docמיקוד בכימיה
download 
Report Transcription
מיקוד בכימיה
עדי פאבלוקס מיקוד בכימיה (בגרות קיץ )2011 חוברת תיקונים מצורפים העמודים שיש בהם תיקונים — התיקון מודגש בצבע אדום. העמודים בחוברת התיקונים זהים למספרי העמודים בספר המיקוד. לעדכונים ולהשלמות — אתר המיקודים אתכם לאורך כל הדרך מיקוד קיץ 2011כימיה — תיקונים 1 מיקוד בכימיה (בגרות קיץ )2011 חוברת תיקונים עדי פאבלוקס © 2011כל הזכויות שמורות לרכס פרויקטים חינוכיים בע"מ ולמחברת Printed in Israel 2011 אין לשכפל ,להעתיק ,לצלם ,להקליט ,לתרגם ,לאחסן במאגר מידע ,לשדר או לקלוט בכל דרך או אמצעי אלקטרוני ,אופטי או מכני או אחר ,כל חלק שהוא מספר זה .שימוש מסחרי ,מכל סוג שהוא ,בחומר הכלול בספר זה אסור בהחלט. אלא ברשות מפורשת בכתב מן המו"ל. רכס פרויקטים חינוכיים בע"מ ת"ד 75אבן יהודה 40500 טלפון 073-2550000פקסימיליה 073-2550055 אתר המיקודיםWWW.MIKUDIM.CO.IL : כתובתנו באינטרנטwww.reches.co.il : E–mail: main @ reches.co.il עשינו כמיטב יכולתנו לאתר את בעלי הזכויות של כל החומר ממקורות חיצוניים .אנו מתנצלים על כל השמטה או טעות .אם יובא הדבר לידיעתנו נפעל לתקנו במהדורות הבאות. רכס עושה כל שביכולתה כדי למנוע הופעת טעויות בספריה על אף זאת טעויות עלולות להופיע. כל טעות שתובא לידיעתנו תקבל מענה באתר מיקודים www.mikudim.co.il 2 העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברה פלילית. מהעובדה שבניסוי 2לא התרחשה תגובה ניתן להסיק שיוני ) Cu+2(aqאינם "מצליחים" למשוך אלקטרונים מהיסוד המתכתי .Pt(s) :מכאן ,שיוני ) Cu+2(aqהם מחמצנים פחות טובים יותר מיוני ) ,Pt+2 (aqושהיסוד המתכתי ) Cu(sמחזר טוב יותר מהיסוד המתכתי ).Pt(s דירוג המתכות על פי כושרן לחזרAl(s) > Cu(s) > Pt(s) : דירוג יוני המתכות על פי כושרם לחמצןPt+2(aq) > Cu+2(aq) > Al+3(aq) : ג. לא תתרחש תגובה משום שניתן לראות על פי סעיף ב' שיוני Al+3אינם מחמצנים חזקים יחסית, ולכן הם לא ”יצליחו" למשוך אלקטרונים מהיסוד המתכתי .Pt(s) :כיוון שלא תתרחש תגובה, ניתן לשמור את התמיסה בקופסה. עד כה למדנו שדרגת חמצון של יסודות ושל יונים חד אטומיים היא רק מטען היון. נשאלת השאלה :כיצד קובעים דרגות חמצון לאטומים שנמצאים בתרכובות מולקולאריות? במקרים רבים ,ניתן לקבוע את ד"ח של אטומים גם ללא ציור נוסחת המבנה ,בעזרת כמה כללים. כללים לקביעת דרגת חמצון )ד"ח(: הכללים מתבססים על שני עקרונות: v האטום האלקטרו שלילי יותר מושך אליו את אלקטרוני הקשר ,לכן תהיה לו ד"ח שלילית יותר. v סכום דרגות החמצון של חלקיק שווה למטען החלקיק. )Mg(s .1 דרגת החמצון של יסוד היא אפס: .2 דרגת החמצון של יון פשוט חד אטומי היא פשוט מטען היון. .3 סכום דרגות החמצון של נוסחה נייטרלית הוא .0 .4 סכום דרגות החמצון של יון רב אטומי שווה למטען היון. 5 דרגת החמצון של האטום Fבכל תרכובותיו היא .6 א .דרגת החמצון של האטום Hברוב תרכובותיו היא 0 . -1 F- +1 ב .דרגת החמצון של האטום Hבתרכובת עם מתכת היא )MgF2(s OH -, NH4+, )CaF2(s KF(s), )KHSO4(s . -1 . Mg+2, SiO2(s, SO4 -2 . Si(s), )CaH2(s תיקונים כימיה — מיקוד קיץ 2011 כימיה 2011 מיקוד קיץ NaHCO3 NaH(s), 673 בתמיסה בעלת .pH = 7 .1אם יש בקבוצה הצדדית Rקבוצה קרבוקסילית המטען של החומצה האמינית הוא .-1 .2אם יש בקבוצה הצדדית Rקבוצה אמינית המטען של H | NH3+ – C – COO| R החומצה האמינית הוא .+1 נציג את החומצות האמיניות השונות ,אך אין צורך לזכור אותם בע"פ!!! מיון החומצות האמיניות לפי הקבוצה הצדדית ,ולפי התנהגותן במים: .1חומצות אמיניות מסיסות במים ,בעלות קבוצה צדדית קטנה לא קוטבית. H | H2N – C – COOH | H גליצין Gly H | H2N – C – COOH | H – C – CH3 | CH2CH3 איזולאוצין Ile 4 120 H | H2N – C – COOH | CH3 אלאלנין Ala H | H2N – C – COOH | CH2 | H – C – CH2 | CH2 לאוצין Leu פלילית. עברה פלילית. המהווה עברה חינוכי ,המהווה לא חינוכי, מעשה לא הם מעשה זה הם מספר זה צילום מספר ו/או צילום העתקה ו/או העתקה H | H2N – C – COOH | H – C – CH3 | CH3 ואלין Val H H N C – COOH CH2 C H2 H2C פרולין Pro .2חומצות אמיניות שאינן מסיסות במים ,בגלל הקבוצה הצדדית הגדולה שלהן. H2N – CH – COOH H2N – CH – COOH H2N – CH – COOH CH2 CH2 CH2 N H OH פניל–אלנין Phe טריפטופן Trp טירוזין Tyr .3חומצות אמיניות מסיסות במים ,בעלות קבוצות צדדיות שיוצרות קשרי מימן עם המים. H | H2N – C – COOH | CH2 | OH H | H2N – C – COOH | CH2 | C NH2 H | H2N – C – COOH | H – C – OH | CH3 O H | H2N – C – COOH | CH2 | CH2 | C NH2 סרין Ser תריאונין Ter אספרגין Asn O גלוטמין Gln תיקונים כימיה — מיקוד קיץ 2011 2011כימיה מיקוד קיץ 5 121 המבנה הראשוני של חלבונים :רצף החומצות האמיניות בין חומצות אמיניות מתרחשת תגובת דחיסה שבה משתחררות מולקולות מים ונוצרים קשר פפטידיים. H O || | H – N – C – C – OH | | H R1 + H O | || H – N – C – C – OH | | H R2 + H O || | H – N – C – C – OH | | H R3 + 2H2O טרי–פפטיד: H O H O H O || | || | | | H – N – C – C – N – C – C – N – C – C – OH | | | | | | H R3 H R1 H R3 קשרים פפטידיים מטען הפפטיד: ב– pHניטטרלי ,כל קבוצה של החומצה האמינית טעונה במטען חיובי ,וכל קבוצה של החומצה הקרבוקסילית טעונה במטען חיובי. באופן כללי: H O H O H | || | || | + H3N – C – C – N – C – C – N – C – COO| | | | | R3 H R2 H R1 דוגמה: סה"כ המטען של הטריפפטיד שבדוגמה1- : 6 124 H O H O H | || | || | + H3N – C – C – N – C – C – N – C – COO| | | | | H H CH3 H CH2 | COO - פלילית. עברה פלילית. המהווה עברה חינוכי ,המהווה לא חינוכי, מעשה לא הם מעשה זה הם מספר זה צילום מספר ו/או צילום העתקה ו/או העתקה שאלת מאמר :1 היופי והחן של אבני חן אבני חן הן מינרלים נדירים יחסית ,בעלי יופי וחן שנובעים מהצבעוניות ומהברק שלהם .מינרלים הם חומרים טבעיים אי אורגאניים שנמצאים בקרקע :בחולות ,בסלעים ובקרקעית הים .כדי שמינרל יוכל לשמש כאבן חן ,עליו להיות מוצק קשיח — ולא מתפורר ,ועליו להיות קשה תמס — לא מסיס במים. מינרלים עשויים להיות יסודות או תרכובות .