Съдържание

Условие Отговори Решение

НОХ 2007, III кръг (национален) — Задача 21. XXXVI НОХ (2004), теоретични задачи, Задача 3

Оригинал на условието (PDF)Съобщи за грешка

Всички материали от НОХ 2007

МОН, XXXIX НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2007 година · 15 т.

Внимание: Бележка към темата

Сборникът не съдържа решенията на Задачи 1–3 от 2001 г. и на Задачи 3 и 4 (и на Задача 2, 3.) от 2002 г.

XXXIX НОХООС – 2007, теоретичен кръг

МОН, XXXIX НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2007 година

Национален кръг, 31 март – 1 април

Теоретичен кръг

Условие

Известно е, че стомашният сок съдържа солна киселина. Основни компоненти на лекарствения препарат Dr Stoml, прилаган при висока киселинност на стомашен сок, са $\mathrm{NaHCO_3}$ и лимонена киселина $\mathrm{H_3Cit}$ . Препаратът може де се приема в прахообразно състояние или предварително разтворен във вода.

1. Изчислете pH на стомашен сок, ако 20 cm³ от него реагират с 13.5 cm³ 0.1M разтвор на NaOH.

2. За двата възможни приема на лекарствения препарат изчислете колко g $\mathrm{NaHCO_3}$ трябва да съдържа всяка доза, за да се неутрализират 0.35 g от солната киселина, която се съдържа в стомашния сок.

Водните разтвори на $\mathrm{NaHCO_3}$ имат слабо основна реакция (pH = 8.3).

3. Като направите обосновани приближения, изчислете константата на дисоциация на въглеродната киселина по схемата:

\mathrm{H_2CO_3 \longleftrightarrow 2H^+ + CO_3^{2-}}

В българския препарат против стомашни киселини Stopacid се съдържа $\mathrm{CaCO_3}$ . Значението на pH в наситен воден разтвор на $\mathrm{CaCO_3}$ при 20 °C е 9.9.

4. Като вземете предвид хидролизата на солта и направите обосновани приближения, изчислете разтворимостта (в mol/L) и произведението на разтворимост $K_s$ на $\mathrm{CaCO_3}$ .

Отговори

Решение

Задача 3 – 15 точки

1. $\mathrm{\underset{c_1,\,V_1}{HCl} + \underset{c_2,\,V_2}{NaOH} \longrightarrow NaCl + H_2O}$

$c_1V_1 = c_2V_2$ ; $\quad c_1$ x 20 = 0.1 x 13.5 ; $\quad c_1 = 6.75\mathrm{x}10^{-2}\ \mathrm{mol/L}$

$c(\mathrm{H^+}) = c(\mathrm{HCl}) = 6.75\mathrm{x}10^{-2}\ \mathrm{mol/L}$ (2т)

pH = - lg $c(\mathrm{H^+})$ = - lg(6.75x10⁻²) = 1.17 (1т)

2. При прием в прахообразно състояние препаратът се разтваря в стомашния сок. Протича реакцията:

$\mathrm{H^+ + HCO_3^- \longrightarrow H_2CO_3 \longrightarrow CO_2\uparrow + H_2O}$

с участието на $\mathrm{H^+}$ от дисоциацията на силната солна киселина, тъй като $\mathrm{H_3Cit}$ е слаба киселина.

$n(\mathrm{H^+}) = n(\mathrm{HCl}) = 0.35\ \mathrm{g}\,/\,36.5\ \mathrm{g\ mol^{-1}} = 9.6\mathrm{x}10^{-3}\ \mathrm{mol}$

$n(\mathrm{NaHCO_3}) = n(\mathrm{HCO_3^-}) = n(\mathrm{H^+}) = 9.6\mathrm{x}10^{-3}\ \mathrm{mol}$

$m(\mathrm{NaHCO_3}) = 84.0 \mathrm{\ x\ } 9.6\mathrm{x}10^{-3} = 0.806\ \mathrm{g}$ (1т)

При предварително разтваряне на лекарствената доза във вода протича обратим процес между $\mathrm{H_3Cit}$ и $\mathrm{NaHCO_3}$ – получават се цитратни йони, а в стомаха протича обменна реакция между цитратните йони и $\mathrm{H^+}$ от HCl. Следователно масата на $\mathrm{NaHCO_3}$ , необходим за неутрализация на солната киселина, няма да се промени: $\quad m(\mathrm{NaHCO_3})$ = 0.806 g. (1т)

