Kérdések a következőkről: kémiai mérlegek Enemben nagyon visszatérőek. Ezt szem előtt tartva hoztuk létre ezt az anyagot, amely a legfontosabb témákat hozza fel a fizikai kémia ezen ágáról, amelyet az Országos Középiskolai Vizsga (Enem) tárgyal.
A kémiai egyensúlyhoz kapcsolódó kérdések között egyensúlyi állandónk van a mol / l koncentráció és a nyomás szempontjából, ionos egyensúlyi állandó, ionizációs állandó, egyensúlyi eltolódás, pH és pOH, hidrolízisállandó, puffer és állandó oldhatóság.
A fent leírt témák közül néhány közülük nagyobb hangsúlyt kap az Enem-ben:
Egyensúlyváltás
Ionizációs állandó
pH
sós hidrolízis
Videó lecke az Enem kémiai egyensúlyáról
1. Az Enem egyensúlyi elmozdulása
1.1- (Enem 2015) A hipoxia vagy a magassági betegség csökkent oxigénből (O2) a test artériás vérében. Emiatt sok sportoló kényelmetlenséget (fejfájást, szédülést, légszomjat) tapasztal, amikor fizikai aktivitást gyakorol nagy magasságban. Ilyen körülmények között csökken az oxigénnel kezelt hemoglobin (HbO) koncentrációja2) egyensúlyban van a vérben, a kapcsolatnak megfelelően:
A vér oxigénezett hemoglobin-koncentrációjának változása a következők miatt következik be:
a) a vérnyomás emelkedése.
b) a testhőmérséklet emelkedése.
c) a környezet hőmérsékletének csökkentése.
d) az oxigén parciális nyomásának csökkenése.
e) a vörösvértestek mennyiségének csökkenése.
Oxigénezett hemoglobin (HbO2) az egyenlet reaktánsaiban (jobb oldalon) található. A gyakorlat azt kérdezi, hogy a lehetőségek közül melyik vezetne az oxigénes hemoglobin változásához a vérben, vagyis balra vagy jobbra tolná el az egyensúlyt.
a) Hamis. A megnövekedett véráramlásnak semmi köze a megnövekedett vérnyomáshoz.
b) Hamis. A hőmérséklet nem változtatja meg a biztosított egyensúlyt.
c) Hamis. A hőmérséklet nem változtatja meg a biztosított egyensúlyt.
d) Igaz. Az oxigén parciális nyomásának csökkentése csökkenti az oxigénnel telített hemoglobin mennyiségét, balra tolja az egyensúlyt.
e) Hamis. A vörösvértestek számának csökkenése a hemoglobinok és az oxigénnel telített hemoglobinok számát egyaránt csökkenti.
1.2- (Enem 2011) Az üdítők egyre inkább a közegészségügyi politikák célpontjává váltak. Az öntapadó termékek foszforsavat, a kalcium rögzítésére káros anyagot, ásványi anyagot tartalmaznak, amely a fogmátrix fő alkotóeleme. A fogszuvasodás az egyensúlyhiány dinamikus folyamata a fogak demineralizációjában, az ásványi anyagok elvesztése a savasság miatt. Ismert, hogy a fogzománc fő összetevője egy hidroxiapatit nevű só. A szóda a szacharóz jelenléte miatt csökkenti a biofilm (bakteriális plakk) pH-ját, ami a fogzománc demineralizációját okozza. A nyálvédő mechanizmusok 20–30 percet vesznek igénybe a pH-szint normalizálásához, a fog remineralizálásához. A következő kémiai egyenlet képviseli ezt a folyamatot:
Figyelembe véve, hogy egy személy naponta fogyaszt üdítőitalokat, a fogak demineralizációs folyamata következhet be az alábbiak fokozott koncentrációjának eredményeként:
a) OH-, amely reagál a Ca-ionokkal2+, jobbra tolva az egyensúlyt.
b) H+, amely reagál az OH hidroxilokkal-, jobbra tolva az egyensúlyt.
c) OH-, amely reagál a Ca-ionokkal2+, balanccsal eltolva az egyensúlyt.
d) H+, amely reagál az OH hidroxilokkal-, balanccsal eltolva az egyensúlyt.
e) Ca2+, amely reagál az OH hidroxilokkal-, balanccsal eltolva az egyensúlyt.