לעתים קרובות המינרלים הם חומרים יוניים שמכילים כמה סוגים של יונים .לדוגמה :אבן הטורקיז בנויה מהיונים .Cu+2, Al+3, PO4-3 :הצבע של הטורקיז נובע מנוכחות יוני הנחושת.Cu+2 , מקורם של חלק מאבני החן הוא מהחי ומהצומח כגון הפנינים והקורל שנוצרים בים .אבני חן רבות כגון יהלומים ,אבני ספיר וטופז ,נוצרות במעמקי המגמה בלחצים גבוהים ובטמפרטורות גבוהות. קשיות אבן החן נקבעת על ידי חריצת חומרים זה בזה .כלומר ,זהו גודל יחסי .היהלום מצליח לחרוץ כל חומר אחר ,ואף חומר אחר אינו חורץ יהלומים ,ולכן היהלום בסולם הקשיות של המדען מוס קיבל את הציון הגבוה ביותר .10 :ככל שאבן החן קשה יותר ,הליטוש שלה יישמר לאורך זמן וכך גם הברק והיופי שלה .הקשיות של מינרל תלויה בחוזק הקשרים בין החלקיקים ובמבנה הגבישי שלו .מינרל שבנוי משכבות מישוריות )למשל איור (Bעשוי להתפורר בקלות. לעומת זאת ,גביש בעל מבנה תלת ממדי מורכב יותר )למשל איור (Aיהיה חזק יחסית .ככל שהקשרים בין החלקיקים חזקים יותר ,אבן החן עשויה להיות חזקה יותר .טמפרטורת ההיתוך של חומרים בדרך כלל תואמת את חוזק הקשרים בין החלקיקים. תיקונים כימיה — מיקוד קיץ 2011 כימיה 2011 מיקוד קיץ 7 129 ו. חשבו כמה גרמים ) MgO(sדרושים כדי לסתור את כל יוני ההידרוניום שיש ב– 100מ"ל תמיסת HNO3(aq) 2Mעל פי התגובה: )3H2O(l 40 .1גרם ז. 20 .2גרם 4 .3גרם )2H3O+(aq Mg+2(aq) + + )MgO(s 2 .4גרם נתונים משפטים לגבי החומר שבאיור: N O N O O O O N O O O O N O O O N N נתונים מספר משפטים: החומר עשוי להתמוסס במים ,משום שיש בו מוקדים רבים ליצירת קשרי מימן עם .I מולקולות מים. .II החומר לא יתמוסס במים ,משום שאין בו קשרי מימן בין המולקולות. .IIIהקשר הקוולנטי החזק ביותר בחומר הוא .N=C .IVהקשר הקוולנטי החזק ביותר בחומר הוא .C=O אילו מהמשפטים נכונים מתחילתם ועד סופם לגבי החומר? III + I .1 138 8 IV + I .2 III + II .3 IV + II .4 פלילית .פלילית. המהווה עברה לא חינוכי, מעשה מספר זה העתקה המהווה עברה חינוכי, הםלא מעשה צילוםזה הם ו/אומספר צילום העתקה ו/או ח. איזו מבין החומצות האמיניות הבאות אינה מסיסה במים? .1 H | H2N – C – COOH | CH2 | .3 .2 H | H2N – C – COOH | CH2 | C NH2 O H | H2N – C – COOH | CH2 | NH C CH || HC N .4 H | H2N – C – COOH | OH 2011תיקונים כימיה — מיקוד קיץ 2011 כימיה מיקוד קיץ 9 139 שאלה :4חישובים כמותיים א. לפניכם 4בלונים שבכל בלון יש 0.2מול של חומרים גזיים בטמפרטורת החדר. Z - Wסימולים שרירותיים לאטומים .גלו בערת הנתונים מהם הגזים שבבלונים — O .אטום חמצן. נתון לגבי המסות של הגזים: נוסחת הגז מסה )גרם( W2 0.4 X 0.8 YO2 8.8 Z 44.4 X W2 YO2 Z ב. נתונה דגימה של 108גרם )?F2O(g .I כמה מול מולקולות יש בדגימה? .II כמה מול אטומים יש בדגימה? .III מהו מספר המולקולות בדגימה? .IV מהו מספר האטומים בדגימה? כידוע שאיפה של הגז האציל Heשהוא קל מהאוויר ,גורמת לקול להישמע גבוה במיוחד ג. ומצחיק. נמצא ,ששאיפת הגז האציל Xeשהוא כבד מהאוויר גורמת לקול להישמע נמוך במיוחד ומצחיק. מכיוון שהגז האציל Xeיקר ,ניתן לבצע את ה"קסם" של יצירת קול נמוך במיוחד עם הגז האינרטי )לא פעיל ,ולכן לא מזיק( ).SF6(g 10 .I רשמו ניסוח מאוזן לקבלת הגז ) SF6(gמהיסודות שלו גופרית S8(s) ,ו– )F2(g .II חשבו כמה גרמים יש לקחת מכל אחד מהמגיבים על מנת לייצר 730גרם ).SF6(g העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברה פלילית. מיקוד קיץ 2011כימיה 143 שאלה :6חומצות ובסיסים לכל אחת מחמש כוסות הכניסו 100מ"ל מיץ לימון שבו ריכוז יוני ההידרוניום H3O+(aq) ,הוא .1.2M בצעו חמישה ניסויים: v לכוס הראשונה הוסיפו 100מ"ל מים. v לכוס השנייה בעבעו 1.7גרם של הגז. NH3(g) : v לכוס השלישית הוסיפו 100מ"ל תמיסת H2SO4(aq) 0.6M v לכוס רביעית הוסיפו 100מ"ל תמיסת .NaOH(aq) 2M v לכוס חמישית בעבעו 0.1מול ).HCl(g א. קבעו בכל מקרה ,אם ה– pHעלה ,ירד או לא השתנה .נמקו. ב. קבעו בכל מקרה אם ה– pHבתום התגובה נמוך מ– ,7שווה ל– 7או גבוה מ– .7נמקו. ג. חשבו את ריכוז יוני ההידרוניום בכוס הראשונה ,השלישית והחמישית .פרטו דרך. 146 . פלילית.קיץ 2011כימיה — תיקונים העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברהמיקוד 11 שאלה :7שומנים להלן נתונים עבור המרכיבים התזונתיים של 100גרם של שלושה דברי מזון: גר' חלבונים גר' פחמימות גר' שומנים ערך קלורי גלידת שמנת 3.5 23.5 11 207 אגוזי פקאן 9.2 14 72 736 אגוזי מלך 24 10 59 730 להלן נתונים עבור הרכב חומצות השומן של שלושה המזונות: רווי חד לא רב לא גלידת שמנת אגוזי פקאן אגוזי מלך ענו על הסעיפים: א. ידוע שהערך הקלורי של חלבונים ופחמימות הוא 4קילו–קלוריות ,ואילו הערך הקלורי של שומנים הוא 9קילו–קלוריות .חשבו את הערך הקלורי של 100גרם מכל אחד מהמזונות. א. האם לדעתכם המזון שהערך הקלורי שלו למאה גרם הוא הנמוך ביותר הוא בהכרח המזון הבריא ביותר? נמקו. 12 העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברה פלילית. מיקוד קיץ 2011כימיה 147 חומצות השומן הבאות נמצאות בדברי המזון שבשאלה. ב. סמל S O L Ln רישום מקוצר C 18: 0 C 18: 1 W 9, cis C 18: 2 W 6, all cis C 18: 3 W 3,all cis .I מיינו את חומצות השומן הבאות לרוויות/חד לא רוויות/רב לא רוויות. .II דרגו את חומצות השומן על פי גובה טמפרטורת ההיתוך שלהם .נמקו תשובתכם. כדי לבדוק מהו הריכוז של חומצות השומן ”החופשיות" שאינן נמצאות בטריגליצרידים בשמן זית ,לקחו 100מ"ל שמן זית ובצעו טיטרציה בעזרת תמיסת .NaOH 0.1Mכל חומצות השומן ”החופשיות" נסתרו בדיוק על ידי 20מ"ל .NaOH 1M ג. ד. .I חשבו כמה מולים של NaOHנדרשו לסתירת החומצות. .II חשבו מהו הריכוז המולרי של חומצות השומן החופשיות בשמן. מעוניינים לסתור את כל חומצות השומן ”החופשיות שיש בעשרים ליטרים של אותו סוג של שמן זית שבדקנו בניסוי .כמה מולים של NaOHיש להוסיף לשני ליטרים של אותו סוג של שמן זית על מנת לסתור את כל החומצות החופשיות ,שגורמות לכך שלשמן יהיה טעם חמוץ. 148 פלילית.