1o τεύχος

7/16/2019 1o τεύχος

http://slidepdf.com/reader/full/1o-55cf9d9a550346d033ae59be 1/96

ΒΛ/Μ1

05 - 06

• ∆ιαµοριακές δυνάµεις

• Καταστάσεις της ύλης

• Ιδιότητες υγρών

• Νόµος µερικών πιέσεων

• Θερµοχηµεία - Ενθαλπία

• Οργανικές ενώσεις

• Ταξινόµηση οργανικών ενώσεων

Τεύχος 1ο:Χηµεία

Κατεύθυνσης:

Χηµεία Γενικής

Παιδείας:

ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙ∆ΕΙΑΣΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙ∆ΕΙΑΣ

ΟΡΟΣΗΜΟΟΡΟΣΗΜΟ

7/16/2019 1o τεύχος


7/16/2019 1o τεύχος


ΒΛ/Μ1

05 - 06

Τεύχος 1ο:



• ∆ιαµοριακές δυνάµεις

• Καταστάσεις της ύλης

• Ιδιότητες υγρών

• Νόµος µερικών πιέσεων• Θερµοχηµεία - Ενθαλπία

Χηµεία

Κατεύθυνσης:

7/16/2019 1o τεύχος


οριακές δυνάµεις - Καταστάσεις της ύλης - Ιδιότητες υγρών - Αέρια - Νόµος µερικών πιέσεων

ΕΚ∆ΟΤΙΚΕΣ ΤΟΜΕΣ ΟΡΟΣΗΜΟ

Π Ε Ρ Ι Ε Χ Ο Μ Ε Ν Α

Χηµεία Κατεύθυνσης

για την Β' Τάξη του Λυκείου

1. ∆ιαµοριακές δυνάµεις της ύλης σελ. 5

2. Ιδιότητες υγρών σελ. 27

3. Αέρια - Νόµος µερικών πιέσεων σελ. 29

4. Θερµοχηµεία σελ. 51

5. Ενθαλπία σελ. 51

ΠΕΡΙΟ∆ΙΚΗ ΕΚ∆ΟΣΗ ΓΙΑ ΤΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΚΑΙ ΤΟ ΛΥΚΕΙΟ

7/16/2019 1o τεύχος


ΧΗΜΕΙΑ: ∆ιαµοριακές δυνάµεις - Καταστάσεις της ύλης - Ιδιότητες υγρών - Αέρια - Νόµος µερικών πιέσεων 5

∆ιαµοριακές δυνάµεις:

∆ιαµοριακές δυνάµεις - Καταστάσεις της ύλης

Ιδιότητες υγρών - Νόµος µερικών πιέσεων

Θερµοχηµεία - Ενθαλπία

• Ενδοµοριακές δυνάµεις:

Ονοµάζονται οι δυνάµεις που συγκρατούν τα άτοµα στα µόρια των στοιχείων ή των ενώσεων.

Στις ετεροπολικές ενώσεις οι ενδοµοριακές δυνάµεις είναι ισχυρές ηλεκτροστατικές δυνάµεις

που συγκρατούν ιόντα στους στερεούς κρυστάλλους. Στις οµοιοπολικές είναι δυνάµεις ηλεκ-τροµαγνητικής φύσεως που συγκρατούν άτοµα.

• Ιοντικός (ή ετεροπολικός) δεσµός:

Ονοµάζεται ο δεσµός που σχηµατίζεται µε µεταφορά ηλεκτρονίων από ένα άτοµο (µέταλλο)

σε ένα άλλο (αµέταλλο), οπότε αυτά µετατρέπονται σε ιόντα µε αντίθετο φορτίο, που έλκονται

και συγκρατούνται σε ορισµένη απόσταση µεταξύ τους µε ηλεκτροστατικές δυνάµεις Coulomb.

Παράδειγµα:

Το NaCl είναι ετεροπολική ένωση όπου κατιόντα Νa

+

και ανιόντα Cl

–

σχηµατίζουν κρύσταλλικόπλέγµα.

Παρατήρηση:

Ιοντικές ενώσεις είναι τα οξείδια των µετάλλων, τα υδροξείδια των µετάλλων και

τα άλατα, π.χ. CaO, KOH, NaCl.

• Οµοιοπολικός δεσµός:Ονοµάζεται ο δεσµός που σχηµατίζεται µεταξύ ατόµων, µε αµοιβαία συνεισφορά ενός ή

περισσοτέρων ηλεκτρονίων µε αποτέλεσµα τα άτοµα που συνδέονται να κατέχουν από κοινού

ένα, δύο ή τρία κοινά ζεύγη ηλεκτρονίων.


Στο µόριο του Η2 υπάρχει απλός οµοιοπολικός δεσµός µεταξύ των ατόµων του Η:

7/16/2019 1o τεύχος


ΧΗΜΕΙΑ: ∆ιαµοριακές δυνάµεις - Καταστάσεις της ύλης - Ιδιότητες υγρών - Αέρια - Νόµος µερικών πιέσεων6

Στο µόριο του ΗCl τα άτοµα του Η και του Cl συνδέονται µε απλό οµοιοπολικό δεσµό:

Στο µόριο της ΝH3 τα άτοµα του Ν και του Η συνδέονται µε τρείς απλούς οµοιοπολικούς δεσµούς:

Ένας οµοιοπολικός δεσµός που σχηµατίζεται µεταξύ ατόµων ίδιας ηλεκτραρνητικότητας

είναι µη πολωµένος, δηλαδή δεσµοί της µορφής: Α - Α, π.χ. Η - Η, Cl - Cl.

Όταν ο δεσµός σχηµατίζεται µεταξύ ατόµων διαφορετικής ηλεκτραρνητικότητας, είναι πολω-

µένος, δηλαδή δεσµοί της µορφής: Α - Β, π.χ. Η - Cl.

• ∆ιπολική ροπή:

Η διπολική ροπή αποτελεί το µέτρο της πολικότητας του µορίου και είναι διανυσµατικό

µέγεθος. Το µέτρο της δίνεται από τη σχέση: µ = δ·r

όπου δ: το στοιχειώδες φορτίο

r: η απόσταση των πόλων

Η διπολική ροπή ενός µορίου εξαρτάται από την πόλωση των δεσµών καθώς και τη γεωµε-

τρία του µορίου στα πολυατοµικά µόρια.

Η πόλωση ενός δεσµού εξαρτάται από τη διαφορά ηλεκτραρνητικότητας των ατόµων του.

• Πολικά - µη πολικά µόρια:

Πολικά ονοµάζονται τα µόρια που έχουν πολωµένους οµοιοπολικούς δεσµούς και η συνι-

σταµένη διπολική ροπή είναι διαφορετική από το µηδέν (µ ≠ 0).

Σε αυτά ανήκουν διατοµικά µόρια που αποτελούνται από διαφορετικά άτοµα (Α - Β) αλλά καιπολυατοµικά µόρια µε πολωµένους δεσµούς και κατάλληλη γεωµετρία.


Πολικά είναι τα µόρια των:

ΗCl, HBr, HF, H2O, NH3, SO2, ROH, RCOOH, CH3Cl.


Οµοιοπολικές ενώσεις είναι τα οξέα, τα οξείδια των αµετάλλων και οι οργανικές

ενώσεις, π.χ. ΗCl, SO2, CH4.

