Съдържание

Условие Отговори Решение

НОХ 2007, III кръг (национален) — Задача 27. XXXV НОХ (2003), 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

Към 0.100 L 0.1 mol/L разтвор на оцетна киселина са прибавени 0.050 L 0.1 mol/L разтвор на натриева основа. Полученият разтвор е разделен на две равни части – разтвор (1) и разтвор (2). Към разтвор (1) са прибавени 0.050 L 0.01 mol/L разтвор на сярна киселина, а към разтвор (2) са прибавени 0.020 L 0.05 mol/L разтвор на натриева основа. Температурата по време на опита е 298 K и след смесването не се наблюдава промяна на обема. Стойността на дисоциационната константа на оцетната киселина при посочената температура е 1.8·10⁻⁵ mol/L.

1. Изчислете изменението на pH на изходния разтвор на оцетна киселина при десет кратното му разреждане.

2. Изведете израз за равновесната концентрация на водородните йони в буферен разтвор с pH<7.

3. Изчислете pH на разтвора преди разделянето му на две равни части. Как ще се промени тази стойност при десет кратно разреждане на този разтвор? Обосновете отговора.

4. Изчислете количеството вещество на оцетната киселина и натриевия ацетат в разтворите (1) и (2) след прибавяне съответно на сярна киселина и натриева основа;

5. Изчислете изменението на pH на разтворите (1) и (2) след прибавяне съответно на сярна киселина и натриева основа.

Отговори

Решение

Задача 3 - 15 точки

1. $c(\mathrm{H^+})$ - равновесна концентрация на $\mathrm{H^+}$ ; $c_0$ - начална концентрация на $\mathrm{CH_3COOH}$

$\mathrm{\underset{c_0\,-\,x}{CH_3COOH} \longleftrightarrow \underset{x}{H^+} + \underset{x}{CH_3COO^-}}$

Ако се пренебрегне концентрацията на $\mathrm{H^+}$ , получени при дисоциацията на водата и $c(\mathrm{H^+})$ = x, то:

$K_a = x^2\,/\,(c_0\text{-}x)$ ; $\quad c_0 \gg x \quad\Rightarrow\quad K_a = x^2\,/\,c_0$ и $x = \sqrt{c_0.K_a}$

$c(\mathrm{H^+}) = \sqrt{0.1\cdot1.8\cdot10^{-5}} = 1.34\cdot10^{-3}\ \mathrm{mol/L}$ ; $\quad$ pH = -lg $c(\mathrm{H^+})$ = 2.87 ≈ 2.9 - 1 т.

След десет кратно разреждане на изходния разтвор: $\quad c_0$ =0.01 mol/L

$c(\mathrm{H^+}) = \sqrt{0.01\cdot1.8\cdot10^{-5}} = 4.24\cdot10^{-4}\ \mathrm{mol/L}$ ; $\quad$ pH = 3.37 ≈ 3.4; $\quad$ ΔpH = 0.5 - 1+1 т.

2. Буферен разтвор на слаба киселина и нейна сол, напр. оцетна киселина AcOH и натриев ацетат AcONa, поддържа pH < 7. В такъв разтвор:

$\mathrm{AcOH \longleftrightarrow H^+ + AcO^-}$ ; $\quad$ и $\quad \mathrm{AcONa \longrightarrow Na^+ + AcO^-}$

От $\quad K_a = \dfrac{c(\mathrm{H^+})\,c(\mathrm{AcO^-})}{c(\mathrm{AcOH})}$ $\quad$ следва $\quad c(\mathrm{H^+}) = K_a\,\dfrac{c(\mathrm{AcOH})}{c(\mathrm{AcO^-})}$

За разтвор на слаба киселина $\quad c(\mathrm{AcOH}) \approx c_0(\mathrm{AcOH})$ ,

а за разтвор на силно дисоцииращ се електролит $\quad c(\mathrm{CH_3COO^-}) \approx c_0(\mathrm{AcONa})$ .

(*) $\quad c(\mathrm{H^+}) = K_a\,\dfrac{c_0(\mathrm{AcOH})}{c_0(\mathrm{AcO^-})}$ - 2 т.

3. Преди смесване: $\quad$ 0.01 mol $\quad$ 0.005 mol $\quad$ 0 mol

$\mathrm{CH_3COOH + NaOH \longrightarrow CH_3COONa + H_2O}$ - 1 т.

След смесване: $\quad$ 0.005 mol $\quad$ 0 mol $\quad$ 0.005 mol

Получава се 0.15 L буферен разтвор от $\mathrm{CH_3COOH}$ и $\mathrm{CH_3COONa}$

$c(\mathrm{H^+})$ = 1.8·10⁻⁵ (0.005 / 0.005) = 1.8·10⁻⁵ mol/L ; $\quad$ pH = 4.74₅ ≈ 4.7 - 1 т.

При разреждане на буферен разтвор pH не се променя, тъй като съгласно формулата (*), $c(\mathrm{H^+})$ зависи от отношението $c_0$ (киселина) / $c_0$ (сол) , което се запазва. - 1 т.

4. Преди прибавянето на $\mathrm{H_2SO_4}$ и NaOH разтворите (1) и (2) съдържат:

$n(\mathrm{CH_3COOH})$ = 0.005 / 2 = 0.0025 mol

$n(\mathrm{CH_3COONa})$ = 0.005 / 2 = 0.0025 mol - 1 т.

След прибавяне на $\mathrm{H_2SO_4}$ към разтвор (1) :

$\mathrm{2CH_3COONa + H_2SO_4 \longrightarrow 2CH_3COOH + Na_2SO_4}$

$n(\mathrm{CH_3COOH})$ = 0.0025 + 2 0.01 0.050 = 0.0025 + 0.001 = 0.0035 mol

$n(\mathrm{CH_3COONa})$ = 0.0025 – 2 0.01 0.050 = 0.0025 – 0.001 = 0.0015 mol - 2 т.

След прибавяне на NaOH към разтвор (2) :

$\mathrm{CH_3COOH + NaOH \longrightarrow CH_3COONa + H_2O}$

$n(\mathrm{CH_3COOH})$ = 0.0025 – 0.05 0.020 = 0.0025 – 0.001 = 0.0015 mol

$n(\mathrm{CH_3COONa})$ = 0.0025 + 0.05 0.020 = 0.0025 + 0.001 = 0.0035 mol - 1 т.

5. За разтвор (1):

$c(\mathrm{H^+})$ = 1.8·10⁻⁵ (0.0035 / 0.0015) = 4.2·10⁻⁵ mol/L ; $\quad$ pH = 4.38 ≈ 4.4 - 1 т.

ΔpH = 4.7 – 4.4 = 0.3 - 0.5 т.

За разтвор (2):

$c(\mathrm{H^+})$ = 1.8·10⁻⁵ (0.0015 / 0.0035) = 7.7·10⁻⁶ mol/L ; $\quad$ pH = 5.11 ≈ 5.1 - 1 т.

ΔpH = 4.7 – 5.1 = -0.4 - 0.5 т.

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