פתרון מוצע לבחינת מה"ט - כימיה כללית ואורגנית )שאלון 81429(, מועד: א קיץ תשפ"א, שהתקיימה בתאריך: 24/7/12 בעריכת: גב' קלאודיה אלזהולץ, ד"ר מרגריט

תמליל

1 שאלה א'( נניח שיש 011 גרם תמיסה: 100%=25% * (תמיסה) m /( %W = m (HCl m (HCl )=25 g n(hcl)=m/mw=25 g/36.45 g/mol = mol = m/d=011/0.1 =(תמיסה) V ml= L C(M)= n/v=0.686 mol/ l=8.23 M ב'( חישוב של ריכוז מוללי ממס m /מומס Cm =n m 100 =ממס g - 25 g = 75 g= Kg Cm =n /מומס m =ממס mol/0.075 Kg=9.15 m 1.2 א' נתונה תערובת של שתי חומצות חזקות שמתפרקות במים באופן מלא: H 2 SO 4 2H SO 4 HCl H + + Cl - עמוד 1 מתוך 11

2 n(total H + )=0.15L*0.12M*2+0.1L*0.2M=0.036mol+0.02mol=0.056 mol Vtot= 100 ml+150 ml=250 ml=0.25l כולל= tot C(H + )=n(tot)/v(tot)=0.056 mol/0.25 L=0.224M ph= -log(0.224)=0.65 ב' בסתירה מלאה מתקיים: n H + = n OH - =0.056 mol n(naoh)= mol m(naoh)=0.056 mol*40 g/mol=2.24 g שאלה סמל מס' פרוטונים מס' נויטרונים מס' אלקטרונים מטען נטו עמוד 2 מתוך 11

3 סכום שכיחויות כל האיזוטופים שווה ל 011% 2.119%=0.2820% %-5.845%-100%= Xi )שכיחות של האיזוטופ השלישי( עמוד 3 מתוך 11

4 ) מסה אטומית =A) amu= *A * amu * amu * amu A1=53.97amu )מסה אטומית של האיזוטופ הראשון( שאלה א' BaCl 2(aq) + Na 2 SO 4(aq) BaSO 4 + 2NaCl ב' המגיבים יגיבו ביחס של 0:0. נחשב מולים התחלתיים של שני המלחים על מנת לקבוע את הגורם המגביל: n=c*v n(bacl 2 ) =0.15L*0.02M=0.003mol n(na 2 SO 4 ) = L*0.314M= mol ניתן לראות שמלח של BaSO mol הוא הגורם המגביל בתגובה זו, לפיכך יתקבלו Na 2 SO 4 m (BaSO 4 )= mol* g/mol=0.464 g בתגובה נוצרים 1* מול תוצר NaCl ג' NaCl Na + + Cl - עמוד 4 מתוך 11

5 BaCl 2 Ba + + 2Cl - תחילה נחשב ריכוז של יוני הנתרן: [Na + ]= mol*2/ L=0.025 M ריכוז של יוני כלוריד מכיל יונים מפירוק של שני מלחים: NaCl ו- BaCl 2 n(cl - )= mol*2+ 2*(0.003mol mol)= mol [Cl - ]= mol/ l=0.038 M 3.2 א' יסוד E כיוון שיש לו אנרגיית יינון ראשונה הגבוהה ביותר. ב' יסוד A הוא אל מתכת ולא גז אציל : I1(A)<I1(E) ג' יסודות C ו B שייכים לטור 0 )מתכות אלקליות( מפני שהמעבר מ I1 ל I2 מאוד גבוה. ד' יסוד D שייך לטור 1 )מתכות אלקליות עפרוריות(, כיוון שיש קפיצה גדולה באנרגיה במעבר מ I2 ל I3 ניתן לראות את הקפיצות בערכי אנרגיית היינון של האטומים שאלה שלושת החומצות מתפרקות במים עד הסוף- חומצות חזקות: HNO 3 H + + NO 3 - עמוד 5 מתוך 11

6 HCl H + + Cl - HI H + + I - ph של התערובת נקבע לפי הכמות הכוללת של יון + H בתמיסה. נחשב מולים של החומצות הנתונות: n(hno 3 )=m/mw= g/63 g/mol=7.5*10-3 mol n(hi)=m/mw= g/127.9 g/mol=3*10-3 mol n(hcl)=m/mw= g/36.45 g/mol=5*10-3 mol n tot=1.55*10-2 mol [H + ]=n tot/v=1.55*10-2 mol /0.25 L=0.062 M ph= -log(0.062)= א' נתונה חומצה חלשה שמתפרקת לפי תגובת ש"מ הבאה: עמוד 6 מתוך 11