7/16/2019 1o τεύχος



Τα πολικά µόρια συµπεριφέρονται ως ηλεκτρικά δίπολα.

Μη πολικά µόρια ονοµάζονται τα µόρια τα οποία δεν εµφανίζουν διπολική ροπή (Σµ = 0).

Τέτοια είναι διατοµικά µόρια που αποτελούνται από όµοια άτοµα καθώς και πολυατο-

µικά µόρια µε πολωµένους δεσµούς στα οποία η γεωµετρία είναι τέτοια ώστε η συνιστα-

µένη διπολική ροπή να είναι µηδέν.


Μόρια χηµικών στοιχείων: Η2, Ο2, Ν2, Cl2, S8.

Μόρια χηµικών ενώσεων: CH4, CO2, CCl4, C νH2ν+2, CH2Cl2.

• ∆ιαµοριακές δυνάµεις:

Ονοµάζονται οι ελκτικές δυνάµεις ηλεκτροστατικής φύσεως µεταξύ των µορίων.

Οι διαµοριακές δυνάµεις είναι γενικά ασθενέστερες από τις ενδοµοριακές και καθορίζουν τη

φυσική κατάσταση της ουσίας για ορισµένες συνθήκες θερµοκρασίας και πίεσης.

• Είδη διαµορικών δυνάµεων:

α. ∆υνάµεις ιόντος-διπόλου.

β. ∆υνάµεις διπόλου-διπόλου.

γ. ∆υνάµεις διπόλου-στιγµιαίου (ή παροδικού) διπόλου.δ. ∆υνάµεις στιγµιαίου διπόλου-στιγµιαίου διπόλου (∆υνάµεις London ή διασποράς).

ε. ∆εσµός υδρογόνου.

Οι διαµοριακές δυνάµεις διπόλου - διπόλου, διπόλου - στιγµιαίου διπόλου και στιγµιαίου

διπόλου - στιγµιαίου διπόλου ονοµάζονται γενικά δυνάµεις Van der Waals

α. ∆υνάµεις ιόντος-διπόλου:

Οι δυνάµεις ιόντος-διπόλου είναι ελκτικές δυνάµεις ηλεκτροστατικής φύσεως οι οποίες

εµφανίζονται µεταξύ ενός διπόλου µορίου και ενός ιόντος (ανιόν ή κατιόν).

Η ισχύς των δεσµών αυτών εξαρτάται από το µέγεθος και το φορτίο των ιόντων καθώς και

από το µέγεθος και τη διπολική ροπή του µορίου.


Κατά τη διάλυση NaCl σε H2O, τα ιόντα Νa+ και Cl – δηµιουργούν δεσµούς ιόντος - διπόλου

µε το πολικό µόριο του Η2Ο.


Τα µη πολικά µόρια µπορούν να πολώνονται για µικρό χρονικό διάστηµα. Τα δίπο-

λα αυτά ονοµάζονται στιγµιαία ή παροδικά.

7/16/2019 1o τεύχος



Οπως φαίνεται στο σχήµα τα δίπολα µόρια σχηµατίζουν δεσµό ηλεκτροστατικής φύσεως µε

ένα ιόν.

Αυτή είναι και η αιτία που οι ετεροπολικές ενώσεις διαλύονται σε πολικούς διαλύτες όπως

είναι το νερό, ενώ δεν διαλύονται σε µη πολικούς διαλύτες.

β. Οι δυνάµεις διπόλου-διπόλου:

Είναι ελκτικές ηλεκτροστατικής φύσεως δυνάµεις µεταξύ των ετερώνυµα φορτισµένων πό-

λων των διπόλων µορίων.

Τα δίπολα µόρια προσανατολίζονται έτσι ώστε απέναντι στο θετικό πόλο του ενός να βρίσκεται

ο αρνητικός του άλλου.


∆υνάµεις διπόλου - διπόλου εµφανίζονται µεταξύ µορίων ΗCl, HBr, SO2.

Η ισχύς των δεσµών αυτών αυξάνει, όσο αυξάνει η διπολική ροπή των µορίων, για µόρια µεπαραπλήσια σχετική µοριακή µάζα (Μr). Όσο αυξάνονται οι διαµοριακές δυνάµεις τόσο

αυξάνεται και το σηµείο ζέσεως.

γ. ∆υνάµεις διπόλου - στιγµιαίου διπόλου:

Είναι ασθενείς ηλεκτροστατικές δυνάµεις που αναπτύσσονται µεταξύ πολικών και µη πολι-

κών µορίων.

Το µη πολικό µόριο πολώνεται επαγωγικά από το πολικό µε αποτέλεσµα να δηµιουργείται

το στιγµιαίο δίπολο.


Οι δυνάµεις που αναπτύσσονται µεταξύ µορίων ΗCl και µορίων I2.

δ. ∆υνάµεις στιγµιαίου διπόλου - στιγµιαίου διπόλου:

(∆υνάµεις London ή διασποράς)

Είναι ασθενείς ηλεκτροστατικές δυνάµεις που αναπτύσσονται µεταξύ µη πολικών µορίων.

Τα παροδικά δίπολα δηµιουργούνται λόγω στιγµιαίας ανισοκατανοµής των ηλεκτρονίων.

Οι δυνάµεις αυτές δεν έχουν καθορισµένη κατεύθυνση, για αυτό και ονοµάζονται δυνάµεις

διασποράς.


Οι δυνάµεις που αναπτύσσονται µεταξύ των ατόµων των ευγενών αερίων καθώς και µεταξύ

των µορίων των χηµικών στοιχείων.

7/16/2019 1o τεύχος



Η ισχύς των δυνάµεων London εξαρτάται:

1. Από τη σχετική µοριακή µάζα (Μr):

Με την αύξηση της Μr, η κατανοµή των ηλεκτρονίων διαταράσσεται ευκολότερα, µε

αποτέλεσµα να δηµιουργούνται στιγµιαία δίπολα, και να αυξάνονται οι δυνάµεις διασπο-

ράς (London) καθώς και το σηµείο ζέσεως.

2. Από το σχήµα των µορίων.

Τα ευθύγραµµα µη πολωµένα µόρια εµφανίζουν ισχυρότερους δεσµούς από τα διακλαδι-

σµένα (σφαιρικά) µη πολωµένα µόρια καθώς και µεγαλύτερο σηµείο ζέσεως .


Στον µοριακό τύπο C5H12, αντιστοιχούν οι παρακάτω ενώσεις:

Με σηµεία βρασµού 36 οC, 28 οC, 9,5 οC, αντίστοιχα. Η διαφορά αυτή οφείλεται στην

διαφορετική ισχύ των δυνάµεων London λόγω διαφορετικού σχήµατος. Το πεντάνιο που

έχει ευθύγραµµο σχήµα, εµφανίζει ισχυρότερες δυνάµεις London, µε αποτέλεσµα να έχει το υψηλότερο σηµείο βρασµού.


Η ύπαρξη των δυνάµεων διασποράς εξηγεί την υγροποίηση των µη πολικών αερίων.

ε. ∆εσµός υδρογόνου:

Είναι µια ειδική περίπτωση διαµοριακών δυνάµεων µεταξύ διπόλου - διπόλου η οποία

εµφανίζει σηµαντικά µεγαλύτερη ισχύ από τους άλλους διαµοριακούς δεσµούς.Ο δεσµός ή γέφυρα υδρογόνου αναπτύσσεται µεταξύ µορίων που περιέχουν δεσµούς του

υδρογόνου µε ένα πολύ ηλεκτραρνητικό άτοµο που έχει µικρό σχετικά µέγεθος (F,O,N).