קיץ 2011כימיה — תיקונים העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברהמיקוד 13 מה עשויים להיות החומרים? .1 D = Br2 C = MgBr2 B = SiO2 A = Si .2 D = SiO2 C = H2O2 B = Br2 A = Al .3 D = Br2 C = MgBr2 B = SiO2 A = Al .4 D = Si C = SiO2 B = NH4Br A = Na 0.2מולים של תרכובת גזית Aמגיבה עם 0.7מולים של ) O2(gלקבלת 0.4מול ) SO3(gו– 0.2מול ג. ).Cl2O(g מהי הנוסחה המולקולארית של ?A SCl2 .1 .2 S2Cl2 S2Cl2O2 .3 SOCl2 .4 ד .דגימה של 0.1מולים של יסוד דו–אטומי שוקלת 3.8גרם .מהו היסוד? N2 .1 .2 O2 F2 .4 K2 .3 ה .נתונות 4תמיסות שוות נפח וריכוז של החומצות הבאות: I II OH OH O O C – CH – CH – C HO III CH –COOH O 2 C – CH2 – CH – C HO–C–COOH HO OH HO CH –COOH 2 מטטרים את שלוש החומצות בעזרת תמיסת 1M )(aq .NaOH באיזו /אילו מהתמיסות יידרש הנפח הגדול ביותר של תמיסת ה– NaOHלסתירת התמיסה? I .1 14 152 II .2 I .3ו–III O I .4ו– II עברה פלילית. המהווה עברה חינוכי ,המהווה לא חינוכי, מעשה לא הם מעשה זה הם מספר זה צילום מספר ו/או צילום העתקה ו/או העתקה פלילית. HO ונתונים ערכי האלקטרו שליליות של האטומים: האטום האלקטרו– Cl O N C B H 3.0 3.5 3.0 2.5 1.8 2.1 שליליות באיזו/באילו מהמולקולות יש דו קוטב קבוע? ד. .1 בכולן. .2 במולקולות OCl2 , NCl3 :בלבד. .3 בכולן פרט למולקולה .NCl3 .4 במולקולות OCl2 , NCl3 , HC2Cl :בלבד. נוסחת היהלום היא .C(s) :קראט אחד של יהלום מסתו 0.2גרם. כמה אטומים יש ביהלום בן 10קראט? 12 . 1023 .1 ה. 1023 .2 באיזה מבין החומרים הבאים אטום הגופרית ,S ,יכול רק לעבור תגובת חיזור? MgS .1 ו. 6 . 1023 .3 0.1666 .4 NaHS .2 לפניכם כמה תמיסותCH3COOH : MgSO3 .3 CH3CH2OH, KCl, MgSO4 .4 KOH, NH3, באילו תמיסות ה– pHשל התמיסה ירד בעקבות הוספת המים? ז. .1 NH3בלבד. .2 NH3ו– KOHבלבד. .3 CH3CH2OH ,NH3ו– KOHבלבד. .4 KClו– CH3COOHבלבד. רק אחת מחומצות השומן הבאות בטמפרטורת החדר היא מוצקה בטמפרטורת החדר .איזו מהן? 182 C 18: 1 W 9, cis .1 C 18: 3 W 3, all cis .2 C 18: 2 W 6, all cis .3 C 18: 1 W 9, trans .4 פלילית. קיץ 2011כימיה — תיקונים העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברהמיקוד 15 מבחן מתכונת מס' 5 פרק ראשון — חובה ) 40נקודות( ענו על שתי השאלות 1ו–) 2לכל שאלה — 20נקודות( שאלה :1ענו על כל הסעיפים א—ה בגיליון התשובות המצורף )לכל סעיף — 2.5נקודות( בכל סעיף הקיפו במעגל את הספרה המציינת את התשובה הנכונה. לפני שתענו ,קראו את כל התשובות האפשריות. א. אילו מבין החומרים הבאים הם איזומרים זה של זה? I ב. II .1 III , IIאיזומרים זה של זה. .2 Iו– IIו– IVאיזומרים זה של זה. .3 Iו– IIאיזומרים זה של זה. .4 ארבעת החומרים הם איזומרים זה של זה. III IV C ,B ,Aו– Dהם סימולים שרירותיים לאטומים עוקבים בטבלה המחזורית. לאטום Aהמספר האטומי הנמוך ביותר ולאטום Dיש את האלקטרושליליות הנמוכה ביותר. איזה משפט אינו נכון? .1 Cהוא גז אציל. .2 Dהוא מתכת אלקאלית. .3 התרכובת AB2מוליכה חשמל במצב צבירה נוזלי. .4 16 התרכובת D2Aמוליכה חשמל במצב צבירה נוזלי. העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברה פלילית. מיקוד קיץ 2011כימיה 197 ענו על הסעיפים: א. רשום במאמר ...” :במחקרים התנהגותיים בצעו ניסויים שבהם קבוצה של סטודנטים שאפה אוקסיטוצין במשאף ,וקבוצה שנייה שאפה פלסבו".... ב. .I מהו המשתנה התלוי ומהו המשתנה הבלתי תלוי בניסוי? .II מהי קבוצת הבקרה של הניסוי? H O H || | | + –H3N – C – C – N – C – COO | | | H – C – CH3 H CH2 | | CH3 SH נתונה נוסחת הדו -פפטידAsp – Cys : .I סמנו את הקשר האמידי בדו–פפטיד .II רשמו נוסחאות מבנה לכל אחת מהחומצות האמיניות Cysו– Aspבסביבה ניטרלית. ג. היעזרו במאמר ובאיור ,וקבעו ,האם המבנה המרחבי של מולקולת האוקסיטוצין יושפע ,אם נחליף ברצף הראשוני את שתי החומצות האמיניות של ציסטאין ,Cys ,בשתי חומצות אמיניות אחרות. נמקו! נתונות הנוסחאות של ארבע מהחומצות האמיניות שמופיעות באוקסיטוצין או בוסופרין: איזולאוצין Ile H | H2N – C – COOH | H – C – CH3 | CH2CH3 210 לאוצין Leu H | H2N – C – COOH | CH2 | H – C – CH3 | CH3 ארגנין Arg H | H2N – C – COOH | CH2 | CH2 | CH2 | CH2 | C=NH | NH2 פניל–אלנין Phe H | H2N – C – COOH | CH2 | פלילית. קיץ 2011כימיה — תיקונים העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברהמיקוד 17 ח. נתונים החומרים הבאים: CuBr2 IV KMnO4 III KClO4 II Al2O3 I מהו ההיגד הנכון? 18 .1 כל החלקיקים המסומנים יכולים לחזר בלבד. .2 כל החלקיקים המסומנים יכולים לחמצן בלבד. .3 רק בחומרים IIו– IIIהחלקיקים המסומנים יכולים לחמצן בלבד. .4 רק בחומרים II , Iו– IIIהחלקיקים המסומנים יכולים לחמצן בלבד. העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברה פלילית. מיקוד קיץ 2011כימיה 215 ד. באיזה מבין החומרים הבאים אטום החנקן ,N ,יכול לעבור גם חמצון וגם חיזור? NH4Cl .1 ה. KNO3 .3 KNO2 .2 Na3N .4 אילו מבין התמיסות הבאות מוליכות חשמל? NH4OH .1 CH3COOH CH3OH CH3 NH2 כל התמיסות הנ"ל מוליכות חשמל ,למרות שהחומרים מולקולאריים ,משום שהן תמיסות של חומרים חומציים ובסיסיים. .2 כל התמיסות הנ"ל אינן מוליכות חשמל ,משום שהן תמיסות של חומרים מולקולאריים. .3 רק התמיסה של NH4OHמוליכה חשמל ,משום שהיא תמיסה של חומר יוני. .4 רק התמיסה של CH3OHאינה מוליכה חשמל ,משום היא חומר מולקולרי שאינו חומצי ואינו בסיסי. ו. ז. לאיזו מבין חומצות השומן הבאות טמפרטורת ההיתוך הגבוהה ביותר? .1 C 12 : 0 .2 C 14 : 0 .3 C 14 : 1 W 9 , cis .4 C 14 : 1 W 9 , teans נתונה נוסחת המבנה של החומצה האמינית חומצה אספרטית )(Asp מהו המטען הכולל של הדו-פפטיד Asp - Aspב– pHנייטרלי? 232 .1 -2 .2 0 .3 +2 .4 -3 H | H2N – C – COOH | CH2 | C OH פלילית. קיץ 2011כימיה — תיקונים העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברהמיקוד O 19 שאלה :6חומצות ובסיסים המיסו 7.4גרמים ) ,Ca(OH)2(sב– 500מ"ל מים. א. חשבו את ריכוז כל אחד מהיונים בתמיסה שהתקבלה. חילקו את התמיסה באופן שווה לחמישה כלים ,וביצעו חמישה ניסויים: v לכלי אחד הוסיפו 100מ"ל מים. v לכלי שני בעבעו 0.25מול של הגז. HI(g) : v לכלי שלישי הוסיפו 100מ"ל תמיסת .HNO3(aq) 0.4 M v לכלי רביעי הוסיפו 100מ"ל תמיסת .NaOH(aq) 0.1M v לכלי חמישי בעבעו 0.2מול גז אמוניה.NH3(g) : ב. קבעו בכל מקרה אם ה– pHעלה ,ירד או לא השתנה .