3. Равновесия в разтвор на $\mathrm{NaHCO_3}$ ( $\mathrm{NaHCO_3 \longrightarrow Na^+ + HCO_3^-}$ ):

$\mathrm{HCO_3^- \longleftrightarrow H^+ + CO_3^{2-}}$ – дисоциация (1т)

$\mathrm{HCO_3^- + H_2O \longleftrightarrow H_2CO_3 + OH^-}$ – хидролиза (1т)

(или $\mathrm{HCO_3^- + HCO_3^- \longleftrightarrow H_2CO_3 + CO_3^{2-}}$ – автопротолиза - 2 т.)

Тъй като pH 8.3 се отклонява малко от неутралното, може да се направи приближението: $\quad [\mathrm{CO_3^{2-}}] \approx [\mathrm{H_2CO_3}]$ (1т)

$K_a = ([\mathrm{H^+}]^2.[\mathrm{CO_3^{2-}}])\,/\,[\mathrm{H_2CO_3}] \approx [\mathrm{H^+}]^2 = (10^{-8.3})^2 = 2.51\mathrm{x}10^{-17}\ \mathrm{mol/L}$ (2т)

4. Равновесия в наситения разтвор на $\mathrm{CaCO_3}$

( $c$ и $x$ – равновесни моларни концентрации (mol/L)):

разтваряне на $\mathrm{CaCO_3}$

$\mathrm{CaCO_{3(тв)} \longleftrightarrow \underset{c+x}{Ca^{2+}} + \underset{c}{CO_3^{2-}}}$ ; $\quad K_s = [\mathrm{Ca^{2+}}][\mathrm{CO_3^{2-}}] = (c+x)\,c$

хидролиза на $\mathrm{CO_3^{2-}}$

$\mathrm{\underset{c}{CO_3^{2-}} + H_2O \longleftrightarrow \underset{x}{HCO_3^-} + \underset{x}{OH^-}}$ $\quad K_{h,1} = [\mathrm{HCO_3^-}][\mathrm{OH^-}]\,/\,[\mathrm{CO_3^{2-}}] = x^2/c$

Хидролизата на $\mathrm{HCO_3^-}$ може да се пренебрегне:

$K_{h,2} = K_W/K_{a1}$ ; $\quad K_{h,1} = K_W/K_{a,2}$ ; $\quad K_{a,2} \ll K_{a,1}$ , следователно $K_{h,2} \ll K_{h,1}$ (1т)

$x = c(\mathrm{OH^-}) = 10^{-14}/c(\mathrm{H^+}) = 10^{-14}/10^{-pH} = 10^{-14+9.9} = 10^{-4.1} = 7.94\mathrm{x}10^{-5}\ \mathrm{mol/L}$ (1т)

$K_{h,1} = x^2/c = K_W/K_{a,2}$ ; $\quad K_W/K_{a,2} = x^2/c$ ; $\quad c = x^2\,K_{a,2}/K_W$

$c = [\mathrm{CO_3^{2-}}] = (7.94\mathrm{x}10^{-5})^2 \mathrm{\ x\ } 5.6\mathrm{x}10^{-11}/10^{-14} = 3.53\mathrm{x}10^{-5}\ \mathrm{mol/L}$ (1т)

Разтворимостта на $\mathrm{CaCO_3}$ е равна на $[\mathrm{Ca^{2+}}]$ :

$[\mathrm{Ca^{2+}}] = c + x = (3.53 + 7.94)\mathrm{x}10^{-5} = 1.15\mathrm{x}10^{-4}\ \mathrm{mol/L}$ (1т)

$K_s = (c + x)\,c = 1.15\mathrm{x}10^{-4} \mathrm{\ x\ } 3.53\mathrm{x}10^{-5} = 4.06\mathrm{x}10^{-9}\ \mathrm{mol^2/L^2}$ (1т)

Необходими данни (2007)

Необходими данни:

Моларни маси (g/mol): Al = 27, H = 1, Na = 23, O = 16

Дисоциационна константа на HOCl: $K_D = 3\ \mathrm{x}\ 10^{-8}\ \mathrm{mol/L}$

Константа на Фарадей: $F = 9.64\times10^{4}\ \mathrm{C}$

Примерни решения на задачите (2007)