Ο δεσµός υδρογόνου συµβολίζεται µε τρείς τελείες (...).

7/16/2019 1o τεύχος




Χαρακτηριστικά παραδείγµατα είναι:

1. Μεταξύ µορίων υδροφθορίου: ΗF – HF

2. Μεταξύ µορίων νερού: Η2Ο – Η2Ο

3. Mεταξύ µορίων αλκοολών: ROH – ROH4. Μεταξύ µορίων αµµωνίας: ΝΗ3 – ΝΗ3

5. Μεταξύ µορίων καρβοξυλικών οξέων: RCOOH – RCOOH.

6. Μεταξύ µορίων νερού και αλκοόλης: RΟH – H2O.

3 3

Ο δεσµός υδρογόνου είναι ασθενέστερος του ετεροπολικού και του οµοιοπολικού αλλά

ισχυρότερος των δυνάµεων Van der Waals.


Ο οµοιοπολικός δεσµός του υδρογόνου µε τα πολύ ηλεκτραρνητικά Ν, Ο, F,

είναι πολύ πολωµένος. Στο γεγονός αυτό οφείλεται η µεγάλη ισχύς του δε-

σµού υδρογόνου.

Συνέπειες του δεσµού υδρογόνου:

Ο δεσµός υδρογόνου επηρρεάζει κυρίως τις φυσικές ιδιότητες των ενώσεων που εµφανίζεται.

Ορισµένες από τις συνέπειες του δεσµού υδρογόνου είναι:

1. Το υψηλό σηµείο βρασµού του νερού και το γεγονός ότι ο πάγος επιπλέει στο νερό.

2. Οι αλκοόλες έχουν υψηλότερο σηµείο βρασµού από τους ισοµερείς τους αιθέρες,

στους οποίους δεν εµφανίζεται δεσµός υδρογόνου.

3. Τα πρώτα µέλη των αλκοολών και των καρβοξυλικών οξέων έχουν µεγάλη διαλυτό-

τητα στο νερό.

4. Η σταθερότητα που εµφανίζουν η ελικοειδής δοµή των πρωτεϊνών και η διπλή έλικα

του DNA.

5. Η µεγάλη αντοχή του νάιλον (nylon).

7/16/2019 1o τεύχος



• Συνέπειες των διαµοριακών δυνάµεων στις φυσικές ιδιότητες των σωµάτων:

α. Επίδραση στη διαλυτότητα.

Οι πολικές ουσίες διαλύονται σε πολικούς διαλύτες και οι µη πολικές ουσίες διαλύονται σε

µη πολικούς διαλύτες. Ισχύει, λοιπόν, ότι: “Τα όµοια διαλύουν όµοια” Παράδειγµα:

1. Το νερό (πολικός διαλύτης) διαλύει τις πολικές οργανικές ενώσεις (ζάχαρη, οινόπνευµα),

ενώ δεν διαλύει τις µη πολικές (εξάνιο, διαιθυλαιθέρας).

2. Ο τετραχλωράνθρακας (CCl4) που είναι µη πολικός διαλύτης, διαλύει µη πολικές οργα-

νικές ενώσεις (εξάνιο, διαιθυλαιθέρας).

β. Επίδραση στο σηµείο βρασµού.

Όσο ισχυρότερες είναι οι διαµοριακές δυνάµεις σε µια ουσία τόσο µεγαλύτερη ενέργεια

απαιτείται για τη διάσπασή τους, οπότε τόσο µεγαλύτερο είναι το σηµείο βρασµού (η ισχύςτων διαµοριακών δυνάµεων αυξάνεται µε την αύξηση της σχετικής µοριακής µάζας ή της

διπολικής ροπής των µορίων).


Το νερό (Μr = 18) και το µεθάνιο (Μr = 16), αν και έχουν παραπλήσιες σχετικές µοριακές

µάζες, παρουσιάζουν τεράστια διαφορά στα σηµεία βρασµου γιατί στο νερό υπάρχουν δε-

σµοί υδρογόνου ενώ στο µεθάνιο δυνάµεις διασποράς.

γ. Επίδραση στη υγροποίηση των αερίων.

Όσο ισχυρότερες είναι οι διαµοριακές δυνάµεις τόσο ευκολότερα υγροποιείται ένα αέριο και

τόσο δυσκολότερα εξατµίζεται το αντίστοιχο αέριο.

• Ισχύς διαµοριακών δυνάµεων:

Η ισχύς των διαµοριακών δυνάµεων αυξάνεται από αριστερά προς τα δεξιά σύµφωνα µε τη

παρακάτω σειρά:

7/16/2019 1o τεύχος



Καταστάσεις της ύλης:

• Οι τρείς καταστάσεις της ύλης:

Ανάλογα µε τις συνθήκες θερµοκρασίας και πίεσης, η ύλη εµφανίζεται σε τρείς διαφορετικές

καταστάσεις: τη στερεή, την υγρή και την αέρια.Για ορισµένο υλικό, οι κυριότερες διαφορές µεταξύ των τριών καταστάσεων εµφανίζονται στην ισχύ των

δυνάµεων µεταξύ των δοµικών µονάδων τους (άτοµα, µόρια, ιόντα) και στην κίνηση τους.

Στερεά:

Οι δυνάµεις µεταξύ των δοµικών µονάδων είναι ισχυρές, µε αποτέλεσµα να έχουν καθορισµέ-

νες θέσεις στο χώρο, δηλαδή, βρίσκονται σε πλήρη τάξη.

Τα στερεά σώµατα χαρακτηρίζονται από καθορισµένο όγκο και σχήµα.

Υγρά:

Οι δυνάµεις µεταξύ των δοµικών σωµατιδίων είναι ασθενέστερες σε σύγκριση µε αυτές των

στερεών, µε αποτέλεσµα να έχουν µία σχετική ελευθερία κινήσεων, σε ολόκληρο το χώρο του

υγρού, ενώ βρίσκονται σε συνεχή επαφή µεταξύ τους, δηλαδή βρίσκονται σε σχετική αταξία.

Τα υγρά χαρακτηρίζονται από συγκεκριµένο όγκο, όχι όµως και σχήµα, αυτό καθορίζεται από το

σχήµα του δοχείου στο οποίο περιέχονται.

Αέρια:

Οι δυνάµεις µεταξύ των δοµικών σωµατιδίων είναι πολύ ασθενείς, µε αποτέλεσµα να κινού-

νται άτακτα και συνεχώς, σε όλο τον όγκο του δοχείου στο οποίο περιέχονται, δηλαδή,

βρίσκονται σε πλήρη αταξία.Τα αέρια σώµατα χαρακτηρίζονται από µεταβλητό όγκο και σχήµα. Πιο συγκεκριµένα, παίρ-

νουν το σχήµα και τον όγκο του δοχείου στο οποίο περιέχονται.


α. Τα στερεά και τα υγρά είναι πρακτικά ασυµπίεστα, δηλαδή, ο όγκος τους µετα-

βάλλεται ελάχιστα µε την εφαρµογή υψηλής πίεσης. Αυτό συµβαίνει γιατί οι

αποστάσεις των δοµικών µονάδων τους είναι πολύ µικρές.

