Pitanja o kemijske vage u Enem-u vrlo se ponavljaju. Imajući to na umu, stvorili smo ovaj materijal koji donosi najvažnije teme o ovoj grani Fizičke kemije obuhvaćenoj Državnim srednjoškolskim ispitom (Enem).
Među pitanjima vezanim uz kemijsku ravnotežu imamo konstantu ravnoteže u smislu koncentracije u mol / L i u smislu tlaka, ionska konstanta ravnoteže, ionizacijska konstanta, pomak ravnoteže, pH i pOH, konstanta hidrolize, pufer i konstanta topljivost.
Među gore opisanim subjektima, neki od njih dobivaju veću važnost u Enem-u:
Pomak ravnoteže
Konstanta jonizacije
pH
slana hidroliza
Video lekcija o kemijskoj ravnoteži u Enem-u
1. Pomak ravnoteže u Enemu
1.1- (Enem 2015) Hipoksija ili visinska bolest sastoji se od smanjenog kisika (O2) u arterijskoj krvi tijela. Iz tog razloga mnogi sportaši osjećaju nelagodu (glavobolje, vrtoglavica, otežano disanje) tijekom vježbanja tjelesnih aktivnosti na velikim visinama. U tim će uvjetima doći do smanjenja koncentracije oksigeniranog hemoglobina (HbO2) u ravnoteži u krvi, prema odnosu:
Do promjene koncentracije oksigeniranog hemoglobina u krvi dolazi zbog:
a) povišenje krvnog tlaka.
b) porast tjelesne temperature.
c) smanjenje temperature okoline.
d) pad parcijalnog tlaka kisika.
e) smanjenje količine crvenih krvnih zrnaca.
Oksigenirani hemoglobin (HbO2) nalazi se u reaktantima (desna strana) jednadžbe. Vježba postavlja pitanje koja bi od opcija dovela do promjene oksigeniranog hemoglobina u krvi, odnosno pomaknula bi ravnotežu ulijevo ili udesno.
a) Lažno. Povećani protok krvi nema nikakve veze s povišenim krvnim tlakom.
b) Lažno. Temperatura ne mijenja ravnotežu.
c) Lažno. Temperatura ne mijenja ravnotežu.
d) Istina. Smanjenjem parcijalnog tlaka kisika smanjuje se količina oksigeniranog hemoglobina, pomičući ravnotežu ulijevo.
e) Lažno. Pad broja crvenih krvnih stanica uzrokovat će pad i broja hemoglobina i oksigeniranih hemoglobina.
1,2- (Enem 2011) Bezalkoholna pića postaju sve više i više meta javnih zdravstvenih politika. Proizvodi od ljepila sadrže fosfornu kiselinu, tvar koja šteti fiksaciji kalcija, minerala koji je glavna komponenta zubnog matriksa. Karijes je dinamičan proces neravnoteže u procesu demineralizacije zuba, gubitka minerala zbog kiselosti. Poznato je da je glavna komponenta zubne cakline sol koja se naziva hidroksiapatit. Soda, prisutnošću saharoze, smanjuje pH biofilma (bakterijski plak), uzrokujući demineralizaciju zubne cakline. Obrambenim mehanizmima slinovnice treba 20 do 30 minuta da normaliziraju razinu pH, remineralizirajući zub. Sljedeća kemijska jednadžba predstavlja ovaj postupak:
S obzirom na to da osoba svakodnevno konzumira bezalkoholna pića, može doći do procesa demineralizacije zuba kao rezultat povećane koncentracije:
a) OH-, koji reagira s Ca ionima2+, pomicanje ravnoteže udesno.
b) H+, koji reagira s OH hidroksilima-, pomicanje ravnoteže udesno.
c) OH-, koji reagira s Ca ionima2+, pomicanje ravnoteže ulijevo.
d) H+, koji reagira s OH hidroksilima-, pomicanje ravnoteže ulijevo.
e) Ca2+, koji reagira s OH hidroksilima-, pomicanje ravnoteže ulijevo.