7 HNO 2(aq) + H 2 O (l) H3O + (aq) + NO 2 - (aq) יחסים Ka=7.2*10-4 ריכוזים התחלתיים שינוי בתגובה -X +X +X ריכוזים בסוף 0.25-X X X Ka= X *10-4 X-1.8*10-4 =0 X1=0.013 M X2= M ph=-log[h3o + ] =-log (0.013) =1.88 ב' בסתירה מלאה מתקיים: ) - )=n(oh n(h3o + עמוד 7 מתוך 11

8 0.13M*0.1 L=0.12M*V (OH - ) V (OH - )= L ג' אחרי שכל החומצה נסתרה נשאר עודף של בסיס בתמיסה וכן ה ph חייב להיות גדול מ 7. לא ניתן לחשב בדיוק כי אין נתון לגבי נפח הבסיס המוסף. שאלה א' Fe(OH) 2 Fe OH - S 2S נתון: [OH - ] = 2S =1.17*10-5 M S=5.85*10-6 M K sp =[ OH - ] 2 [ Fe +2 ]=S*(2S) 2 =4S 3 =4*(5.85*10-6 M) 3 =8*10-16 נתון: ב' ph=10.3 ניתן לחשב את ריכוז יוני ההידרוקסיד בתמיסה הזאת ולהציב בביטוי של K sp poh= =3.7 [OH - ] =1.99*10-4 M K sp =[ OH - ] 2 [ Fe +2 ]= [ 1.99*10-4 ] 2 [ Fe +2 ]= 8*10-16 עמוד 8 מתוך 11

9 [ Fe +2 ]= 1*10-9 M 5.1 מחמים מלח הידראט Ni 3 (PO 4 ) 2 *XH 2 O וכתוצאה מזה מולקולות המים מתאדות ומתקבל מלח אל מימי לפי התגובה הבאה: Ni 3 (PO 4 ) 2 *XH 2 O (s) Ni 3 (PO 4 ) 2(s) + XH 2 O (g) נחשב מולים של המים הנפלטים: n=m/mw=0.282 g/18 g/mol= mol מסה של מלח אל מימי שווה למסת ההידראט פחות מסות המים שיצאו ממנו בזמן החימום: m (Ni 3 (PO 4 ) 2(s) )=1 g g =0.718 g n(ni 3 (PO 4 ) 2(s) ) =m/mw=0.718/ g/mol= mol היחס המולי בין המלח האל מימי לבין המים שווה ל 3: mol/ mol=7.96=8 נוסחת ההידראט היא: (s) Ni 3 (PO 4 ) 2 *8H 2 O שאלה N 2 O (g) <-> N 2(g) + 1/2O 2 (g) Kc=1.4* NO (g) <-> N 2(g) + O 2 (g) Kc=4.1*10-31 עמוד 1 מתוך 11

10 אם להפוך את המשוואה הראשונה ולסכום אם המשוואה השנייה תתקבל המשוואה הרצויה : 2NO (g) <-> N 2 O (g) +1/2 O 2 (g) Kc=1/(1.4*10-19 )* 4.1*10-31 =1.7* לא ניתן לפתור, כל החומרים נוזלים: C 2 H 5 OH(l) + CH 3 COOH(l) <-> CH 3 COOC 2 H 5 (l) + H 2 O (l) שאלה 7: א. ב. ג. בשלב - 0 בתגובה בין הנתרן לכהל השלישוני נוצר אלקוקסיד שהוא נוקליאופיל ובסיסי חזק מאוד: עמוד 11 מתוך 11

11 בשלב 1 בתגובה בין האלקוקסיד שנוצר לאלקיל הליד הראשוני, ישנם שני מנגנונים אפשריים להרחשות: E2, ו- S. N 2 המנגנון העיקרי הוא S N 2 כי אין חימום והאלקיל הליד הוא ראשוני ופחות מופרע מרחבית. ד. בתגובה חסר הריאגנט HgSO 4 הריאגנט מספק יונים של +2 Hg אשר תורמים להאצת תגובת סיפוח המים לאלקין טרימינלי כי הוא פחות פעיל בהשוואה לאלקין פנימי. סיפוח המים מתרחש על פי כלל מרקובניקוב והתוצר יהיה קיטון. ה. עמוד 11 מתוך 11