β.Τα αέρια µπορούν να συµπιεστούν µε αύξηση της πίεσης. Αυτό συµβαίνει γιατί οι

αποστάσεις των δοµικών µονάδων τους είναι πολύ µεγάλες, µε αποτέλεσµα το

µεγαλύτερο µέρος του όγκου που καταλαµβάνει ένα αέριο να είναι κενό.

γ. Στα αέρια οι δοµικές µονάδες έχουν µεγαλύτερη κινητική ενέργεια σε σχέση µε

τα στερεά και τα υγρά.

7/16/2019 1o τεύχος



• Μεταβολές καταστάσεων της ύλης:

Μεταβάλοντας τις συνθήκες θερµοκρασίας και πίεσης, η ύλη αλλάζει φυσική κατάσταση.

Οι µεταβολές αυτές δεν έχουν καµία επίδραση στην σύσταση της ύλης, δηλαδή, πρόκειται για

καθαρά φυσικά φαινόµενα.

Στο διάγραµµα που ακολουθεί απεικονίζονται οι µεταβολές των καταστάσεων της ύλης:

Τήξη: Είναι η µετάβαση ενός σώµατος από την στερεά στην υγρή κατάσταση.

Πήξη: Είναι η µετάβαση ενός σώµατος από την υγρή στη στερεά κατάσταση.

Εξαέρωση: Είναι η µετάβαση ενός σώµατος από την υγρή στη αέρια κατάσταση.

Μπορεί να γίνει µε δύο τρόπους, µε εξάτµιση δηλαδή µόνο από την ελεύθερη

επιφάνεια του υγρου ή µε βρασµό δηλαδή από όλη τη µάζα του υγρού.

Υγροποίηση: Είναι η µετάβαση ενός σώµατος από την αέρια στη υγρή κατάσταση.Το φαινόµενο της υγροποίησης ονοµάζεται και συµπύκνωση.

Εξάχνωση: Είναι η µετάβαση ενός σώµατος από την στερεά στη αέρια κατάσταση χωρίς

να περάσει από την υγρή.

Όταν το σώµα πηγαίνει σε κατάσταση πλουσιότερη σε εσωτερικό ενεργειακό περιεχόµενο,

απορροφά θερµότητα κατα τη διάρκεια της µεταβολής (ενδόθερµο φαινόµενο). Αντίθετα,

όταν το σώµα πηγαίνει σε κατάσταση φτωχότερη σε εσωτερικό ενεργειακό περιεχόµενο, ελε-

υθερώνει θερµότητα κατα τη διάρκεια της µεταβολής (εξώθερµο φαινόµενο).

Συνεπώς, η τήξη, η εξαέρωση και η εξάχνωση είναι ενδόθερµα φαινόµενα, ενώ η πήξη και η

υγροποίηση εξώθερµα.

Κατά τη διάρκεια των παραπάνω φυσικών φαινοµένων, η θερµοκρασία των σωµάτων διατη-

ρείται σταθερή. Με άλλα λόγια έχουµε σταθερή θερµοκρασία µέχρι να µεταβεί όλη η µάζα της

ουσίας από τη µία φυσική κατάσταση στην άλλη.

7/16/2019 1o τεύχος



Ερωτήσεις:

1. Να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις:

1. Ποιές δυνάµεις ονοµάζονται διαµοριακές και ποιες ενδοµοριακές;

2. α. Ποια µόρια ονοµάζονται πολικά και ποια µη πολικά; Αναφέρετε δύο παραδείγµατα.β. Τί ονοµάζεται διπολική ροπή ενός µορίου; Απο ποιους παράγοντες εξαρτάται;

3. Ποια είδη διαµοριακών δυνάµεων γνωρίζετε; Αναφέρετε από ένα παράδειγµα.

4. α. Πότε εµφανίζονται δεσµοί υδρογόνου;

β. Αναφέρετε δύο συνέπειες του δεσµού υδρογόνου.

5. Από ποιους παράγοντες καθορίζεται η κατάσταση στην οποία θα βρεθεί µία ουσία σε

ορισµένες συνθήκες;

6. Ποιες µετατροπές ονοµάζονται:

α. τήξη β. πήξη γ. εξαέρωση δ. υγροποίηση ε. εξάχνωση

2. Να συµπληρώσετε τα κενά µε τις κατάλληλες λέξεις:

1. Οι δυνάµεις που ασκούνται µεταξύ µορίων ονοµάζονται ............................... και είναι

............................... από τις ενδοµοριακές.

2. Κατά την εξάτµιση µίας ποσότητας νερού εξασθενούν οι ............................... δυνάµεις,

ενώ οι ............................... δυνάµεις δεν µεταβάλλονται.

3. Τα διατοµικά µόρια που αποτελούνται από ............................... άτοµα, όπως το µόριο

..............................., εµφανίζουν πολικότητα, ενώ τα µόρια των ...............................

............................... , όπως το µόριο ..............................., δεν εµφανίζουν πολικότητα.

4. Η διπολική ροπή αποτελεί το µέτρο της ............................... ενός µορίου. Είναι

............................... µέγεθος. Το µέτρο της δίνεται από τη σχέση µ = ............................... Η

διπολική ροπή ενός µορίου εξαρτάται από την ............................... των ...............................

και τη γεωµετρία του µορίου.

5. Το νερό βράζει σε υψηλή θερµοκρασία εξαιτίας των δυνάµεων που ασκούνται µεταξύ των

............................... και οι οποίες ονοµάζονται δυνάµεις ...............................

6. Οι δυνάµεις που ασκούνται µεταξύ διπόλων µορίων και µή διπόλων µορίων ονοµάζονται

δυνάµεις ............................... ...............................

7.Οι δυνάµεις ............................... ............................... – ............................... ...............................

ονοµάζονται και δυνάµεις London.

7/16/2019 1o τεύχος



8. Η τήξη, η εξαέρωση και η εξάχνωση, είναι ............................... φαινόµενα, ενώ η πήξη και η

υγροποίηση ...............................

3. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές (Σ) και ποιες λάθος (Λ);

1. Όλα τα διατοµικά µόρια εµφανίζουν πολικότητα.

2. Τα µόρια όλων των χηµικών στοιχείων είναι µη πολικά.

3. Η διπολική ροπή του µορίου του υδροχλωρίου είναι µεγαλύτερη από τη διπολική ροπή

του µορίου του διoξειδίου του άνθρακα.

4. Τα πολικά µόρια είναι ηλεκτρικά ουδέτερα.

5. Αναγκαία συνθήκη για να εµφανίζει ένα µόριο διπολική ροπή είναι να απότελείται από

άτοµα διαφορετικών στοιχείων.

6. Υπάρχουν µόρια που έχουν πολωµένους δεσµούς και είναι µη πολικά.

7. Κατά τη διάλυση ΝaCl στο Η2Ο σχηµατίζονται δεσµοί διπόλου - διπόλου.

8. Μεταξύ των µορίων κάθε υδρογονούχου ένωσης υπάρχουν δεσµοί υδρογόνου.

9. Οι ασθενέστερες διαµοριακές δυνάµεις είναι οι δυνάµεις London.

10. Μεταξύ των ενώσεων Η2Ο και Η2S, το µικρότερο σηµείο βρασµού έχει αυτή µε το

µικρότερο µοριακό βάρος.