Helyes válasz: B betű
Felbontás
A demineralizációs folyamat jobbra tolja az egyensúlyt. Amikor az illető szódát iszik, savas anyagot fogyaszt, vagyis növeli a H mennyiségét+ középen. a H+ gyorsan kölcsönhatásba lép az OH-val- egyensúlyban van, csökkentve az OH mennyiségét-. Ily módon az egyensúly jobbra tolódik, demineralizálja a fogat.
1.3- (Enem-2013) A vízkezelés egyik lépése a fertőtlenítés, a klórozás a leggyakrabban alkalmazott módszer. Ez a módszer abból áll, hogy klórgázt nyomás alatt oldunk és feloldunk a fertőtlenítendő vízre. A kémiai reakció egyenletei a következők:
A fertőtlenítő hatást hipoklorinsav szabályozza, amelynek fertőtlenítési potenciálja körülbelül 80-szor nagyobb, mint a hipoklorit anioné. A táptalaj pH-értéke azért fontos, mert befolyásolja a hipoklorinsav ionizációjának mértékét. A fertőtlenítés hatékonysága érdekében a kezelendő víz pH-jának közelebb kell lennie:
a) 0
b) 5
c) 7
d) 9
e) 14
Helyes válasz: B betű
A szöveg szerint a legjobb fertőtlenítő hatást a HClO anyag hajtja végre. Ezért minden értelmezésnek és következtetésnek az anyag megszerzésének módjára kell irányulnia.
A HClO anyag jelen van a második mérlegben, ezért érdekes taktika az egyensúly balra tolása. Erre a Le Chatelier elve, lehetőségünk van a H mennyiségének növelésére+ (savas anyag hozzáadása, pH 7-nél kisebb), vagy növelje a Cl mennyiségét-.
Figyelemre méltó, hogy az első egyenletben van egy másik kémiai egyensúly, amely bemutatja a HClO fajokat-, amely affinitással rendelkezik a H-val+, balanccsal eltolva az egyensúlyt. Ez egy olyan lépés, amelyet nem akarunk.
Ezért savas pH-t kell használnunk (7 alatt). Ez a pH azonban nem lehet túl savas ahhoz, hogy elkerüljék a sok kationt.+ középen.
Lásd még:Kémiai egyensúly a barlangokban
2. pH és sóoldat hidrolízis Enem
2.1- (Enem-2017) Az extrakciós eljárás során számos természetes termék nyerhető a növényekből. A Lapachol a naftokinon osztályba tartozik. Szerkezete rendelkezik enol-hidroxil-csoporttal (pKa = 6,0), amely lehetővé teszi, hogy ezt a vegyületet megfelelő oldattal extrahálva, majd egyszerű szűréssel izolálják az ipe fűrészporból. Tekintsük, hogy pKa = -log Ka, és hogy Ka a lapachol-ionizációs reakció savállandója.
Melyik megoldást kell használni a lapachol hatékonyabb kivonására az ipê fűrészporból?
a) Na-oldat2CO3 hogy lapacholsót képezzen.
b) ecetsav / nátrium-acetát pufferoldat (pH = 4,5).
c) NaCI-oldat a közeg ionerősségének növelése érdekében.
d) Na-oldat2CSAK4 hogy ionpárt képezzen a lapachollal.
e) sósavoldat sav-bázis reakcióval történő kivonása céljából.
Az állítás azt jelzi, hogy az anyag pKa értéke 6,0. Ezt a pKa értéket kell használni a pKa kifejezésben:
Mivel a Ka kicsi, a lapachol savas anyag, ezért eltávolításához hasznos egy alapanyagot használni.
egy igaz. A só alapvető, mivel erős bázisból származik (mert az IA családból származik), és a CO3 gyenge savból származik (H2CO3).
b) Hamis. A pufferoldat savas, és szükségünk van egy bázisra.
c) Hamis. A NaCl semleges só, mivel erős bázisból származik (mert az IA családból származik), Cl pedig erős savból (HCl) származik.
d) Hamis. Nál nél2CSAK4 semleges só, mivel a Na erős bázisból származik (mert az IA családból származik), és SO4 erős savból származik (H2CSAK4).
hamis. A HCl egy sav, és szükségünk van egy bázisra.
