`ב מועד – סופי מבחן של פתרון ינקוב ` ניקה צ `דר

‫אוניברסיטת חיפה – אורנים‬
‫הפקולטה למדעי הטבע‬
‫החוג לביולוגיה‬
‫‪27 .02.2013‬‬
‫פתרון של מבחן סופי – מועד ב'‬
‫דר' ניקה צ'ינקוב‬
‫שאלה ‪1‬‬
‫א‪.‬‬
‫‪= 4000 Å = 4×10-7 m‬‬
‫‪Ephoton = hc/ = 4.97×10-19 J/photon‬‬
‫‪Nphotons = E total/E photon = 1J/4.97×10-19 (J/photon) = 2×1018 photons‬‬
‫ב‪.‬‬
‫‪4dz2‬‬
‫‪E‬‬
‫‪4py‬‬
‫‪3dz2 3dx2-y2‬‬
‫‪4s‬‬
‫‪3px‬‬
‫‪3s‬‬
‫‪2py‬‬
‫‪2s‬‬
‫‪1s‬‬
‫שאלה ‪2‬‬
‫א‪ .‬כל ‪ 100‬גר' של תמיסת החומצה מכילים ‪ 95‬גר' של חומצה גופרתית ‪ .H2SO4‬יש לחשב את מספר המולים של החומצה ואת‬
‫נפח התמיסה הכוללת ע"מ לדעת את ריכוז התמיסה ביחידות של מולר‪:‬‬
‫‪m(H2SO4) = 95 gr‬‬
‫‪n(H2SO4) = 95gr / 98.08 gr/mol = 0.97 mol‬‬
‫‪Vsolution=m/d = 100 gr / 1.83 gr/ml = 54.5ml = 0.0545 L‬‬
‫‪C(H2SO4) = n/V = 0.97mol / 0.0545L = 17.8 Molar‬‬
‫ב‪ .‬חוזק החומצה נקבע‪ ,‬בין היתר‪ ,‬על‪-‬ידי יציבות הבסיס המצומד הנוצר בעקבות דה‪-‬פרוטונציה‪ .‬חומצה חזקה – פירושו‪ ,‬מבנה‬
‫יציב מאוד של הבסיס המצומד‪ .‬במקרה של הבסיס המצומד של חומצה גופרתית – מדובר ב‪6-‬מבנים רזונטיביים‪ ,‬אשר מיצבים‬
‫מאוד את הצורון‪:‬‬
‫בהכלאה הרזונטיבית ‪ 2‬זוגות של אלקטרונים אינם מאותרים – מה שגורם ליציבות מיוחדת של המבנה‪:‬‬
‫שאלה ‪3‬‬
‫א‪.‬‬
‫)‪NF3(g) + HF(g‬‬
‫)‪HxNy(g) + F2(g‬‬
‫כל אטומי המיימן בתרכובת הלא ידועה הופכים ל‪ .HF-‬כל אטומי ה‪ N-‬הופכים ל‪ .NF3-‬לכן‪:‬‬
‫‪n(H) = n (HF) = 1.25g / 20 g/mol = 0.062 mol‬‬
‫‪n(N) = n (NF3) = 2.22g / 71 g/mol = 0.031 mol‬‬
‫נוסחא אמפירית => ‪H:N = 2:1 => H2N‬‬
‫ב‪.‬‬
‫‪T = 273.15 K‬‬
‫‪P = 1 atm‬‬
‫‪V = 0.35 L‬‬
‫‪n = PV/RT = 0.0156 mol‬‬
‫‪m(H2N)n =0.5 g => M.w.(H2N) n = m/n = 32.05 g/mol‬‬
‫‪ = 16.023/32.05 = 1:2‬מולקולרית ‪/M.w.‬אמפירית‪M.w.‬‬
‫‪ N2H4‬‬
‫ג‪.‬‬
‫המולקולה סימטרית‬
‫לכן מומנטי דיפול מתבטלים והמול' אינה קוטבית‬