МОН, XXXIX НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2007 година

Национален кръг, 31 март – 1 април

Теоретичен кръг

Примерни решения на задачите

XXXIX НОХООС – 2007, експериментална задача

XXXIX НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2007 година

Национален кръг, 31 март -1 април

Експериментална задача

XXXVIII НОХООС – 2006, теоретични задачи

XXXVIII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2006 година

Национален кръг, 31 март – 1 април

Теоретични задачи

Необходими данни (2006)

Необходими данни

Моларни маси (g/mol): H – 1, C – 12, N – 14, O – 16, Ba – 137.33

Дисоциационни константи:

на $\mathrm{CH_3COOH}$ : $K = 1.75\mathrm{x}10^{-5}$ ;

на $\mathrm{H_3PO_4}$ : $K_1 = 7.6\mathrm{x}10^{-3}$ , $K_2 = 6.2\mathrm{x}10^{-8}$ , $K_3 = 4.2\mathrm{x}10^{-13}$

Стандартни топлини на образуване $Q^0$ (kJ/mol):

$\mathrm{Ba(OH)_{2(тв)}}$ = 941, $\mathrm{H_2O_{(т)}}$ = 285.83

Степени на електролитна дисоциация на $\mathrm{Ba(OH)_2}$

$\alpha_1$ = 100 %; $\alpha_2$ = 50 %.

Произведение на разтворимост на $\mathrm{Ba_3(PO_4)_2}$ : $K_s = 6\mathrm{x}10^{-39}$

Универсална газова константа $R$ = 8.314 J/(mol K)

Абсолютна температура $T$ (K) = 273.15 + t (⁰C)

1 atm = 101325 Pa.

Характеристични ивици на поглъщане на някои групи

Група	Област на поглъщане, cm⁻¹
OH (алкохолна, свързана с водородна връзка)	3400-3200
C—H	3000-2800
C=O (анхидрид)	1820, 1750
C=O (естерна)	1730-1715
C=C	1680-1600
$\mathrm{C_6H_5}$	1600 и 1500
N-H	1570-1515

Примерни решения (2006)

Примерни решения и оценка на теоретични задачи от националния кръг на XXXVIII НОХООС – 2006 год.

XXXVII НОХООС – 2005, теоретични задачи

МОН, XXXVII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2005 година

Национален кръг, 25 – 27 март

Теоретични задачи

Необходими данни (2005)

Необходими данни

Универсална газова константа $R$ = 8.314 J/(mol K)

Равновесни константи:

$K_s(\mathrm{Mg(OH)_2}) = 1.8\mathrm{x}10^{-11}$

$K_s(\mathrm{Ni(OH)_2}) = 6.3\mathrm{x}10^{-18}$

$K_b(\mathrm{NH_3}) = 1.8\mathrm{x}10^{-5}$

1ppm = $1\mathrm{x}10^{-6}$ g

Характеристични ивици на поглъщане на някои групи

Група	Област на поглъщане, cm⁻¹	Група	Област на поглъщане, cm⁻¹
O-H-свързана - от алкохол - от карбоксилна група	3400-3200 3450-2500	C=O (амидна) C≡N	1700-1680 1610-1600
Алкини	3340-3270	NH₂	1640-1500
NH₃⁺	3100-2600	C₆H₅	1600 и 1500
C=O (киселина, димер)	1720-1700	(C-C) от C(CH₃)₃	1235-1255
C=O (естерна)	1730-1715	(C-C) от CH(CH₃)₂	1140-1175

XXXVII НОХООС – 2005, експериментална задача

XXXVII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА – 2005 година

Национален кръг, 24 – 27 март

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЗАДАЧА

Примерни решения (2005)

Примерни решения и оценка на теоретични задачи от националния кръг на XXXVII НОХиООС – 2005 год.

XXXVI НОХ – 2004, теоретични задачи

МОН, XXXVI НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2004 година

Национален кръг, 27 – 28 март

Теоретични задачи

Полезни данни (2004)

Полезни данни

$m = M\,\dfrac{I\,t}{z\,F}$

m – маса (g) отделено вещество на катода или анода;
M – моларна маса (g/mol) на веществото;
I – големина на тока (A);
t – време на електролиза (s);
z – брой отдадени или приети електрони;
F – константа на Фарадей (F = 96500 A s mol⁻¹)

Дисоциационни константи:

на $\mathrm{H_3Cit}$ по I степен $K_{a,1}$ =7.4.10⁻⁴ mol/L, на $\mathrm{H_2CO_3}$ по II степен $K_{a,2}$ = 5.6.10⁻¹¹ mol/L, като $K_{a,2} \ll K_{a,1}$ ;