2.2- (Elem- 2014) A környezeti hatások minimalizálása érdekében a brazil jogszabályok meghatározzák, hogy a közvetlenül a befogadó testbe kibocsátott kémiai maradványok pH-ja 5,0 és 9,0 között van. Az ipari eljárás során keletkező vizes folyékony hulladék hidroxilion-koncentrációja 1,0.10-10 mol / L. A jogszabályoknak való megfelelés érdekében egy vegyész a következő anyagokat választotta el, amelyek a vállalat raktárában kaphatók: CH3COOH, Na2SO4, CH3OH, K2CO3 és NH4Cl.
Ne álljon meg most... A reklám után még több van;)
Hogy a maradék közvetlenül a befogadó testbe kerüljön, melyik anyaggal lehetne beállítani a pH-t?
a) CH3COOH
kuka2CSAK4
c) CH3ó
d) K2CO3
e) NH4Cl
Helyes válasz: D betű
Felbontás
1. lépés: Határozzuk meg a maradék pH-ját.
A gyakorlat azt jelzi, hogy a maradék hidroxid-koncentrációja 10-10.
Ezért kiszámíthatjuk ennek a maradéknak a pH-ját:
A fentiek alapján megállapíthatjuk, hogy a maradéknak savas jellege van, mivel pH-ja kevesebb, mint 7. Így annak semlegesítéséhez elengedhetetlen egy alapvető karakterű anyag használata.
2. lépés: Határozza meg az egyes sók karakterét, hogy jelezze, melyik bázikus, mint CH3A COOH (a) alternatíva sav és CH3Az OH (c alternatíva) egy savas, alkoholos szerves osztály.
b) Semleges só, mivel a Na erős bázisból származik (mert az IA családból származik), és az SO4 erős savból származik (H2CSAK4).
d) Lúgos só, mivel K erős bázisból származik (mert az IA családból származik), és CO3 gyenge savból származik (H2CO3).
e) Savsó NH-ként4 gyenge bázisról származik (NH4OH), és Cl egy erős savból (HCl) származik.
2.3- (Elem- 2014) Egy kutató észreveszi, hogy az egyik tégely címkéje, amelyben az emésztőenzimek koncentrátumát tartja, olvashatatlan. Nem tudja, hogy az üveg milyen enzimet tartalmaz, de gyanítja, hogy ez egy gyomor-proteáz, amely fehérje emésztésével működik a gyomorban. Tudva, hogy a gyomorban az emésztés savas és a belek bázikusak, öt kémcsövet állít össze étellel másként adjuk hozzá az enzimkoncentrátumot meghatározott pH-jú oldatokhoz, és várjuk meg, hogy az enzim működik-e valamiben azok. Az a kémcső, amelyben az enzimnek hatnia kell annak jelzésére, hogy a kutató hipotézise helyes, tartalmaz:
a) burgonyakocka pH = 9 oldatban.
b) húsdarab oldatban, amelynek pH = 5.
c) főtt tojásfehérje pH = 9 oldatban.
d) tészta adag oldatban, amelynek pH-értéke 5.
e) vajgolyó pH = 9 oldatban.
Helyes válasz: B betű
A gyakorlat a hallgatótól jó értelmezést és összefüggést követel meg az ételek biokémiai ismereteivel. Tájékoztatja, hogy a kutató úgy gondolja, hogy az enzim emésztő, savas pH-n és fehérjékre hat (mivel ez egy proteáz).
Ha ez az enzim savas környezetben hat, a pH-nak 7-nél kisebbnek kell lennie. A hús fehérjékből áll, míg a tészta szénhidrátokból áll. Tehát a helyes válasz az alternatív b.
2.4- (Elem- 2012) Egy háziasszony véletlenül ledobta a hűtőszekrényben lévő hal kiolvasztásakor a vizet, amely erős és kellemetlen szagot hagyott maga után a készülékben. Ismeretes, hogy a halak jellegzetes szaga az aminoknak köszönhető, és ezek a vegyületek bázisként viselkednek. A táblázatban fel vannak sorolva néhány, a konyhában található anyag hidrogén-koncentrációja, amelyet a háziasszony gondolni kíván a hűtőszekrény tisztításakor.