נמקו תשובתכם. ג. קבעו בכל מקרה אם ה– pHבתום התגובה חומצי ,בסיסי או נייטרלי .נמקו. ד. חשבו את ריכוז היונים בתום התגובה בארבע הכלים הראשונים. 20 254 עברה פלילית. המהווה עברה חינוכי ,המהווה לא חינוכי, מעשה לא הם מעשה זה הם מספר זה צילום מספר ו/או צילום העתקה ו/או העתקה פלילית. ד. .2 m 340 n 20מולים = Mw 17 340גר' NH3הם: n 20 4ליטר c 5 ה. =V .1 הסבר :אם דרוש חומר מחמצן ,זה סימן ש– MnO4-2מגיב כמחזר .מכאן שד"ח של האטום Mn בתוצר תהיה גבוהה יותר מזו שב– .MnO4-2דרגת החמצון של Mn ב– MnO4-2היא .+6 MnO4- .1 MnO2 .2 +7 +4 -2 ו. -2 Mn .3 0 MnO .4 -2 +2 .3 )NO3-(aq + )H3O+(aq )H2O(l + )HNO3(l C = 2M ריכוז V = 0.1 liter נפח n = 0.2 mol מספר מולים )3H2O(l מולים מסה מולרית מסה ז. .2 ח. .1 Mg+2(aq) + n = c . V = 0.2 mol )2H3O+(aq n = 0.2 mol + )MgO(s n = 0.1mol MW=40 gr/mol m = n . MW= 4 gr תיקונים כימיה — מיקוד קיץ 2011 2011כימיה מיקוד קיץ 21 263 שאלה :4חישובים כמותיים א. נתון שבכל דגימה יש 0.2מולים של מולקולות גז. נוסחת הגז מסה )גרם( מסה מולרית )גרם למול( W2 = H2 0.4 Mw = m / n = 0.4 / 0.2 = 2 X = He 0.8 Mw = m / n = 0.8 / 0.2 = 4 YO2 = CO2 8.8 Mw = m / n = 8.8 / 0.2 = 44 Z = Rn 44.4 Mw = m / n = 44.4 / 0.2 = 222 )נזכיר בהזדמנות זו H2 :גז פציץ ודליק CO2 ,גז כבד מהאוויר שמכבה אש ,הליום וראדון ,גזים אצילים(. ב. .I n = m / Mw = 108 / 54 = 2 mol .II בכל מולקולה יש שלושה אטומים .מכאן ,שבדגימה יש 6מול אטומים. .III NA = 12.04 . 1023 molecules = 2 . 6.02 . 1023 NA = 6 . 6.02 . 1023 = 36.12 . 1023 atoms .IV .I ג. )8SF6(g + )24F2(g )S8(s .II מסה מסה מולרית מולים m = 730 gr m = n . Mw = 570 gr m = n . Mw = 160 gr Mw = 146 gr/mol Mw = 38 gr/mol Mw = 256 gr/mol n = m / Mw = 5 mol n = 15 mol n = 5/8 = 0.625 mol יש לקחת 160גרם גופרית ,ו– 570גרם פלואור. .II הגורמים הקבועים הם :נוסחאות החומרים המסות המולריות של החומרים והיחסים בין החומרים בתגובה .הנתונים הספציפיים הם :מספר המולים והמסות של החומרים בתגובה. 22 העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברה פלילית. מיקוד קיץ 2011כימיה 267 )OH–(aq )2H2O(l + )H3O+(aq n = 0.2 mol מספר המולים n = 0.12 mol ששמו בהתחלה 2 יחס המולים 1 1 בתגובת הסתירה n = 0.12 mol המולים בתגובת n = 0.12 mol הסתירה n = 0.08 mol מספר המולים n=0 בתום התגובה ניתן לראות שנשאר עודף של בסיס בתום תגובת הסתירה ,מכאן שבתום התגובה התמיסה בסיסית וערך ה– pHגבוה מ–.7 pH בסיסי v 7 חומצי בכוס החמישית: א. הוסיפו גז חומצי לתמיסה החומצית דבר שהגדיל את מספר המולים של יוני ההידרוניום, H3O+בתמיסה .הוספת גז לתמיסה אינה משנה את נפח התמיסה ,וכך ריכוז יוני ההידרוניום בתמיסה גדל ,וה– pHיורד. ב. 272 הוסיפו לחומצה חומצה נוספת ,כך שה– pHנותר חומצי ,כלומר נמוך מ–.7 פלילית.קיץ 2011כימיה — תיקונים העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברהמיקוד 23 ג. )Cl – (aq מספר המולים + n = 0.1 mol )H3O+(aq )H2O(l n = 0.1 mol n = 0.1 mol מספר מולי ההידרוניום H3O+ ,בתמיסה החדשה: ריכוז יוני ההידרוניום H3O+ ,בתמיסה החדשה: + )HCl(g n = 0.12 + 0.1 = 0.22 mol C = n / V = 0.22 / 0.1 = 2.2 M pH בסיסי 24 7 חומצי העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברה פלילית. מיקוד קיץ 2011כימיה 273 שאלה :7שומנים א. גלידת שמנת4 ∙ 3.5 + 4 ∙ 23.5 + 9 ∙ 11 = 207 kilocal : אגוזי פקאן4 ∙ 9.2 + 4 ∙ 14 + 9 ∙ 72 = 736 kilocal : אגוזי מלך4 ∙ 24 + 4 ∙ 10 + 9 ∙ 59 = 730 kilocal : א. למזון בעל הערך הקלורי הנמוך ביותר :גלידת השמנת ,יש שני חסרונות בולטים :אחוז השומן הרווי ,שאינו בריא ,מבין כלל השומנים ,גבוה יחסית ,ואחוז חומצות השומן הרב לא רוויות ,שהן נחשבות לבריאות יותר ,נמוך יחסית לכלל השומנים .כמו כן ,בגלידה יש מעט חלבונים ,יחסית לאגוזים. ב. .I חומצה רוויה ,C 18: 0 :חומצה חד לא רוויהC 18: 1 W 9, cis : חומצות רב לא רוויותC 18: 3 W 3,all cis ,C 18: 2 W 6, all cis : .II C 18: 3 W 3,all cis < C 18: 2 W 6, all cis < C 18: 1 W 9, cis < C 18: 0 נימוק :בכל מולקולות חומצות השומן יש יכולת ליצור קשרי מימן וכוחות ונדרולס בין המולקולות. בכל חומצות השומן הנתונות גודל הענן האלקטרוני דומה. חומצה סטארית ,C 18 : 0 ,S ,היא חומצה רוויה שהמולקולות שלה ישרות ואינן מכופפות, לכן שטח המגע בין המולקולות שלה רב .לעומת זאת החומצה האולאיתC18:1 W 9 cis ,O , היא בלתי רוויה ,והקשר הכפול ,C = Cבאיזומריית ציס ,יוצר כיפוף במולקולה ,דבר שמקטין את שטח המגע בין המולקולות ומחליש את קשרי הוונדרולס בין המולקולות .לכן טמפרטורת ההיתוך של Sגבוהה מזו של .O ככל שיש יותר קשרים כפולים C = Cבאיזומריית ציס ,יש יותר כיפופים במולקולה, ולכן יש פחות שטח מגע בין המולקולות ,קשרי ונדרולס חלשים יותר ,וטמפרטורת היתוך נמוכה יותר .למולקולות חומצה אולאית ,יש קשר כפול C = Cאחד ,ולמולקולות חומצה לינולאית ,L ,שני קשרים כפולים של ,C = Cואילו לחומצה לינולאית 3קשרים כפולים של ,C=Cולכן דירוג טמפרטורת ההיתוך .LnLOS 274 פלילית.קיץ 2011כימיה — תיקונים העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברהמיקוד 25 .I ג. n = c . v = 0.1 . 0.02 mol 0.02מול NaOHנדרשו לסתירת חומצות השומן שבשמן. .II יחס המולים של החומצות החופשיות והבסיס בתגובת הסתירה הוא .1 : 1לכן ,מספר המולים של חומצות השומן החופשיות שהיו בדגימה שווה למספר המולים של NaOHשנדרשו לסתירתם: c = n / v = 0.02 / 0.1 = 0.2 M הריכוז המולרי של חומצות השומן החופשיות בשמן הוא 0.2 M )נזכיר שהשמן הוא תערובת של חומצות שומן וטריגליצרידים שונים(. ד. 26 n = c . v = 0.2 . 