11. Τα στερεά έχουν ορισµένο σχήµα και όγκο.

12. Ο βρασµός ενός υγρού γίνεται µόνο από την ελεύθερη επιφάνειά του.

13. Οι ιοντικές ενώσεις έχουν υψηλότερο σηµείο βρασµού από τις οµοιοπολικές µε παρα-

πλήσια σχετική µοριακή µάζα.

14.Τα υγρά χαρακτηρίζονται από συγκεκριµένο σχήµα και όγκο.

4. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση:

1. Οι δυνάµεις που ασκούνται µεταξύ των ατόµων ενός διατοµικού µορίου χαρακτη-ρίζονται ως:

α. διαµοριακές β. ενδοµοριακές γ. διατοµικές δ. ενδοατοµικές

7/16/2019 1o τεύχος



2. Τα µόρια των χηµικών στοιχείων:

α. είναι ηλεκτρικά δίπολα

β. είναι ηλεκτρικά δίπολα, µόνο στα υγρά στοιχεία

γ. είναι ηλεκτρικά δίπολα, µόνο στα πολυατοµικά στοιχεία

δ. είναι πάντα µη πολικά

3. Ένα διατοµικό µόριο είναι ηλεκτρικό δίπολο όταν:

α. αποτελείται από άτοµα µε διαφορετικό ατοµικό αριθµό

β. αποτελείται από άτοµα του ίδιου στοιχείου

γ. τα άτοµά του συνδέονται µε απλό οµοιοπολικό δεσµό

δ. σε καµία από τις παραπάνω περιπτώσεις

4. Το µόριο του HCl έχει µικρότερη διπολική ροπή από αυτό του HF γιατί:

α. το Cl είναι ηλεκτραρνητικότερο του F

β. το F είναι ηλεκτραρνητικότερο του Cl

γ. το HCl έχει µεγαλύτερη σχετική µοριακή µάζα

δ. το HCl είναι γραµµικό µόριο ενώ το HF σφαιρικό

5. Το µόριο του διοξειδίου του άνθρακα (CO2 ):

α. είναι πολικό

β. είναι µη πολικό γιατί ο δεσµός µεταξύ C και O δεν είναι πολωµένος.

γ. είναι µη πολικό γιατί αν και περιέχει πολωµένους δεσµούς η διπολική του ροπη είναι

µηδέν.δ. τίποτα από τα παραπάνω

6. Οι δυνάµεις µεταξύ των ατόµων των ευγενών αερίων είναι:

α. διπόλου - διπόλου

β. διπόλου - στιγµιαίου διπόλου

γ. στιγµιαίου διπόλου - στιγµιαίου διπόλου

δ. οµοιοπολικός δεσµός

7. Με την έκφραση “τα όµοια διαλύουν όµοια” ενοούµε:α. τα υγρά διαλύονται στα υγρά

β. οι οµοιοπολικές ενώσεις διαλύονται σε οµοιοπολικές ενώσεις

γ. οι πολικοί διαλύτες διαλύουν πολικές ενώσεις και αντίθετα

δ. οι οργανικές ενώσεις διαλύονται µόνο σε οργανικούς διαλύτες

7/16/2019 1o τεύχος



8. Οι αλκοόλες µε µικρή σχετική µοριακή µάζα διαλύονται στο νερό γιατί:

α. είναι ιοντικές ενώσεις

β. σχηµατίζουν δεσµούς υδρογόνου µε αυτό

γ. σχηµατίζουν δεσµούς Van der Waals µε αυτό

δ. έχουν µη πολικά µόρια

9. Το υψηλό σηµείο βρασµού του νερού οφείλεται:

α. στη σχετική µοριακή του µάζα

β. στις ισχυρές διαµοριακές δυνάµεις µεταξύ των µορίων του

γ. στο ότι είναι υδρογονούχα ένωση

δ. στη µεγάλη σταθερότητα των δεσµών µεταξύ Η και Ο στο µόριό του

10. Η µετατροπή µίας υγρής ουσίας σε στερεή ονοµάζεται:

α. εξάτµιση β. βρασµός γ. εξάχνωση δ. πήξη

11. Από τα παρακάτω φυσικά φαινόµενα εξώθερµο είναι:

α. η πήξη β. ο βρασµός γ. η εξάχνωση δ. η τήξη

5. Να κάνετε τις αντιστοιχίσεις

1. Αντιστοιχίστε την κάθε χηµική ουσία της στήλης Α µε έναν από τους χαρακτηρισµούς της

στήλης Β, ο οποίος αναφέρεται στο µόριο της αντίστοιχης ουσίας.

Στήλη Α

1.CCl42.HCl

3. F24. NH3

5. CO2

6. H2O

Στήλη Β

α. µη πολωµένος δεσµός

β. πολωµένοι δεσµοί - µη ηλεκτρικό

δίπολο

γ. ένας πολωµένος δεσµός

δ. πολωµένοι δεσµοί - ηλεκτρικό δίπολο

7/16/2019 1o τεύχος



3. Αντιστοιχίστε τις χηµικές ενώσεις της στήλης Α µε τα σηµεία βρασµού στη στήλη Β.

Στήλη Α

1.CCl4

2.NaCl

3. H2O

4. Cl2

Στήλη Β

α. -34 oC

β.660 oC

γ. 76 oC

δ. 100 oC

4. Αντιστοιχίστε τα φυσικά φαινόµενα της στήλης Α µε τον κατάλληλο χαρακτηρισµό

της στήλης Β.

Στήλη Α

1. τήξη

2. πήξη

3. υγροποίηση

4. εξαέρωση

5. εξάχνωση

Στήλη Β

α. ενδόθερµο φαινόµενο

β. εξώθερµο φαινόµενο

2. Αντιστοιχίστε αµφιµονοσήµαντα (ένα προς ένα) τα είδη των δυνάµεων της στήλης Α µε

τα σώµατα της στήλης Β, στα οποία εµφανίζεται η αντίστοιχη δύναµη.

Στήλη Α

1. δεσµός υδρογόνου2. δυνάµεις διπόλου - διπόλου

3. δυνάµεις ιόντος - διπόλου

4. δυνάµεις διασποράς

Στήλη Β

α. υδατικό διάλυµα ΝaClβ.HΒr

γ. H2

δ. NH3(l)

7/16/2019 1o τεύχος



Μεθοδολογία ασκήσεων - Παραδείγµατα:

Κατηγορία – Μέθοδος 1

Ασκήσεις όπου πρέπει να εξετάσουµε το είδος των διαµοριακών δυνάµεων:Αρχικά βλέπουµε αν τα µόρια είναι πολικά ή µη πολικά.

• Μη πολικά είναι όλα τα µόρια των χηµικών στοιχείων και τα µόρια των χηµικών ενώσεων

µε πολωµένους δεσµούς στα οποία η γεωµετρία είναι τέτοια ώστε να µην εµφανίζεται

διπολική ροπή, π.χ.: CO2, CH4.

• Πολικά είναι τα διατοµικά µόρια των χηµικών ενώσεων και τα πολυατοµικά µόρια µε

πολωµένους δεσµούς όπου η γεωµετρία είναι τέτοια ώστε η διπολική ροπή να είναι

διαφορετική από µηδέν, π.χ.: Η2Ο, ΝΗ3.