Točan odgovor: Slovo B
Razlučivost
Proces demineralizacije pomiče ravnotežu udesno. Kad osoba pije sodu, unosi kiseli materijal, odnosno povećava količinu H+ u sredini. H+ brzo stupa u interakciju s OH- ravnoteže, smanjujući količinu OH-. Na taj se način ravnoteža pomiče udesno, demineralizirajući zub.
1,3- (Enem-2013) Jedan od koraka u obradi vode je dezinfekcija, a kloriranje je najčešće korištena metoda. Ova se metoda sastoji od otapanja plina klora u otopini pod pritiskom i nanošenja u vodu koja se dezinficira. Uključene jednadžbe kemijske reakcije su:
Dezinfekcijskim djelovanjem upravlja hipoklorna kiselina koja ima potencijal dezinfekcije oko 80 puta veći od hipokloritnog aniona. PH medija je važan jer utječe na mjeru u kojoj hipoklorna kiselina ionizira. Da bi dezinfekcija bila učinkovitija, pH vode koja se tretira mora biti bliži:
a) 0
b) 5
c) 7
d) 9
e) 14
Točan odgovor: Slovo B
Prema tekstu, najbolje dezinfekcijsko djelovanje vrši tvar HClO. Stoga se svako tumačenje i zaključivanje mora usmjeriti prema načinu dobivanja ove tvari.
Tvar HClO prisutna je u drugoj ravnoteži, pa je zanimljiva taktika pomicanje te ravnoteže ulijevo. Zbog toga je, prema princip Le Chateliera, imamo mogućnost povećanja količine H+ (dodavanjem kisele tvari, pH manje od 7) ili povećati količinu Cl-.
Značajno je da u prvoj jednadžbi postoji još jedna kemijska ravnoteža koja predstavlja HClO vrstu-, koji ima afinitet s H+, pomicanje ravnoteže ulijevo. Ovo je potez koji ne želimo.
Stoga moramo koristiti kiseli pH (ispod 7). Međutim, ovaj pH ne bi trebao biti previše kiseo da bi se izbjeglo puno H kationa.+ u sredini.
Pogledajte i:Kemijska ravnoteža u špiljama
2. pH i hidroliza fiziološke otopine u Enem
2.1- (Enem-2017) Postupkom ekstrakcije iz biljaka se može dobiti nekoliko prirodnih proizvoda. Lapachol je iz klase naftokinona. Njegova struktura ima enol hidroksil (pKa = 6,0) koji omogućuje izoliranje ovog spoja iz piljevine ipe ekstrakcijom odgovarajućom otopinom, nakon čega slijedi jednostavna filtracija. Uzmimo u obzir da je pKa = -log Ka i da je Ka kiselinska konstanta reakcije ionizacije lapachola.
Koju otopinu treba koristiti za učinkovitije izdvajanje lapakola iz ipê piljevine?
a) Na otopina2CO3 da nastane sol lapahola.
b) Puferna otopina octene kiseline / natrijevog acetata (pH = 4,5).
c) Otopina NaCI radi povećanja ionske snage medija.
d) Na otopina2SAMO4 kako bi se stvorio ionski par s lapakolom.
e) HCI otopina kako bi se ekstrahirala kiselinsko-baznom reakcijom.
Izjava ukazuje da je pKa tvari 6,0. Ova vrijednost pKa mora se koristiti u izrazu pKa:
Kako je vaš Ka malen, lapachol je kisela tvar, pa je za njegovo uklanjanje korisno koristiti osnovnu tvar.
istina. Sol je osnovna jer dolazi iz jake baze (jer je iz obitelji IA) i CO3 potječe od slabe kiseline (H2CO3).
b) Lažno. Puferska otopina je kisela i potrebna nam je baza.
c) Lažno. NaCl je neutralna sol, jer dolazi iz jake baze (jer je iz obitelji IA), a Cl dolazi iz jake kiseline (HCl).
d) Lažno. Na2SAMO4 je neutralna sol, jer Na dolazi iz jake baze (jer je iz obitelji IA) i SO4 potječe od jake kiseline (H2SAMO4).
to je lažno. HCl je kiselina i potrebna nam je baza.