2 = 0.4 mol העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברה פלילית. מיקוד קיץ 2011כימיה 275 ד. .I נחשב כמה מולים של יונים הוספנו לכלי השלישי: )K+(aq )KOH(aq )OH –(aq c = 0.1 M c = 0.1 M c = 0.1 M v = 0.1 liter v = 0.1 liter v = 0.1 liter n = c . v = 0.01 mol n = c . v = 0.01 mol n = c . v = 0.01 mol ריכוזים נפח תמיסה מולים .II + v = 0.1 + 0.1 = 0.2 liter הנפח החדש של התמיסה: מספר המולים של הדרוקסיל בתמיסה החדשה: ריכוז יוני c = n / v = 0.05 / 0.2 = 0.25 M: OH- ריכוז יוני c = n / v = 0.01 / 0.2 = 0.05 M: Na + ריכוז יוני c = n / v = 0.02 / 0.2 = 0.1 M : Ca+2 n = 0.04 + 0.01 = 0.05 mol ניתן לראות ,שהוספנו לתמיסה בסיסית בסיס ,שריכוזו נמוך מריכוז הבסיס בתמיסה המקורית, ולכן ריכוז יוני ההידרוקסיל ירד )מ– 0.4 Mל– (0.25 Mוה pH-ירד ,אך נשאר בסיסי ,משום שיש בתמיסה יוני הידרוקסיד. ה. 290 התמיסות החומציות של HCOOH HNO3 :עשויות לסתור את הבסיס לקבלת תמיסה בעלת pH=7 פלילית.קיץ 2011כימיה — תיקונים העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברהמיקוד 27 שאלה :7חלבונים א. הקשרים האמידיים שבשרשראות ,וכמו כן הקבוצות הכהליות OHשל החומצה האמינית ,Serתורמים למארג קשרי המימן בין המולקולות .קשרי המימן בין הקבוצות האמידיות הם בין זוג אלקטרונים לא קושר של אטום חמצן לבין אטום מימן שקשור לאטום חנקן. ב. H | + –H3N – C – COO | CH3 H | + –H3N – C – COO | CH2 | OH Ala H | + –H3N – C – COO | H Gly Ser לקבוצות הצדדיות של גלוטמין – Glnוטירוזין Tyrיש מוקדים ליצירת קשרי מימן ,ובכך הם תורמים ג. לחוזק הקשרים בין השרשראות של הסיבים בקורי העכביש. ד. הקוולאר הוא פוליאמיד ,שכן יש בו קשרים אמידיים ,וקשרי מימן בין הקבוצות האמידיות ,אולם הוא אינו חלבון ,שכן אינו בנוי מחומצות אמיניות .בחומצות אמיניות יש פחמן אלפא ,שקשור לארבע קבוצות שונות )פרט לגליצין( שהקבוצות הן :קבוצה של חומצה קרבוקסילית ,קבוצה אמינית אטום מימן וקבוצה צדדית ,Rוהמולקולות מהן נוצר הקוולאר לא מכילות פחמן אנומרי ,כלומר לא מכילות פחמן אלפא. N H N O H N H קשרים אמידיים 28 העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברה פלילית. מיקוד קיץ 2011כימיה 291 ה. .I H O H O H | || | || | + –H N – C – C – N – C – C – N – C – COO 3 | | | | | CH H CH H CH | 2 | 2 | 2 CH OH CH | 2 | 2 C CH | 2 CH O NH 2 | 2 NH + 3 .II סה"כ המטען של הטריפפטיד הוא .+1 תיקונים כימיה — מיקוד קיץ 2011 כימיה 2011 מיקוד קיץ 29 293 פתרון מבחן מתכונת מס' 3 שאלה 1 א. .3 ב. .3 ג. .1 במיהול תמיסה על ידי הוספת מים )וכמו כן באידוי מים( מספר המולים של המומס אינו משתנה ,ולכן n1 , n1 = n2הוא מספר המולים של המומס בתמיסה המרוכזת ו– n2הוא מספר המולים בתמיסה המהולה .נציב במקום nאת המכפלה של הריכוז בנפח .אם מציבים נפח במ"ל, גם התוצאה היא במ"ל .יש לקחת 15מ"ל מהתמיסה המרוכזת המצויה ,ולהוסיף 185מ"ל מים על מנת לקבל 200מ"ל של התמיסה המהולה הרצויהn1 = n2 . C1 . V1 = C2 . V2 2 . V1 = 0.15 . 200 V1 = 15 ml ד. .4 ה. .2 30 294 פלילית. עברה פלילית. המהווה עברה חינוכי ,המהווה לא חינוכי, מעשה לא הם מעשה זה הם מספר זה צילום מספר ו/או צילום העתקה ו/או העתקה ו. .1 ז. .3 ח. .4 NaOH גרם m = 8 Mw = 40 gr/mol m = 0.2 mol Mw =n C = 3M n 0.2 0.0666 liter 66.6 ml c 3 תיקונים כימיה — מיקוד קיץ 2011 כימיה 2011 מיקוד קיץ V 31 295 ז. .4 ח. .3 כל מול H2SO4מייצר בהמסה ).2H3O+(aq )SO4-2(aq n = 0.06 mol הריכוז n = 0.03 mol הנפח V = 0.15 liter מספר המולים C = n/V = 2M היחס בין המולים 308 32 + )2H3O+(aq )2H2O(l + )H2SO4(aq 1 2 העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברה פלילית. 2 1 שאלה :6חמצון חיזור על פי ניסוח התגובה: א. )2Cr2O7-2(aq) + 16H3O+(aq) + 3C2H5OH(g )4Cr+3(aq) + 27H2O(l) + 3CH3COOH(aq +3 +6 ניתן לראות שדרגת החמצון של אטומי Crיורדת ,ולכן אטומי Crשביון ) Cr2O7-2(aqמחמצנים. .I ב. )2Cr2O7-2(aq) + 16H3O+(aq) + 3C2H5OH(g )4Cr+3(aq) + 27H2O(l) + 3CH3COOH(aq m =6.9 gr 46 gr/mol n = 0.2 mol = MW n = m / MW = 0.15 mol .II )2Cr2O7-2(aq) + 16H3O+(aq) + 3C2H5OH(g )4Cr+3(aq) + 27H2O(l) + 3CH3COOH(aq +3 תגובת החמצון: Cr+3 +6 3e +6 יחס המולים מספר המולים 1 n = 0.2 mol + Cr +3 3 1 n = 0.6 mol בסעיף הקודם חישבנו שהתקבלו 0.2מול ,Cr+3לכן בתגובה עברו 0.6מול אלקטרונים. 318 פלילית. העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברה קיץ 2011כימיה — תיקונים מיקוד 33 יש לבחור בחלקיק .MnO4-יש להחליף את יוני הכרומט בחלקיקים אחרים שיתפקדו כמחמצנים. ג. היסוד ) Mn(sאינו יכול לחמצן ,שכן ידוע שיסודות של מתכות רק מחזרים ,כי הם נמצאים בדרגת החמצון המינימלית שלהם :אפס .לעומת זאת ,לאטום Mnשבחלקיק MnO4-יש דרגת חמצון ,+7 והוא יכול להגיב כמחמצן. ד. .I נקבע ד"ח ל– Kהמופיע במגיבים ובתוצרים: - e)1/2 H2(g C2H5OK(s) + )C2H5OH(g K(s) + 0 +1 היסוד המתכתי Kמחזר שכן הוא מוסר אלקטרון וד"ח שלו עולה. ולכן Kהיסוד עבר תהליך חמצון ,ו– C2H5OKהיא תוצר החמצון. .II היסוד אשלגן Kהוא מחזר חזק ,שמגיב אפילו עם אדי מים ,תוך יצירת גז מימן ,שהוא גז פציץ ודליק .לכן כל שימוש ביסוד אשלגן מסוכן מאוד! 34 העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברה פלילית. מיקוד קיץ 2011כימיה 319 פתרון מבחן מתכונת מס' 5 שאלה 1 א. תשובה 2היא התשובה הנכונה. הסבר :איזומרים הם תרכובות בעלות אותה נוסחה מולקולרית ,אך בעלת מבנה שונה ,ולכן גם חלק מהתכונות שונה. נבדוק מהן הנוסאות המולקולריות ,ונדע אילו חלקיקים הם איזומרים: נוסחת מבנה: II I IV III נוסחה מולקולרית: C5H10 C5H10 C5H12 C5H10 כלומר II , I :ו– IVהם איזומרים זה של זה. ב. משפט 3אינו נכון. הסבר :האלקטרושליליות היא המידה שבה אטום מושך אליו את אלקטרוני הקשר .בשורה ,מספר רמות האלקטרונים שווה ,ולכן ככל שהמטען הגרעיני עולה ,האלקטרושליליות עולה .לאטום D האלקטרושלילית הנמוכה ביותר מבין האטומים העוקבים ,ולכן Dהוא בתחילת השורה הבאה כלומר, מתכת אלקאלית מטור ראשון גז אציל .