Όταν έχουµε πολικά µόρια προσέχουµε αν περιέχουν άτοµα υδρογόνου ενωµένα µε φθόριο,οξυγόνο ή άζωτο γιατί στη περίπτωση αυτή έχουµε δεσµό υδρογόνου.

Παράδειγµα 1:

Τι είδους διαµοριακές δυνάµεις ασκούνται µεταξύ των επόµενων ζευγών:

α. Cl2 – Cl2 β. ΗCl – HCl γ. CO2 – CO2 δ. ΝΗ3 – Η2Ο ε. ΗCl – He

Λύση:

α. Το µόριο του Cl2 αποτελείται από δύο όµοια άτοµα, συνεπώς ο δεσµός είναι µή πολωµένος

άρα και το µόριο µή πολικό. Μεταξύ µή πολικών µορίων έχουµε δυνάµεις διασποράς.

β. Ο δεσµός µεταξύ του υδρογόνου και του χλωρίου στο µόριο του HCl είναι πολωµένος, άρα και

το µόριο HCl είναι πολικό. Μεταξύ πολικών µορίων ασκούνται δυνάµεις διπόλου - διπόλου.

γ. Στο µόριο του CO2 οι δεσµοί µεταξύ άνθρακα και οξυγόνου είναι πολωµένοι, όµως η γεωµε-

τρία του µορίου είναι τέτοια ώστε η συνολική διπολική ροπή του να είναι µηδέν. Οι δυνάµεις

που ασκούνται είναι διασποράς.

δ. Στα µόρια της ΝΗ3 και του H2O έχουµε πολωµένους δεσµούς και η γεωµετρία τους είναι

τέτοια ώστε η συνολική διπολική τους ροπή να είναι διάφορη του µηδενός. Παρατηρούµε ότι

έχουµε δεσµούς αζώτου - υδρογόνου και υδρογόνου - οξυγόνου. Συνεπώς, στη περίπτωση

αυτή έχουµε δεσµούς υδρογόνου.

ε. Το HCl είναι πολικό ενώ το He είναι µη πολικό, άρα, οι δυνάµεις που αναπτύσσονται θα είναι

διπόλου - στιγµιαίου διπόλου.

7/16/2019 1o τεύχος




Ασκήσεις που µας ζητουν να συγκρίνουµε τα σηµεία βρασµού ή τα σηµεία τήξης ορισµέ-

νων ουσιών:

Αρχικά ελέγχουµε αν η ουσία είναι ιοντική ή µοριακή.

• Οι ιοντικές ουσίες έχουν γενικά υψηλότερα σηµεία βρασµού και τήξης από τις µοριακές.

• Για τις µοριακές ουσίες εξετάζουµε το είδος των διαµοριακών δυνάµεων που υπάρχει σε

κάθε µία και τη σχετική τους µοριακή µάζα.

• Σε ουσίες µε παραπλήσιες σχετικές µοριακές µάζες, όσο ισχυρότερες είναι οι διαµοριακές

δυνάµεις, τόσο µεγαλύτερο είναι το σηµείο βρασµού ή τήξης.


Να συγκρίνετε τα σηµεία βρασµού των παρακάτω σωµάτων:

α. Cl2 β. HCl γ. NaCl δ. HF

Λύση:

To NaCl είναι ιοντική ένωση, συνεπώς θα παρουσιάζει υψηλότερο σηµείο βρασµού από τα

υπόλοιπα σώµατα που είναι µοριακά.

Οι διαµοριακές δυνάµεις που αναπτύσσονται στα υπόλοιπα σώµατα είναι:

Cl2: δυνάµεις διασποράς ΗCl: δυνάµεις διπόλου - διπόλου ΗF: δεσµός υδρογόνου

Παρατηρούµε ότι η ισχύς των διαµοριακών δυνάµεων αυξάνεται µε τη σειρά Cl 2, HCl, HF.

Συνεπώς, θα αυξάνονται αντίστοιχα και τα σηµεία βρασµού. Άρα τα σώµατα κατά αύξουσα

σειρά σηµείου βρασµού είναι: Cl2, HCl, HF, NaCl.


Ασκήσεις που µας ζητουν να προβλέψουµε ποιες ουσίες διαλύονται και ποιες όχι, σε

ορισµένο διαλύτη:

Εξετάζουµε πρώτα αν ο διαλύτης είναι πολικός ή µη πολικός.

• Αν ο διαλύτης είναι πολικός, σε αυτόν διαλύονται πολικές και ιοντικές ενώσεις.

• Αν ο διαλύτης είναι µη πολικός, σε αυτόν διαλύονται µη πολικές ενώσεις.

∆ηλαδή, εφαρµόζουµε τον κανόνα: “Τα όµοια διαλύουν όµοια”.


Ποιες από τις επόµενες ενώσεις περιµένετε να διαλύονται στο νερό (Η2Ο) και ποιες στο

εξάνιο (C6H14); Να δικαιολογήσετε την απάντησή σας.

α. Na2CO3 β. CCl4 γ. C8H18 δ. HCl

7/16/2019 1o τεύχος



Λυµένες ασκήσεις:

1. Ποιο είδος διαµοριακών δυνάµεων έχουµε:

α. Σε υδατικό διάλυµα CaCl2 β. Σε αέριο µίγµα ΗCl και ΗΒrγ. Σε αέριο µίγµα CO2 και HCl

Λύση:

α. Στο υδατικό διάλυµα CaCl2 υπάρχουν µόρια Η2Ο και ιόντα Ca2+και Cl – .

Οι διαµορικές δυνάµεις είναι:

• ∆εσµός υδρογόνου µεταξύ των µορίων Η2Ο.

• ∆υνάµεις ιόντος - διπόλου στα ζεύγη: Ca2+ - H2O και Cl – - H2O.

β. Τα µόρια ΗCl και ΗΒr είναι πολικά, συνεπώς εµφανίζονται δυνάµεις διπόλου - διπόλου στα

ζεύγη: HCl - HCl, HBr - HBr και HCl - HBr.

γ. Το µόριο του CO2 είναι µη πολικό, ενώ το µόριο του HCl είναι πολικό. Οι διαµοριακές δυνάµεις

στο µίγµα είναι:

• ∆υνάµεις διασποράς µεταξύ των µορίων του CO2.

• ∆υνάµεις διπόλου - στιγµιαίου διπόλου στο ζεύγος ΗCl - CO2.

• ∆υνάµεις διπόλου - διπόλου µεταξύ των µορίων του ΗCl.

2. Ισχυρότερες δυνάµεις διασποράς (London) αναπτύσσονται µεταξύ των µορίων:

α. CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 β.

γ. CH3 – CH2 – CH3 δ. CH3 – CH3

Λύση:

Το νερό είναι πολικός διαλύτης, ενώ το εξάνιο µη πολικός.

α. Το Na2CO3 είναι ιοντική ένωση, άρα διαλύεται στο νερό.

β. Ο CCl4 είναι µή πολικό µόριο, άρα διαλύεται στο εξάνιο.

γ. Το C8H18 είναι µη πολικό µόριο, άρα διαλύεται στο εξάνιο.

δ. Το HCl είναι δίπολο µόριο, άρα διαλύεται στο νερό.