‫פירמידה משולשת‬
‫צורה קוטבית‬
‫המולקולה די‪-‬אטומית סימטרית‬
‫אין ביטול כוחות‪ ,‬לכן המולקולה קוטבית אין ביטול כוחות‪ ,‬לכן המולקולה קוטבית‬
‫לכן אינה קוטבית‬
‫שאלה ‪ 4‬תגובת הטיטרציה‪:‬‬
‫)‪HClO4 (aq) + NaOH (aq‬‬
‫)‪H2O(l) + NaClO(aq‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0.01L‬‬
‫‪0.02L‬‬
‫‪V‬‬
‫‪0.2M‬‬
‫‪0.1M‬‬
‫‪Ci‬‬
‫‪0.002 mol‬‬
‫‪ni‬‬
‫‪0.002 mol‬‬
‫‪0.002 mol‬‬
‫‪0.002 mol/(0.2L+0.1L)=0.066M‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪nf‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪Cf‬‬
‫היות ומדבור בטיטרציה של חומצה חלשה‪ ,‬בנקדוה האקוויולנטית ישרור ‪ pH‬בסיסי קמעה אשר נובע מהבסיס‬
‫המצומד החלש (הצורון העיקרי הנמצא בתמיסה בתום הטיטרציה)‪:‬‬
‫)‪HClO(aq) + OH-(aq‬‬
‫‪ClO-(aq) + H2O‬‬
‫התחלה‬
‫‪≈0‬‬
‫‪0‬‬
‫‪0.066M‬‬
‫שו"מ‬
‫‪x‬‬
‫‪x‬‬
‫‪0.066M-x‬‬
‫‪Kb = Kw/Ka = 10-14/3.0×10-8 = 0.33×10-6‬‬
‫‪Kb = [HClO-]×[OH-]/[ClO-] = x2/(0.066-x( ≈ x2 / 0.066 = 0.33×10-6‬‬
‫‪x = [OH-] = 1.48×10-4M‬‬
‫‪ pOH = 3.83‬‬
‫האם הנזחת ה‪ x-‬היתה מוצדקת?‬
‫‪(x/0.066) × 100% = (1.48×10-4/0.066) × 100% = 0.2%‬‬
‫‪ pH = 14-pOH = 10.17‬‬
‫ע"פ ה‪ pH-‬השורר בנקודה האקוויולנטית של הטיטרציה הנ"ל‪ ,‬יש להשתמש באינדיקטור בעל ‪ pKa‬קרוב מאוד‬
‫ל‪ ,10.17-‬אך קצת נמוך מהערך הנ"ל => ) ‪thymolphthalein(pKa = 9.9‬‬
‫שאלה ‪5‬‬
‫א‪.‬‬
‫‪DHI = -394 kJ/mol‬‬
‫)‪CO2(g‬‬
‫)‪I. C(s) + O2(g‬‬
‫ב‪.‬‬
‫‪DHII = -26,100 kJ/mol‬‬
‫)‪60 CO2(g‬‬
‫)‪II. C60(s) + 60 O2(g‬‬
‫ג‪ .‬ע"פ חוק הס‪ ,‬אנטלפית התוגבה ניתנת לחישוב על‪-‬סמך אנטלפית השריפה של כל אחד ממרכיבי התהליך‪ .‬לכן‪:‬‬
‫‪DH = 60×(-DHI) = 23,640 kJ‬‬
‫‪DH = -26,100 kJ‬‬
‫)‪60C(s) + 60O2(g‬‬
‫)‪60 CO2(g‬‬
‫‪60C(s) DHtotal = -2,460 kJ‬‬
‫)‪60CO2(g‬‬
‫)‪C60(s) + 60 O2(g‬‬
‫)‪C60(s‬‬
‫שאלת בונוס‪:‬‬
‫‪KNO3, NaNO3, K2SO4, Na2SO4‬‬