מכאן ,שאטומים B ,Aהם אלמתכות,מטור 6ומטור 7בהתאמה. התרכובת AB2היא בין אטומים של אלמתכות ,ולכן אין בו מטענים בכלל ,והיא אינה מוליכה חשמל במצב מותך .לעומת זאת ,התרכובת D2Aהיא תרכובת יונית בין מתכת אלקאלית לבין אלמתכת ,ובמצב מותך יש בה מטענים ניידים ,יונים חיוביים ויונים שליליים שיכולים לנוע. טיפ :אפשר להציב לדוגמהD = Na : C = Ne, B = F, .A = O, תיקונים כימיה — מיקוד קיץ 2011 כימיה 2011 מיקוד קיץ 35 323 ג. .4 F S 228 gr 6.4 gr mמסה 19 gr/mol 32 gr/mol MW 1.2 mol 0.2 mol nמולים 1 יחס : 6 נוסחת התרכובת היאSF6 : ד. .3 ה. .3 כשמוסיפים את החומר הבסיסי ) ,CH3NH2(gהוא מגיב עם מולקולות המים ומתקבלים יוני הידרוקסיל .OH-(aq) ,נפח התמיסה אינו משתנה ,ולכן ריכוז יוני ההידרוקסיל עולה וה–pH עולה. כשמוסיפים NaOH (aq) 0.2Mריכוז יוני ההידרוקסיד אינו משתנה ,ולכן ה– pHאינו משתנה. הוספת מים מורידה את ריכוז יוני ההידרוקסיל ,ולכן מורידה את ה– ,pHשנשאר בסיסי. כשמוסיפים את הגז החומצי ) CO2(gמתרחשת תגובת סתירה ,ריכוז יוני ההידרוקסיד יורד, וה– pHיורד. )CO2(g) + 2OH -(aq )CO3-2(aq) + H2O(l ו. .1 )CH3OCH3(aq מים )CH3OCH3(g גר' m = 18.4מסה מול/גר' Mw = 46 מול n = 0.4 ליטר V = 2תמיסה = 0.2M n V =C ריכוז התמיסה יהיה .0.2M 36 324 העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברה פלילית. מול n = 18.4/46 = 0.4מולים ז. .1 לחומצות שומן רוויות נקודת היתוך גבוהה יותר מזו של חומצות שומן לא רוויות .לחומצות שומן עם גיאומטרית טרנס נקודת היתוך גבוהה יותר מנקודת ההיתוך של חומצות שומן עם גיאומטרית ציס. וגורמים אילו משפיעים גם על טמפרטורת ההיתוך של טריגליצרידים. ח. .4 pHנקבע על פי ריכוז יוני ההידרוניום ,H3O+(aq) ,בתמיסה. בתמיסה Dיש צורך לחשב את ריכוז .H2SO4 n = m / M W 9.8 / 98 0.1mol 0.1 =C 1M 0.1 ולכן ריכוז יוני ) H3O+(aqבתמיסה Dהוא .2M מכאן ששלושת התמיסות B , C ,Dהן בעלות ריכוז זהה של יוני ) ,H3O+(aqולכן הן שוות .pH תיקונים כימיה — מיקוד קיץ 2011 כימיה 2011 מיקוד קיץ 37 325 ג. במולקולה C2N2הקשר הקוולנטי C – Cאינו קוטבי ,משום שהקשר הוא בין שני אטומים זהים, שיש להם אותה אלקטרושליליות. הקשר הקוולנטי המשולש בין האטום Nלבין האטום Cהוא קשר קוולנטי קוטבי ,שכן הקשר הוא בין שני אטומים שונים ,שהאלקטרושליליות שלהם שונה .בשני האטומים יש אותו מספר רמות אלקטרונים ,אולם ,המטען הגרעיני של (+7) Nגדול מזה של ,(+6) Cולכן אטום החנקן מושך אלקטרונים יותר מאטום הפחמן ,ולכן אטום החנקן אלקטרושלילי יותר מזה של Cוהקשר המשולש בין Cלבין Nהוא קוטבי. ד. )O–2(l .I Be+2(l) + חימום )BeO(s חימום .II )BF3(s )BF3(l חימום .III ה. .I )Be(l )OH–(aq )F–(aq NH4+(aq) + )Be(s )NH3(g) + H2O(l H3O+(aq) + )HF(g) + H2O(l מים )H2O2 (aq .II )H2O2 (l לתמיסות המימיות של אמוניה NH3 ,וחומצה פלואורית HFיש מוליכות חשמלית משום שיש בהן יונים ממויימים ,ניידים שיכולים להעביר את הזרם החשמלי ,זאת למרות ששני החומרים הם מולקולריים. הסבר :הבסיס NH3לוקח פרוטון H+מהמים וכך נוצרים יונים חיוביים ויוני הדרוקסיל שליליים .OH- ,החומצה HFמוסרת פרוטון H+ ,למים וכך נוצרים יוני הידרוניים חיוביים ) H3O+ (aqויונים שליליים H2O2 .הוא חומר מולקולרי שאינו חומצי או בסיסי ולכן כשהוא מתמוסס במים אין יונים אלא מולקולות נייטרליות בלבד. 38 330 עברה פלילית. המהווה עברה חינוכי ,המהווה לא חינוכי, מעשה לא הם מעשה זה הם מספר זה צילום מספר ו/או צילום העתקה ו/או העתקה פלילית. שאלה :4קשרים בעולם החומרים א. .II+I נוסחת טמפ' מסיסות מסיסות מוליכות מוליכות סוג החומר: החומר רתיחה במים בהקסאן חשמלית חשמלית )C6H14(l במוצק בנוזל מתכתי ,מולקולרי, יוני או אטומרי )CH3Br(g 4 _ + _ _ מולקולרי )CH3OH(l 65 + + _ _ מולקולרי )CuBr2(s 900 + _ _ + יוני )Cu (s 2600 _ _ + + מתכתי ˚C ב. .I בעת ההיתוך של החומר המולקולרי CH3Brניתקים קשרי ונדרולס בין המולקולות. .II בעת ההיתוך של ) CuBr2(sניתקים קשרים של משיכה חשמלית בין יוני Cu+2לבין יוני –Br שבחומר היוני. ג. CuBr2הוא חומר יוני .בעת ההמסה ניתקים קשרים של משיכה חשמלית בין היונים החיוביים לבין היונים השליליים ,ונוצרים קשרים אלקטרוסטטיים בין היונים לבין מולקולות המים: היונים החיוביים נמשכים למטען החלקי השלילי שבאטום החמצן שבמולקולות המים ,והיונים השליליים נמשכים למטען החלקי החיובי של אטומי המימן שבמולקולות המים. ) CH3OH(lהוא חומר מולקולרי שמתמוסס במים .בעת ההמסה ניתקים קשרי מימן בין המולקולות של ) ,CH3OH(lונוצרים קשרי מימן חדשים בין מולקולות CH3OHלבין מולקולות המים ,כך שמולקולות CH3OHמשתלבות בין מולקולות המים. ד. )2Br -(aq Cu+2(aq) + )CH3OH(aq מים מים )CuBr2(s )CH3OH(l תיקונים כימיה — מיקוד קיץ 2011 כימיה 2011 מיקוד קיץ 39 331 )2H3O+(aq) + SO4-2(aq .III )H2(g יחס מולים 1 )H2SO4(l) + 2H2O(l Zn+2(aq) + 2H2O(l) + 2 )2H3O+(aq 2 1 1 n = 0.2 mol מספר מולים + )Zn(s n = 0.1 mol C = 1M ריכוז V = n/C = 0.2 liter נפח יש לקחת 200מ"ל של תמיסת H2SO4 0.5Mאו HCl 1Mלתגובה עם 0.1מול אבץ.Zn(s) , ג. )Pt+2(aq) > H3O+(aq) > Fe+3(aq ד. תגובות אלה אינן תגובות חמצון-חיזור ,שכן אין שינוי בדרגות החמצון ,כי אין מעבר אלקטרונים. אלה תגובות סתירה. ה. 40 336 )6H2O(l Mn+4(aq) + )4H3O+(aq MnO2(s) + פלילית. עברה פלילית. המהווה עברה חינוכי ,המהווה לא חינוכי, מעשה לא הם מעשה זה הם מספר זה צילום מספר ו/או צילום העתקה ו/או העתקה שאלה :8חלבונים א. .I המשתנה התלוי הוא היכולת לתקשורת חברתית )ההתנהגות החברתית ,ההרגשה בחברה( והמשתנה הבלתי תלוי הוא שאיפת אוקסיטוצין .זאת ,משום שהניסוי בודק כיצד שאיפת אוקסיטוצין משפיעה על ההתנהגות החברתית של סטודנטים. .II קבוצת הבקרה של הניסוי שבמשאפים שלה לא היה אוקסיטוצין .