2,2- (Enem-2014) Kako bi minimalizirao utjecaje na okoliš, brazilsko zakonodavstvo utvrđuje da kemijski ostaci ispušteni izravno u tijelo za prihvat imaju pH između 5,0 i 9,0. Vodeni tekući otpad nastao u industrijskom postupku ima koncentraciju hidroksilnih iona jednaku 1,0.10-10 mol / L. Kako bi se pridržavao zakonskih propisa, ljekar je razdvojio sljedeće tvari dostupne na skladištu tvrtke: CH3COOH, Na2SO4, CH3OH, K2CO3 i NH4Kl.
Ne zaustavljaj se sada... Ima još toga nakon oglašavanja;)
Da bi se ostatak pustio izravno u tijelo koje prima, koja bi se tvar mogla koristiti za podešavanje pH?
a) CH3COOH
b) U2SAMO4
c) CH3Oh
d) K2CO3
e) NH4Kl
Točan odgovor: Slovo D
Razlučivost
Korak 1: Odrediti pH ostatka.
Vježba pokazuje da ostatak ima koncentraciju hidroksida jednaku 10-10.
Stoga možemo izračunati pH ovog ostatka:
Iz gore navedenog imamo da ostatak ima kiseli karakter, jer je njegov pH manji od 7. Stoga je za njezinu neutralizaciju bitno koristiti tvar osnovnog karaktera.
Korak 2: Odredite karakter svake soli kako biste naznačili koja je osnovna, kao CH3COOH (alternativa a) je kiselina, a CH3OH (alternativa c) je alkohol organske klase kiselog karaktera.
b) Neutralna sol, jer Na dolazi iz jake baze (jer je iz obitelji IA), a SO4 potječe od jake kiseline (H2SAMO4).
d) Osnovna sol, jer K dolazi iz jake baze (jer je iz obitelji IA), i CO3 potječe od slabe kiseline (H2CO3).
e) Kiselinska sol, kao NH4 dolazi iz slabe baze (NH4OH), a Cl dolazi iz jake kiseline (HCl).
2.3- (Enem- 2014) Istraživač primjećuje da je naljepnica na jednoj od staklenki u kojoj drži koncentrat probavnih enzima nečitka. Ne zna koji enzim čaša sadrži, ali sumnja da je u pitanju želučana proteaza, koja djeluje u želucu probavljanjem proteina. Znajući da je probava u želucu kisela, a crijeva osnovna, sastavlja pet epruveta s hranom različito, dodajte koncentrat enzima u otopine s utvrđenim pH i pričekajte da vidite djeluje li enzim u bilo kojem njihova. Epruveta u kojoj enzim mora djelovati kako bi ukazao na točnost hipoteze istraživača ona koja sadrži:
a) kocka krumpira u otopini s pH = 9.
b) komad mesa u otopini s pH = 5.
c) kuhani bjelanjak u otopini s pH = 9.
d) dio jufke u otopini s pH = 5.
e) lopta maslaca u otopini s pH = 9.
Točan odgovor: Slovo B
Vježba od učenika zahtijeva dobru interpretaciju i korelaciju s biokemijskim poznavanjem hrane. Obavještava da istraživač misli da je enzim probavni, djeluje na kiseli pH i djeluje na proteine (jer je proteaza).
Ako ovaj enzim djeluje u kiselom okolišu, pH mora biti manji od 7. Meso se sastoji od proteina, dok tjesteninu čine ugljikohidrati. Dakle, pravi odgovor je alternativa b.
2,4- (Enem- 2012) Domaćica je slučajno ispustila vodu iz odmrzavanja ribe u hladnjaku, što je unutar uređaja ostavilo jak i neugodan miris. Poznato je da je karakterističan miris ribe posljedica amina i da se ti spojevi ponašaju kao baze. U tablici su navedene koncentracije vodika nekih materijala koji se nalaze u kuhinji, a koje domaćica misli koristiti prilikom čišćenja hladnjaka.
Koji su od navedenih materijala prikladni za ublažavanje ovog mirisa?
a) Alkohol ili sapun
b) Limunov sok ili alkohol
c) Limunov sok ili ocat
d) Limunov sok, mlijeko ili sapun
e) sapun ili soda / soda pepeo
Točan odgovor: Slovo C
Razlučivost
Vježba predlaže problematičnu situaciju u kojoj hladnjak domaćice ima jak miris koji uzrokuje supstanca osnovne prirode. Stoga se postavlja pitanje koji bi materijali bili zanimljivi za rješavanje ovog problema.