Моларни маси (g/mol):

$\mathrm{NaHCO_3}$ = 84.0, $\quad$ HCl = 36.5

Характеристични честоти на трептене на някои функционални групи

Функционална група	Област на поглъщане, cm⁻¹
–OH във $\mathrm{H_2O}$	3710
–OH полиасоцирана	3400 – 2500
$\mathrm{–CH_3}$	2960 и 2870
$\mathrm{–CH_2–}$	2925 и 2850
$\mathrm{(CH_3)_2CH–}$	1370
–C=C–	1600 и 1500
–COOH	1750 – 1700
$\mathrm{–C_6H_5}$	1600 и 1500
$\mathrm{–NH_2}$	1640 и 1500
–N=O	1680 – 1480

Примерни решения (2004)

МОН, XXXVI НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2004 година

Национален кръг, 27 – 28 март

Примерни решения и оценка на теоретични задачи

Освен представените решения за вярно се приема и всяко друго решение, което е логично обосновано и води до същия (цифров или фактически) резултат.

XXXVI НОХ – 2004, експериментална задача

МОН, XXXVI НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2004 година

Национален кръг, 27 – 28 март

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЗАДАЧА

XXXV НОХ – 2003, теоретични задачи

МОН, XXXV НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2003 година

Национален кръг 19 – 20 април

Теоретични задачи

Таблица с области на поглъщане (2003)

Функцион. група	Област на поглъщане, cm⁻¹	Функцион. група	Област на поглъщане, cm⁻¹
$\mathrm{–NH_2}$ и >NH	3500 – 3300	$\mathrm{>C{=}N–}$	1695 – 1640
$\mathrm{=CH_2}$	3100 – 3000	$\mathrm{>C{=}N\!<}$	1670 – 1600
=CH	3300 – 3200	$\mathrm{–C_6H_5}$	~1660 и ~1500
$\mathrm{–CH_2–}$	2925 и 2850	–N=O	1680 – 1480
$\mathrm{–CH_3}$	2960 и 2870	>C=N–OH	1685 – 1650
$\mathrm{>NCH_3}$	2800 – 2700	Алкохоли и феноли	1200 – 1100
>C=O	1950 – 1600	Етери и ацетали	1200 – 1040

Примерни решения (2003)

Примерни решения и оценка на задачите от теоретичния кръг на Националния етап от Олимпиада Химия '2003

XXXV НОХ – 2003, експериментална задача

МОН, XXXV НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2003 година

Национален кръг, 19 – 20 април

Експериментална задача

XXXIV НОХ – 2002, теоретичен кръг

МОН, XXXIV НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2002 година

Национален етап 10-11 май

Теоретичен кръг

Изчисленията в задачите да се извършват с точност до втория знак след десетичната точка, като числата по-малки от 0.01 да се представят във вида a·10ⁿ.

Примерни решения (2002)

Примерни решения и оценка на задачите от теоретичния кръг на Националния етап от Олимпиада Химия '2002

XXXIV НОХ – 2002, експериментална задача

МОН, XXXIV НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ – 2002 година

Национален кръг, 10-12 май

Експериментална задача

XXXIII НОХ – 2001, теоретичен кръг

МОН, XXXIII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ, 2001 година

Национален етап, 4-7 май

Теоретичен кръг

XXXIII НОХ – 2001, експериментален кръг

МОН, XXXIII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ, 2001 година

Национален етап, 4-7 май

Експериментален кръг

XXXII НОХ – 2000, теоретичен кръг

МОН, XXXII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ 2000 година

Републикански етап, 5-8 май, 2000г., гр.Бургас

ТЕОРЕТИЧЕН КРЪГ

Примерни решения (2000)

ПРИМЕРНИ РЕШЕНИЯ И ОЦЕНКА НА ЗАДАЧИТЕ ОТ ТЕОРЕТИЧНИЯ КРЪГ

(Олимпиада ХИМИЯ '2000, 5-8 май, гр.Бургас)

XXXII НОХ – 2000, експериментална задача

МОН, XXXII НАЦИОНАЛНА ОЛИМПИАДА ПО ХИМИЯ 2000 година

Републикански етап, 5-8 май, гр.Бургас

ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ЗАДАЧА

Оригинал в Архива: Olimpiadi 2000-2007.PDF