הסטודנטים הנ"ל קיבלו פלסבו ,שנקרא בעברית ”אינבו" ,כלומר אין בו את החומר שרוצים לבדוק את השפעתו. ב. .I .II H O H || | | + –H3N – C – C – N – C – COO | | | H – C – CH3 H CH2 | | CH3 SH ציסטאיןCys : H | + –H3N – C – COO | CH2 | SH ג. אספרגיןAsp : H | + –H3N – C – COO | H – C – CH3 | CH3 אם החומצה האמינית ציסטאין תוחלף ,לא יהיו קשרים דו–גופריים ,והדבר ישפיע על המבנה המרחבי של ההורמון )לא תתקבל צורת ”הפרח" שבאיור( ובודאי גם ישפיע על התפקוד של ההורמון. ד. .I החומצות האמיניות איזולאוצין ולאוצין הן איזומרים ,שכן יש להן את אותה הנוסחה המולקולארית ,אך המבנה שלהם שונה. .II החומצות האמיניות ארגנין ופניל-אלנין ,קיימות בוסופרין ,ולא קיימות באוקסיטוצין".במקומן" יש באוקסיטוצין את החומצות האמיניות לאוצין ואיזולאוצין. תיקונים כימיה — מיקוד קיץ 2011 כימיה 2011 מיקוד קיץ 41 339 ז. .2 )H2CO(aq מים )H2CO(g C = 1.5M V = 0.4 leterתמיסה מול n = 0.6 מול n = c · v = 0.6 גר' m = n · Mw = 0.6 · 30 = 18 יש להמיס 18גר' ) H2CO(gעל מנת להכין תמיסה של 400מ"ל בריכוז תמיסה .1.5M ח. .4 יש לחשב את דרגות החמצון של החלקיקים המסומנים Br –1 IV Mn +7 III Cl Al +7 +3 II I כל חלקיק המצוי בדרגת החמצון המכסימלית שלו יכול לחמצן בלבד .ולכן רק תשובה 4נכונה. 42 344 פלילית. עברה פלילית. המהווה עברה חינוכי ,המהווה לא חינוכי, מעשה לא הם מעשה זה הם מספר זה צילום מספר ו/או צילום העתקה ו/או העתקה ה. .I גרף .Bחומצות קרבוקסיליות בעלות שייר פחמני קטן מתמוססות היטב במים ,משום שיש להן יכולת ליצור קשרי מימן עם מולקולות המים ולהשתלב ביניהן .ככל שהשייר הפחמני ארוך יותר ,החלק במולקולה שאינו יכול ליצור קשרי מימן עם המים גדל ,והיכולת להשתלב בין מולקולות המים ולהתמוסס במים ,יורדים. .II דוגמאות למשתנים תלויים: כמות הסבון המוצק שנקבל משך הבעירה דוגמאות למשתנים בלתי תלויים: טמפרטורת הניסוי של הנר כמות הכוהל טמפרטורת הבעירה של הנר סוג הכוהל עמידות הסבון בפני חום )האם יותך כמות החומר היוני ויטפטף?( יעילות הסבון כממיס שומנים סוג החומר היוני צבע הלהבה כמות הבסיס סוג הבסיס כמות חומצת השומן סוג חומצת השומן דוגמאות לשאלות חקר: ו. .1 כיצד משך הבעירה של נרות הסבון תלוי בכמות הכוהל בכל נר? .2 כיצד הטמפרטורה של הבעירה של נרות הסבון תלויה בסוג הכוהל שנשים בנר? .3 האם וכיצד עמידות נר הסבון בפני חום תלויה בסוג חומצת השומן שנשתמש בו? .4 האם וכיצד עמידות נר הסבון בפני חום תלויה בסוג הכוהל שנבעיר בו? .5 האם וכיצד עמידות נר הסבון בפני חום תלויה בסוג הבסיס שנכין איתו את הנר? .6 כיצד סוג המלח שנוסיף משפיע על צבע הלהבה? .7 כיצד סוג חומצת השומן בסבון משפיע על יעילות הסבון כממיס שומנים? .8 כיצד כמות חומצת השומן שניקח לניסוי משפיעה על מסת הסבון שנקבל? .I C 18 : 0 .II C 22 : 0 תיקונים כימיה — מיקוד קיץ 2011 2011כימיה מיקוד קיץ 43 347 שאלה :5חישובים כמותיים וחמצון חיזור א. המחזר הוא ) Cr(sשכן ניתן לראות שדרגת החמצון שלו עלתה ,משום שהוא מסר אלקטרונים. המחמצן הוא ) ,Cr+3(aqשכן ניתן לראות שדרגת החמצון שלו ירדה ,משום שהוא קבל אלקטרונים. 2 תגובת החמצון שהמחזר עובר: 2e 0 )Cr(s Cr+2(aq) + 2 תגובת החיזור שהמחמצן עובר: 3 Cr+2(aq) / . 2 e 3 2 תגובת החמצון חיזור המאוזנת: Cr+3(aq) + )2Cr+3(aq )3 Cr+2(aq 0 Cr(s) + שימו לב ,מתקבלים שני יונים של Cr+2מתגובת החמצון ויון אחד של Cr+2מתגובת החיזור ,ולכן סה"כ מתקבלים שלושה יונים של .Cr+2 )3 Cr+2(aq ב. )2Cr+3(aq + m = 0.78 gr מסה MW = 52 gr/mol מסה מולרית מולים נפח תמיסה ריכוז 44 )Cr(s n = 0.045 mol n = 0.03 mol n = m / MW= 0.015 mol V = 0.6 liter c = n / V = 0.075M העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברה פלילית. מיקוד קיץ 2011כימיה 353 ג. לחישוב מספר המולים שעברו בתגובה נתייחס לתגובת החימצון של המחזר: + 2e )Cr+2(aq n = 0.03 mol מולים )Cr(s n = 0.015 mol n = 0.015 mol בתגובה עברו 0.03מול אלקטרונים. ד. .I הנתונים הקבועים בתגובה הם האיזון של התגובה ,מספר המולים של האלקטרונים שעוברים על פי ניסוח התגובה 2 :מול אלקטרונים ,והמסה המולרית של החלקיקים. .II הנתונים הספציפיים של התגובה הם הכמויות בתגובה הספציפית :המולים של כל אחד מהחלקיקים ,מספר המולים של האלטרונים שעברו 0.03 :מול אלקטרונים ,המסה של הכרום שהגיב ,נפח התמיסה ,ריכוזי היונים בתמיסה. )__Cr(s ה. __Na2O(s) + 0 –2 )__Cr2O3(s 1 –2 תגובת החיזור שהמחמצן עובר: 3 0 + 2Na+ )2Na(s )2Cr (s 6e 2Cr+3 + 2e / . 3 תגובת החמצון שהמחזר עובר: _Na(s) + תגובת החמצון חיזור המאוזנת: )2Cr(s )2Cr (s ו. מולים מסה מולרית מסה n = 14000 mol 3Na2O(s) + 6e n = 42000 mol )Cr2O3(s + 6Na(s) + 2Cr+3 n = 14000 mol MW = 52 gr/mol = m = n . Mw = 728000 gr 728 kilogram 354 פלילית. העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברה קיץ 2011כימיה — תיקונים מיקוד 45 שאלה :6חומצות ובסיסים א. .I סימון המימן החומצי במולקולת אספרין: .II C9H8O4 OH O O O ב. .I )OH –(aq )Na+(aq + ))NaOH(aq C = 0.1M C = 0.1M C = 0.1M הנפח V = 0.003 liter V = 0.003 liter V = 0.003 liter המולים n = 0.003 mol n = 0.003 mol n = C · V = 0.003 mol הריכוז אספירין היא חומצה חד פרוטית .בסתירה מלאה ,כל יוני ההידרוניום יגיבו עם כל יוני ההידרוקסיד: )OH–(aq )2H2O(l יחס המולים בתגובת הסתירה 2 מספר המולים בתגובת H3O+(aq) + 1 n = 0.003 mol 1 n = 0.003 mol הסתירה יש בכמוסה אחת של אספירין 0.003מול של אספירין. .II .m = n MW = 0.003 · 152 = 0.456 gram בכדור אחד של 500מ"ג אספירין יש 0.456גרם ,שהם 456מ"ג אספירין. ג. .3 פמוטידין מושך 6פרוטונים מיוני הידרוניום בעזרת זוגות האלקטרונים הלא קושרים של אטומי .Nלכל אטום של חנקן ,N ,שבאמין פמוטידין יש זוג אלקטרונים לא קושר ,שקושר אליו פרוטון, H+מיוני ההידרוניום H3O+,שמיצי הקיבה ,שהם חומציים. 46 356 פלילית. עברה פלילית. המהווה עברה חינוכי ,המהווה לא חינוכי, מעשה לא הם מעשה זה הם מספר זה צילום מספר ו/או צילום העתקה ו/או העתקה שאלה :8חלבונים א. .I H O H O H O H | || | || || | | + –H3N – C – C – N – C – C – N – C – C – N – C – COO | | | | | | H CH2 H CH2 H H | | CH2 SH | C –O .II ב. O המטען החשמלי של הטטרה–פפטיד הנ"ל הוא . 