Da bi se baza neutralizirala, potrebno je upotrijebiti materijal kisele prirode ili s pH nižim od 7. Kako su vježbe pružale vrijednosti koncentracija H+ materijala bilo je dovoljno upotrijebiti svaki u donjem izrazu:
Tako:
Sok: pH = 2
Mlijeko: pH = 6
Ocat: pH = 3
Alkohol: pH = 8
Sapun: pH = 12
Bačva: pH = 12
Kiseli karakter su sok, ocat i mlijeko. Dakle, samo alternativa c donosi materijale kisele prirode.
3. Konstanta ravnoteže u Enemu
3,1- (Enem-2016) Nakon potpunog trošenja gume se mogu izgorjeti radi proizvodnje električne energije. Među plinovima koji nastaju u potpunom izgaranju vulkanizirane gume, neki su zagađivači i uzrokuju kisele kiše. Kako bi se spriječilo njihovo izlazak u atmosferu, ti se plinovi mogu mjehurirati u vodenu otopinu koja sadrži prikladnu tvar. Razmotrite podatke o tvari navedene u donjoj tablici:
Među tvarima navedenima u tablici, ona koja može najučinkovitije ukloniti zagađujuće plinove je (a)
a) fenol.
b) piridin.
c) metilamin.
d) kalij hidrogenfosfat.
e) kalijev hidrogen sulfat.
Točan odgovor: Slovo D
Razlučivost
Vježba predstavlja problematičnu situaciju u kojoj zagađujući plinovi promiču kiselu kišu. Zatim pita koja bi od spomenutih tvari bila zanimljiva za neutraliziranje tih plinova i, shodno tome, izbjegavanje kiselih kiša.
Da bi se izbjegle kisele kiše, kiseli plinovi moraju se neutralizirati osnovnom otopinom. Tvari s ovom karakteristikom su one koje povoljno oslobađaju OH skupine- u sredini. U tablici su piridin, metilamin i kalij hidrogen fosfat osnovne tvari.
Dakle, da bismo odredili tvar sposobnu za učinkovitije uklanjanje zagađujućih plinova, moramo analizirati vrijednost ionizacijske konstante. Što je konstanta veća, veća je sposobnost oslobađanja OH-. Dakle, kalij hidrogen fosfat u ovom je slučaju najprikladnija tvar.
3,2- (Enem-2015) Nekoliko kiselina koristi se u industrijama koje otpadne vode odlažu u vodena tijela, poput rijeka i jezera, što može utjecati na ravnotežu okoliša. Da bi se neutralizirala kiselost, u otpadne vode može se dodati sol kalcijeva karbonata u odgovarajućim količinama, jer stvara bikarbonat, koji neutralizira vodu. Iznesene su jednadžbe uključene u postupak:
Na temelju vrijednosti konstanti ravnoteže reakcija II, III i IV, na 25O C, kolika je numerička vrijednost konstante ravnoteže reakcije I?
a) 4,5x10-26
b) 5x10-5
c) 0,8x10-9
d) 0,2x105
e) 2,2x1026
Točan odgovor: Slovo B
Razlučivost
Ova vježba uključuje stalnu ionizaciju. U početku je bitno razumjeti da je jednadžba I zapravo rezultat (zbroj) jednadžbi II, III i IV. Stoga, da bismo pokrenuli rezoluciju, moramo se koristiti načelima hessov zakon.
Korak 1: Upotreba Hess-ovog zakona.
Invertirajući jednadžbu II i zadržavajući jednadžbe III i IV, imamo:
Dakle, možemo primijetiti da anion CO3-2 i kation H+ eliminirat će se, a zbroj jednadžbi rezultirat će jednadžbom I.
Korak 2: stalni proračun
Konstanta ravnoteže jednadžbe ionizacije uvijek se daje množenjem konstanti ostalih jednadžbi:
Ja, Diogo Dias