7/16/2019 1o τεύχος



Λύση:

Η ισχύς των δυνάµεων διασποράς εξαρτάται από τη σχετική µοριακή µάζα και από το σχήµα

του µορίου. Οι ενώσεις α. καιβ. έχουν µεγαλύτερη σχετική µοριακή µάζα (Μr) από τιςγ. και

δ., συνεπώς παρουσιάζουν ισχυρότερες δυνάµεις London.

Οι α. και β. έχουν την ίδια Μr (ισοµερείς ενώσεις), όµως η α. έχει ευθύγραµµο σχήµα και η β.

σφαιρικό, συνεπώς ισχυρότερες δυνάµεις διασποράς εµφανίζονται στην α.

Στήλη Α

1. δυνάµεις διασποράς

2. δυνάµεις διπόλου - διπόλου

3. δεσµός υδρογόνου

4. δυνάµεις ιόντος - διπόλου

Στήλη Β

α. Η2Ο – Η

2Ο

β. J2

– J2

γ.ΗCl – HCl

δ. Br – – H2O

ε. CH4 – H2O

Λύση:

1. δυνάµεις διασποράς: Αναπτύσσονται µεταξύ µη πολικών µορίων.

Άρα αντιστοιχεί στο ζεύγος β.

2. δυνάµεις διπόλου - διπόλου: Αναπτύσσονται µεταξύ διπόλων µορίων.

Άρα αντιστοιχεί στο ζεύγος γ.

3. δεσµός υδρογόνου: Αναπτύσσεται µεταξύ πολικών µορίων που περιέχουν οµοιοπολικό

δεσµό του υδρογόνου µε άζωτο, οξυγόνο ή φθόριο (N, O, F).Άρα αντιστοιχεί στο ζεύγος α.

4. δυνάµεις ιόντων διπόλου: Αναπτύσσονται µεταξύ ενός ιόντος και ενός πολικού µορίου.

Άρα αντιστοιχεί το ζεύγος δ.

Στο ζεύγος ε. οι δυνάµεις που αναπτύσσονται είναι διπόλου - στιγµιαίου διπόλου.

3. Για κάθε είδος διαµορικών δυνάµεων της στήλης Α να αντιστοιχίσετε το ζεύγος της

στήλης Β, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

7/16/2019 1o τεύχος



5.Να δείξετε ότι µεταξύ δύο γραµµικών κορεσµένων αερίων υδρογονανθράκων, υψηλότε-

ρο σηµείο βρασµού έχει αυτός µε τη µεγαλύτερη πυκνότητα στις ίδιες συνθήκες πίεσης

και θερµοκρασίας.

Λύση:

Και στους δύο υδρογονάνθρακες, οι διαµοριακές δυνάµεις που αναπτύσσονται είναι δυνάµεις

London.

Αυτός που θα έχει µεγαλύτερη σχετική µοριακή µάζα θα παρουσιάζει ισχυρότερες διαµορια-

κές δυνάµεις, συνεπώς και υψηλότερο σηµείο βρασµού.

Οι υδρογονάνθρακες είναι αέριοι, για αυτό και εφαρµόζουµε την καταστατική εξίσωση των

ιδανικών αερίων:

m m MrPPV nRT PV RT PVMr mRTMr V RT

= ⇔ = ⇔ = ⇔ = ⇔ Pρ = MrRT

Παρατηρούµε ότι η πυκνότητα του υδρογονάνθρακα σε ορισµένες συνθήκες πίεσης και θερ-

µοκρασίας είναι ανάλογη της σχετικής µοριακής µάζας.

Συνεπώς, ο υδρογονάνθρακας µε µεγαλύτερη πυκνότητα έχει υψηλότερη Μr και παρουσιάζει

ισχυρότερες διαµοριακές δυνάµεις µε αποτέλεσµα να έχει υψηλότερο σηµείο βρασµού.

6. Κατά την εξάτµιση ενός υγρού εξασθενίζουν ή καταργούνται:

α. οι ενδοµοριακές δυνάµεις β. οι ενδοατοµικές δυνάµεις

γ. οι διαµοριακές δυνάµεις δ. όλες οι παραπάνω δυνάµεις

Λύση:

Η εξάτµιση είναι φυσικό φαινόµενο, συνεπώς δεν µεταβάλεται η χηµική σύσταση του υγρού.

∆ηλαδή, οι ενδοµοριακές και ενδοατοµικές δυνάµεις δεν αλλάζουν.

4.Να εξηγήσετε γιατί η ΝΗ3 (Μr = 17) έχει σηµαντικά υψηλότερο σηµείο βρασµού από την

PH3 (Mr = 34) αν και έχει µικρότερη σχετική µοριακή µάζα.

Λύση:

Μεταξύ των µορίων της NH3 αναπτύσσονται δεσµοί υδρογόνου, ενώ µεταξύ των µορίων τηςPH3 δυνάµεις διπόλου - διπόλου. Αυτό έχει σαν συνέπεια η NH3 στην οποία οι διαµοριακές

δυνάµεις είναι ισχυρότερες να παρουσιάζει υψηλότερο σηµείο βρασµού, αν και έχει µικρότερη

σχετική µοριακή µάζα από την PH3.

7/16/2019 1o τεύχος



Επειδή το υγρό κατά την εξάτµιση µεταβαίνει στην αέρια κατάσταση, οι δυνάµεις που εξασθε-

νούν ή καταργούνται είναι οι διαµοριακές.

Άρα σωστή απάντηση είναι η γ.

7. Nα συγκρίνετε τα σηµεία βρασµού των ουσιών στα παρακάτω ζεύγη:α. Cl2 - KCl β. HCl - HF γ. ΝΟ - Ο2

∆ίνονται: ΜrNO = 30, MrO2= 32.

Λύση:

α. Το ΚCl είναι ιοντική ένωση, ενώ µεταξύ των µορίων του Cl2, εµφανίζονται δυνάµεις διασπο-

ράς. Ο ιοντικός δεσµός είναι ισχυρότερος από τις δυνάµεις διασποράς, άρα το KCl έχει

υψηλότερο σηµείο βρασµού.

β. Οι διαµοριακές δυνάµεις που αναπτύσσονται είναι:

ΗCl: ∆υνάµεις διπόλου - διπόλου ΗF: ∆εσµός υδρογόνου

Ο δεσµός υδρογόνου είναι ισχυρότερος από τις δυνάµεις διπόλου - διπόλου, για αυτό το HF

έχει υψηλότερο σηµείο βρασµού.

γ. Οι διαµοριακές δυνάµεις που αναπτύσσονται είναι:

ΝΟ: ∆υνάµεις διπόλου - διπόλου Ο2: ∆υνάµεις διασποράς

Οι δυνάµεις διπόλου - διπόλου είναι ισχυρότερες από τις δυνάµεις διασποράς, για αυτό το

ΝΟ έχει υψηλότερο σηµείο βρασµού.

7/16/2019 1o τεύχος



Ασκήσεις για λύση:

1. Να εξηγήσετε τι είδους διαµοριακές δυνάµεις ασκούνται µεταξύ των επόµενων ζευγών:

α. F2 – Cl2 β. Ca2+ – H2O γ. HF – H2O δ. Ar – Ne ε. HCl – HBr

2. Σε ένα δοχείο περιέχονται χωρίς να αντιδρούν µεταξύ τους τα αέρια: CH4, CO2, H2O, HCl.

α. Να εξετάσετε τι είδους δυνάµεις ασκούνται µεταξύ των µορίων των αερίων.