A felsorolt anyagok közül melyik alkalmas e szag enyhítésére?
a) Alkohol vagy szappan
b) Citromlé vagy alkohol
c) Citromlé vagy ecet
d) Citromlé, tej vagy szappan
e) Szappan vagy szóda / szóda
Helyes válasz: C betű
Felbontás
A gyakorlat olyan problémás helyzetet javasol, amelyben a háziasszony hűtőszekrényének erős szaga van, amelyet alapvető természetű anyag okoz. Így kérdéses, hogy mely anyagok lennének érdekesek megoldani ezt a problémát.
A bázis semlegesítéséhez savas jellegű vagy 7-nél alacsonyabb pH-értékű anyagot kell használni. Hogyan adta meg a testmozgás a H koncentráció értékeit+ az anyagok közül elég volt mindegyiket használni az alábbi kifejezésben:
Így:
Lé: pH = 2
Tej: pH = 6
Ecet: pH = 3
Alkohol: pH = 8
Szappan: pH = 12
Hordó: pH = 12
A savas jellegű anyagok a gyümölcslé, az ecet és a tej. Így csak a c alternatíva hoz savas jellegű anyagokat.
3. Az Enem egyensúlyi állandója
3.1- (Enem-2016) Teljes abroncsuk után az abroncsok elégethetők energiatermelés céljából. A vulkanizált gumi teljes elégetésénél keletkező gázok közül néhány szennyező anyagot tartalmaz, és savas esőt okoz. Annak megakadályozása érdekében, hogy a légkörbe kerüljenek, ezeket a gázokat megfelelő anyagot tartalmazó vizes oldatba lehet buborékoltatni. Vegye figyelembe az alábbi táblázatban felsorolt anyaginformációkat:
A táblázatban felsorolt anyagok közül az képes a leghatékonyabban eltávolítani a szennyező gázokat (a)
a) fenol.
b) piridin.
c) metil-amin.
d) kálium-hidrogén-foszfát.
e) kálium-hidrogén-szulfát.
Helyes válasz: D betű
Felbontás
A gyakorlat olyan problémát jelent, amelyben a szennyező gázok elősegítik a savas esőket. Aztán megkérdezi, hogy az említett anyagok közül melyik lenne érdekes e gázok semlegesítésére és következésképpen a savas eső elkerülésére.
A savas eső elkerülése érdekében a savas gázokat bázikus oldattal semlegesíteni kell. Az ilyen tulajdonsággal rendelkező anyagok azok, amelyek előnyösen felszabadítják az OH csoportokat- középen. A táblázatban a piridin, a metil-amin és a kálium-hidrogén-foszfát bázikus anyag.
Így a szennyező gázok hatékonyabb eltávolítására képes anyag meghatározása érdekében elemeznünk kell az ionizációs állandó értékét. Minél nagyobb az állandó, annál nagyobb az OH felszabadításának képessége-. Így a kálium-hidrogén-foszfát ez a legalkalmasabb anyag ebben az esetben.
3.2- (Enem-2015) Számos savat alkalmaznak olyan iparágakban, amelyek szennyvizeiket víztestekben, például folyókban és tavakban ártalmatlanítják, ami befolyásolhatja a környezeti egyensúlyt. A savasság semlegesítése érdekében a szennyvízbe megfelelő mennyiségben kalcium-karbonát-sót adhatunk, mivel az hidrogén-karbonátot eredményez, amely semlegesíti a vizet. A folyamatban szereplő egyenletek bemutatásra kerülnek:
A II., III. És IV. Reakció egyensúlyi állandóinak értékei alapján 25-nélO C, mekkora az I reakció egyensúlyi állandójának számértéke?
a) 4,5x10-26
b) 5x10-5
c) 0,8x10-9
d) 0,2x105
e) 2,2x1026
Helyes válasz: B betű
Felbontás
Ez a gyakorlat állandó ionizációt tartalmaz. Kezdetben elengedhetetlen annak megértése, hogy az I egyenlet valójában a II, III és IV egyenlet eredménye (összege). Ezért a felbontás kezdeményezéséhez a hess törvénye.
1. lépés: Hess-törvény használata.
Megfordítva a (II) egyenletet és megtartva a (III) és (IV) egyenletet:
Így megfigyelhetjük, hogy az anion CO3-2 és a H kation+ megszűnik, és az egyenletek összege az I. egyenletet eredményezi.
2. lépés: állandó számítás
Az ionizációs egyenlet egyensúlyi állandóját mindig a többi egyenlet állandóinak szorzatával adjuk meg:
Általam. Diogo Dias