12 שאלה 9: א. ב. ג. ד. ה. ו. עמוד 12 מתוך 11

13 שאלה א. ה- F 2 הוא מאוד ריאקטיבי ולכן קשה לשלוט בתגובה, לעומתו ה- I 2 חסר פעילות או ריאקטיביות בתגובות אלו. ב. הנוסחה לחישוב אחוז שכיחות של כל תוצר לאחר התמרה רדיקלית הינה: יחס קבלת תוצר בהתאם לסוג הרדיקל מספר המימנים מאותו סוג יחס קבלת תוצר בהתאם לסוג הרדיקל מספר מימנים מאותו סוג חישוב המכנה: אחוז שכיחות עמוד 13 מתוך 11

14 6x1+8x3.8+2x5=46.5 התוצרים שיתקבלו ואחוז שכיחות קבלתם: התוצר סוג הרדיקל המותמר יחס קבלת התוצר בהתאם לסוג הרדילק מספר המימנים מאותו סוג אחוז השכיחות % שניוני 1 1 שלישוני 8 1 שניוני התוצר שיתקבל בעדיפות גבוהה שניוני ראשוני עמוד 14 מתוך 11

15 הינם איזומרים מרחביים שבהם הסידור המרחבי של האטומים שונה ואינם שאלה א. דיאסטיראומרים שאינם אננטיומרים והם בעלי תמונות ראי אחת של השנייה ואינם חופפות. כלומר סטראואיזומרים תכונות פיזיקאליות שונות. ב. תרכובת מזו הינה איזומר מרחבי סימטרי אכיראלי המכיל לפחות שני מרכזים כיראליים או יותר. תרכובת זו אינה פעילה אופטית a קרבאניון ראשוני - b קרבאניון שניוני )אתילי( - C קרבאניון שלישוני - d קרבאניון שניוני )מתילי( עמוד 15 מתוך 11

16 e קרבאניון מתילי c הינו האניון שהכי לא יציב כי הוא בעל המספר הגדול ביותר של קבוצות דוחפות אלקטרונים. ככל שיש יותר קבוצות דוחפות אלקטרונים זה מעלה את צפיפות האלקטרונים על הקרבאניון ולכן הדחייה בין המטענים השליליים עולה והיציבות יורדת דרגת אי-הרוויה או אי-הריוויון מציינת את מספר זוגות המימנים החסרים בפחמימן נתון בהשוואה לאלקאן הרווי ממנו הוא נגזר, לכן לאלקאנים תהיה דרגת אי-רוויה אפס, ולאלקנים ואלקינים תהיה גבוהה מאפס )לפי מספר הקשרים הכפולים והמשולשים(. C a H b N c O d X e ניתן להשתמש במשוואה לחישוב דרגת האי-ריוויון של תרכובת בעלת נוסחא כללית: הבאה: e) degree of unsaturation = 1/2 (2 + 2a - b + c דרגת אי-הריוויון עבור = C 20 H 33 Br 1 כלומר חסרים 3 מימנים על מנת שהתרכובת תהיה רוויה. a=20; b=33; x=1 דרגת אי-הריוויון עבור = C 12 H 20 8 כלומר חסרים 6 מימנים על מנת שהתרכובת תהיה רוויה. a=12; b=20 ניתן גם לחשב מספר המימנים הכולל במצב רווי ולחשב את ההפרש או מספר המימנים החסרים ולחלק ב 1, למשל עבור C, 12 H 20 במצב רווי התרכובת תכיל 16 מימנים לפי,CnH2n+2 התרכובת הנתונה מכילה רק 11 מימנים אז חסרים 6 מימנים ולכן, דרגת האי-ריוויון הינה 8. עמוד 16 מתוך 11

17 01.1 א. ב. שאלה א. תרכובת מזו, אותו החומר. H R Br H S Br Br H S R H Br ב. אננטיומרים N N R S H H ג. איזומרים מבניים שינוי עמדה של קבוצה פונקציונאלית 00.1 א. השם הנכון הוא: 2-methyl-1-hexanol ב. השם הנכון הוא: 4,5-dibromo-2-octene עמוד 17 מתוך 11

18 שאלה א. ב a הסיפוח לפי מרקובניקוב, המימן מסתפח לפחמן הפחות מותמר, לפי יציבות של קרבוקטיון. מתקבל אותו תוצר..b הסיפוח לפי מרקובניקוב, המימן מסתפח לפחמן הפחות מותמר, לפי יציבות הקרבוקטיון. מתקבל אותו תוצר. עמוד 18 מתוך 11

19 01.8 לתרכובות 0 ו- 8 יש איזומרית ציס טרנס עמוד 11 מתוך 11