1- רב הקבוצות הצדדיות של החומצה הגלוטמית ,יפנו כלפי חוץ ,ויווצרו קשרים אלקטרוסטטיים בין היון השלילי שבקבוצה הצדדית לבין אטומי המימן בעלי המטען החלקי החיובי שבמים. ג. בין מולקולות האוריאה לבין מולקולות החלבון נוצרים בעיקר קשרי מימן ,וקשרים אלקטרוסטטיים. אטומי המימן שכמעט חשופים מאלקטרונים שבאוריאה ,יוצרים קשרי מימן עם זוגות האלקטרונים הלא קושרים של אטומי החמצן שבחלבון .כמו כן ,זוגות האלקטרונים הבלתי קושרים של אטומי החנקן ואטום החמצן שבאוריאה יוצרים קשרי מימן עם אטומי מימן שכמעט חשופים מאלקטרונים של החלבון. ד. הדנטורציה של האנזים משנה את צורתו ,ובכך מפריעה לפעולת החיטוי של האנזים ,שתלויה בהתאמה בין המבנה המרחבי של הליזוזים לבין החיידק אותו האנזים ”כולא" במרכזו. ה. 80 . 93 . 13 / 100 = 832.8 mg יש בשתי ביצים 832.8מיליגרם פנילאלנין. 360 פלילית. קיץ 2011כימיה — תיקונים העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברהמיקוד 47 פתרון מבחן מתכונת מס' 7 שאלה 1 א. .2 הסבר :סכום המטענים בחומר יוני הוא .0המטען של יון החמצן ידוע )– ,(2ולכן ניתן לחשב את מטען יון המנגן ) (Xבתרכובת .MnO2 .X + 2(–2) = 0 לכן .4=X המטען של היון של הכלור – ,Clהוא – ,1לכן על כל יון מנגן יש 4יוני –MnCl4 : Cl ב. . .3 הסבר :במולקולות הבאות יש קשרים קוולנטיים כפולים: SiOCl2 :O: .. || .. :Cl — Si — Cl: .. .. NOF .. .. .. :O = N — .F. : CS2 .. .. :S = C = S: במולקולות הבאות אין קשרים קוולנטיים כפולים: SOCl2 .. .. .. .. :Cl — S — O — Cl: ג. C2H2 H—Cy C—H .2 )A = PH3(g m = 17 gram n = 0.5 mol MW = m / n = 17 / 0.5 = 34 gr/mol 48 העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברה פלילית. מיקוד קיץ 2011כימיה 361 ג. שימו לב שהתחמוצות של המתכות הן תרכובות יוניות ,לכן נוכל לרשום יונים בחצאי תגובות: .I חצי תגובת החיזור: /.3 .II חצי תגובת החמצון: /.2 .III תגובת החמצון חיזור2Al2O3(s) : Cu + 2e Cu+2 0 3e +2 Al+3 + Al 0 +3 + )3Cu(s 0 +3 .IV יחס המולים Cu 2e 1 2 n = 0.4 mol מספר המולים מסה מולרית מסה ד. 0 +2 ניעזר בתגובת החמצון: תגובת החמצון .I )2Al(s + )3CuO(s Cu+2 + 1 n = 0.8 mol MW = 63.54 gr / mol m = n. MW = 25.36 gr בסעיף ב קבענו ש H2(g) :מחזר טוב יותר מ ,Ag(s) :ולכן ) H2(gיצליח לחזר את יוני Ag+ שבתחמוצת Ag2O(s) :ותתרחש תגובת ח"ח שבה התחמוצת ,Ag2O(s) :תהפוך ליסוד ),Ag(s והיסוד ) H2(gיהפוך לתחמוצת שלו ):H2O(l )2Ag(s .II + )H2O(l )H2(g + )Ag2O(s בסעיף ב קבענו ש Al(s) :מחזר טוב יותר מ ,Ag(s) :ולכן ) Al(sיצליח לחזר את יוני Ag+ שבתחמוצת Ag2O(s) :ותתרחש תגובת ח"ח שבה התחמוצת Ag2O(s) :תהפוך ליסוד ),Ag(s והיסוד ) Al(sיהפוך לתחמוצת שלו ):Al2O3(s )6Ag(s 372 Al2O3 (s) + )2Al(s + קיץ 2011כימיה — תיקונים מיקוד פלילית. העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברה )3 Ag2O(s 49 התגובה המאוזנת2 CO2(g) + 2 H2O (g) : )CxHyOz(g) + O3(g X=2 Y=4 Z=4+2–3=3 CxHyOz =C2H4O3 התשובה הנכונה היא תשובה :3תגובה 3לא תתרחש ,שכן ניתן לראות על פי השורה ו. האלקטרוכימית ש–) Hg(sאינו מחזר מספיק חזק על מנת לחזר את יוני .Mn+2שימו לב שהשורה האלקטרוכימית מאפשרת לחזות התרחשות של תגובות בין אטומים של מתכות לבין יוני מתכות ,גם כשיוני המתכות מצויים בתרכובת יונית מוצקה ,ולא רק כשהיונים מומסים. .3 ז. )Ca+2(aq) + 3H2O(l) + CO2(g )2H3O+ (aq + )CaCO3(s m = 3 gr מסה MW = 100 gr/mol ח. 50 מולים n = 0.06 mol נפח V = 0.02 liter ריכוז C = n/v = 3M n = m/MW=0.03 mol .2 העתקה ו/או צילום מספר זה הם מעשה לא חינוכי ,המהווה עברה פלילית. מיקוד קיץ 2011כימיה 379 גרף .Bבהתחלה ,לפני הדלקת הנורה ,צפיפות הפרפינים גבוהה מזו של המים ,ולכן הפרפינים ה. .I ו. תחילה נרשום משתנים תלויים ובלתי תלויים: נמצאים בתחתית הנורה .עם החימום ,הצפיפות של הפרפינים יורדת ,עוד יותר מזו של המים ,ולכן הפרפינים עולים .מצד שני ,ככל שבועות הפרפינים עולות ,הן מתרחקות מגוף החימום ומתקררות ,ואז הצפיפות של הפרפינים עולה בהדרגה אף יותר מהמים ,והבועות יורדות ,וחוזר חלילה. .IIהשלימו :במנורת הלבה ,הצפיפות של התמיסה ,שיש בה קשרי ונדרולס בין המולקולות, משתנה בעקבות חימום יותר מהצפיפות של התמיסה ,שיש בה קשרי מימן בין המולקולות. דוגמאות למשתנים תלויים: קצב העלייה של בועות הפרפין. דוגמאות למשתנים בלתי תלויים: סוג הפרפינים — מספר אטומי הפחמן בפרפין. גובה העלייה של הבועות. כמות הפרפינים. קצב הירידה של בועות הפרפין. גובה המנורה. גודל בועות הפרפין. מידת ההתחממות של הפרפינים. צורות בועות הפרפין. ההספק של הנורה ) 100ואט 75 ,ואט 50 ,ואט25 , ואט(. דוגמאות לשאלות חקר: .1 כיצד קצב העלייה של בועות הפרפין תלוי בהספק של הנורה? .2 האם וכיצד צורות בועות הפרפין תלויות במידת ההתחממות של הפרפינים? .3 האם וכיצד סוג הפרפין משפיע על הגובה שאליו מגיעות בועות הפרפין? .4 האם וכיצד גובה המנורה משפיע על קצב ירידת בועות הפרפין? .5 האם וכיצד טמפרטורת החדר משפיעה על קצב העלייה של בועות הפרפין? תיקונים כימיה — מיקוד קיץ 2011 כימיה 2011 מיקוד קיץ 51 381 שאלה :6חומצות ובסיסים א. )2OH –(aq + )Ca+2(aq )Ca(OH)2 (s m = 7.4 gram המסה MW = 74 gram/mol המסה מולרית מספר המולים n = 0.2 mol n = 0.1 mol n = m / MW = 0.1 mol נפח התמיסה V = 0.5 liter V = 0.5 liter V = 0.5 liter c = 0. 4 M C = 0. 2M C = n / V = 0. 2 M ריכוז שימו לב :לאחר חלוקת התמיסה לחמישה כלים :הריכוזים לא השתנו ,ובכל כלי: v =0.1 liter n(OH–) = 0.2 / 5 = 0.04 mol n(Ca+2) = 0.1 / 5 = 0.02 mol ב +ג +ד. v בכלי הראשון: הוסיפו מים ולכן ריכוז יוני – OHירד ,ולכן ה– pHירד אך עדיין נשאר בסיסי .הנפח של V = 0.1 + 0.1 = 0.2 liter התמיסה לאחר הוספת המים: C(OH–) = n / v = 0.04 / 0.2 = 0.2M pH 52 388 בסיסי C(Ca+2) = n / v = 0.02 / 0.2 = 0.1M 7 חומצי פלילית. עברה פלילית. המהווה עברה חינוכי ,המהווה לא חינוכי, מעשה לא הם מעשה זה הם מספר זה צילום מספר ו/או צילום העתקה ו/או העתקה
