaas sisaldab, kuid kahtlustab, et see on mao proteaas, mis toimib maos valkude seedimisega. Teades, et seedimine maos on happeline ja sool on aluseline, paneb ta toiduga kokku viis katseklaasi lisage ensüümi kontsentraat kindlaksmääratud pH-ga lahustele ja oodake, kas ensüüm toimib nende. Katseklaas, milles ensüüm peab toimima, et näidata teadlase hüpoteesi õigsust, sisaldab järgmist:
a) kartulikuubik lahuses, mille pH on 9.
b) lihatükk lahuses, mille pH on 5.
c) keedetud munavalge lahuses, mille pH = 9.
d) nuudlite osa lahuses, mille pH on 5.
e) võipall lahuses, mille pH on 9.
Õige vastus: Täht B
Harjutus nõuab õpilaselt head tõlgendamist ja seost biokeemiliste teadmistega toitudest. Ta teatab, et teadlase arvates on ensüüm seeditav, toimib happelise pH juures ja toimib valkudes (kuna see on proteaas).
Kui see ensüüm toimib happelises keskkonnas, peab pH olema alla 7. Liha koosneb valkudest, pasta aga süsivesikutest. Nii et õige vastus on alternatiiv b.
2,4- (vaenlane 2012) Perenaine kukutas külmkapis kala sulatamisel kogemata vett, mis jättis seadme sisse tugeva ja ebameeldiva lõhna. On teada, et iseloomulik kalalõhn tuleneb amiinidest ja need ühendid käituvad alustena. Tabelis on loetletud mõnede köögis leiduvate materjalide vesiniku kontsentratsioonid, mida perenaine mõtleb külmkapi puhastamisel kasutada.
Millised loetletud materjalidest sobivad selle lõhna leevendamiseks?
a) Alkohol või seep
b) sidrunimahl või alkohol
c) sidrunimahl või äädikas
d) sidrunimahl, piim või seep
e) seep või sooda / sooda
Õige vastus: Täht C
Resolutsioon
Harjutus pakub välja probleemolukorra, kus koduperenaise külmkapis on tugevat lõhna, mis on põhjustatud põhilisest ainest. Seega on küsitav, millised materjalid oleksid selle probleemi lahendamiseks huvitavad.
Aluse neutraliseerimiseks on vaja kasutada happelist materjali või pH alla 7. Kuidas treenimine andis H kontsentratsiooni väärtused+ materjalidest piisas sellest, kui kasutate neid kõiki järgmises väljendis:
Seega:
Mahl: pH = 2
Piim: pH = 6
Äädikas: pH = 3
Alkohol: pH = 8
Seep: pH = 12
Tünn: pH = 12
Happelise iseloomuga materjalid on mahl, äädikas ja piim. Seega toob ainult alternatiiv c happelisi materjale.
3. Tasakaalukonstant Enemis
3.1- (vaenlane-2016) Pärast nende täielikku kulumist saab rehve energia tootmiseks põletada. Vulkaniseeritud kummi täielikul põlemisel tekkivate gaaside hulgas on mõned saasteained ja põhjustavad happevihmasid. Et vältida nende atmosfääri pääsemist, saab need gaasid mullitada sobivat ainet sisaldavasse vesilahusesse. Võtke arvesse alltoodud tabelis loetletud teavet aine kohta:
Tabelis loetletud ainete seas on saasteaineid kõige tõhusamalt kõrvaldada (a)
a) fenool.
b) püridiin.
c) metüülamiin.
d) kaaliumvesinikfosfaat.
e) kaaliumvesiniksulfaat.
Õige vastus: D-täht
Resolutsioon
Harjutus tekitab probleemse olukorra, kus saastavad gaasid soodustavad happevihmasid. Seejärel küsib ta, milline mainitud ainetest oleks huvitav nende gaaside neutraliseerimiseks ja sellest tulenevalt happevihmade vältimiseks.
Happevihma vältimiseks tuleb happelised gaasid neutraliseerida aluselise lahusega. Selle tunnusega ained vabastavad eelistatavalt OH-rühmi- keskel. Tabelis on püridiin, metüülamiin ja kaaliumvesinikfosfaat aluselised ained.
Seega peame saasteaineid tõhusamalt eemaldava aine määramiseks analüüsima ionisatsioonikonstandi väärtust. Mida suurem on konstant, seda suurem on võime OH vabastada-. Seega kaaliumvesinikfosfaat see on antud juhul kõige sobivam aine.
3.2- (vaenlane-2015) Tööstustes, kus heitvesi suunatakse veekogudesse, näiteks jõgedesse ja järvedesse, kasutatakse mitmeid happeid, mis võivad mõjutada keskkonnatasakaalu. Happesuse neutraliseerimiseks võib heitveele lisada sobivas koguses kaltsiumkarbonaatsoola, kuna see toodab vesinikkarbonaati, mis neutraliseerib vett. Esitatakse protsessiga seotud võrrandid:
II, III ja IV reaktsiooni tasakaalukonstandi väärtuste põhjal 25 juuresO C, kui suur on reaktsiooni I tasakaalukonstandi arvuline väärtus?
a) 4,5x10-26
b) 5x10-5
c) 0,8x10-9
d) 0,2x105
e) 2,2x1026
Õige vastus: Täht B
Resolutsioon
See harjutus hõlmab pidevat ioniseerimist. Esialgu on oluline mõista, et võrrand I on tegelikult võrrandite II, III ja IV tulemus (summa). Seetõttu peame resolutsiooni algatamiseks kasutama hessi seadus.
Samm 1: Hessi seaduse kasutamine.
II võrrandi ümberpööramine ning võrrandite III ja IV hoidmine on:
Seega võime täheldada, et anioon CO3-2 ja H-katioon+ elimineeritakse ja võrrandite summa tulemusena saadakse võrrand I.
2. samm: pidev arvutus
Ionisatsioonivõrrandi tasakaalukonstant antakse alati, korrutades teiste võrrandite konstandid:
Minu poolt. Diogo Dias