β. Αν το αέριο µίγµα το διοχετεύσουµε σε CCl4, ποιό αέριο θα διαλυθεί ευκολότερα;

3. Να καθορίσετε το είδος των διαµοριακών δυνάµεων που εµφανίζονται:

α. Μεταξύ των µορίων υγρής αµµωνίας.

β. Μεταξύ των ατόµων του αργού.

γ. Σε υδατικό διάλυµα χλωριούχου καλίου.

δ. Σε διάλυµα βρωµίου σε τετραχλωράνθρακα.

4. Να εξετάσετε αν η αιθανόλη (CH3CH2OH), ή ο διµεθυλαιθέρας (CH3OCH3) έχει υψηλότερο

σηµείο βρασµού.

∆ίνονται: Αr C: 12, Αr H: 1, Ar O: 16.

5. Ποιος από τους παρακάτω υδρογονάνθρακες πιστεύετε ότι έχει υψηλότερο σηµείο βρασµού;

Να αιτιολογίσετε την απάντησή σας.

6. ∆ίνονται οι ουσίες F2, HF, NaF.

α. Να τις κατατάξετε κατά αυξανόµενο σηµείο βρασµού.

β. Ποια από τις ουσίες περιµένετε να διαλύεται ευκολότερα στο νερό;

γ. Ποια από τις ουσίες περιµένετε να διαλύεται ευκολότερα στον τετραχλωράνθρακα;

Να αιτιολογίσετε τις απαντήσεις σας.

7. Να κατατάξετε τις ουσίες Η2Ο, Νe, HCl, HBr, HF, κατά αυξανόµενο σηµείο βρασµού.

8. Οι ενώσεις των στοιχείων της VA οµάδας του περιοδικού πίνακα µε το υδρογόνο είναι:

ΝΗ3, PH3, AsH3 και SbH3. Για τα σηµεία βρασµού των παραπάνω ενώσεων ισχύει:

σ.β.(PH3) < σ.β.(AsH3) < σ.β.(ΝΗ3) < σ.β.(SbH3).

7/16/2019 1o τεύχος



Αν ο ατοµικός αριθµός των στοιχείων της VA οµάδας αυξάνεται από το Ν προς το Sb, να

εξηγήσετε την “ανωµαλία” που παρουσιάζεται στα σηµεία βρασµού.

∆ίνονται: Αr N: 14, Αr P: 31, Ar As: 75, Ar Sb: 122.

9. Η VIIA οµάδα του περιοδικού πίνακα αποτελείται από τα: F, Cl, Br, I, κατά αύξοντα ατοµικό

αριθµό.

α. Να συγκρίνετε τη διπολική ροπή των ενώσεών τους µε το υδρογόνο (ΗF, HCl, HBr, HI).

β. Να εξετάσετε το είδος των διαµοριακών δυνάµεων που αναπτύσσονται µεταξύ των ενώ-

σεων του ερωτήµατος α.

γ. Για τα σηµεία βρασµού ισχύει: σ.β.(ΗCl) < σ.β.(ΗΒr) < σ.β.(HI) < σ.β.(ΗF). Να αιτιολογή-

σετε την παραπάνω κατάταξη.

δ. Ποιο είδος διαµοριακών δυνάµεων θα αναπτυχθεί αν διαλύσουµε τις ενώσεις του ερωτή-

µατος α. στο νερό;

ε. Αν σε ένα δοχείο περιέχεται αέριο µίγµα των HF, HCl, HBr, HI, ποιο από αυτά θα υγροποι-

ηθεί πρώτο, αν ψύξουµε το µίγµα;

Υπόδειξη:

Θυµηθείτε πως µεταβάλλεται

η ηλεκτραρνητικότητα σε µία

οµάδα του περιοδικού πίνα-

κα, όταν αυξάνεται ο ατοµι-κός αριθµός.

10. Αντιστοιχήστε κάθε ένωση της στήλης Α µε το σηµείο βρασµού της στήλης Β.

A

NH3

PH3

AsH3

SbH3

BiH3

B

-330C

-550

C220C

-120C

-880C

β)

A

HΙ

HBr

HF

HCl

B

-850C

-670C

-360C

20 0C

α)

∆ίνεται ότι τα στοιχεία F, Cl, Br, Ι ανήκουν στην VIIA

οµάδα του Π.Σ. και τα στοιχεία Ν, Ρ,

Αs, Sb, Βi στην VA, και µε τη σειρά που γράφονται από τη δεύτερη περίοδο και κάτω

αυξάνει η σχετική ατοµική τους µάζα (ή Ατοµικό τους βάρος).

ΧΗΜΕΙΑ ∆ έ δ ά Κ ά ύλ Ιδ ό ώ Αέ Νό ώ έ

7/16/2019 1o τεύχος



Ιδιότητες υγρών - Αέρια - Νόµος µερικών πιέσεων:

• Ιδιότητες υγρών:

α. Ιξώδες:

Ιξώδες ενός υγρού είναι η αντίσταση του υγρού στη ροή.

Το ιξώδες εξαρτάται:

1. από τη θερµοκρασία: Όσο αυξάνεται η θερµοκρασία ελλατώνεται το ιξώδες.

2. από τη φύση του σώµατος: Όσο ισχυρότερες είναι οι διαµοριακές δυνάµεις τόσο µεγα-

λύτερο είναι το ιξώδες.

β. Επιφανειακή τάση:

Επιφανειακή τάση είναι το µέτρο των ελκτικών δυνάµεων που δέχονται τα επιφανειακά

µόρια ενός υγρού προς το εσωτερικό του υγρού.

Μόρια τα οποία βρίσκονται στο εσωτερικό του υγρού δέχονται διαµοριακές δυνάµεις προςόλες τις κατευθύνσεις, µε αποτέλεσµα η συνισταµένη τους να είναι µηδέν. Αντίθετα, η

συνισταµένη των διαµοριακών δυνάµεων στα επιφανειακά µόρια, έχει φορά προς το εσωτε-

ρικό του υγρού. Για αυτό η επιφάνεια του υγρου γίνεται όσο το δυνατό µικρότερη.

Στην επιφανειακή τάση οφείλονται η δηµιουργεία ενός είδους “επιδερµίδας” στην επιφά-

νεια του υγρού καθώς και το σφαιρικό σχήµα των σταγόνων ενός υγρού.

Όσο ισχυρότερες είναι οι διαµοριακές δυνάµεις σε ένα υγρό, τόσο µεγαλύτερη είναι η επιφα-

νειακή του τάση.

γ. Τάση ατµών:Τάση ατµών ενός υγρού σε µια θερµοκρασία, ονοµάζεται η πίεση που ασκούν οι ατµοί του

υγρού όταν το υγρό βρίσκεται σε ισορροπία µε τους ατµούς του.

Αν τοποθετήσουµε µία ποσότητα υγρού µέσα σε κλειστό δοχείο, το υγρό θα αρχίσει να

εξατµίζεται. Με τη πάροδο του χρόνου, αυξάνεται ο αριθµός των µορίων στην αέρια φάση,

µε αποτέλεσµα να αυξάνεται και ο αριθµός των µορίων που επιστρέφουν από την αέρια

στην υγρή φάση (υγροποίηση). Μετά από κάποιο χρόνο, µε τη προϋπόθεση ότι η θερµοκρα-

σία παραµένει σταθερή, ο αριθµός µορίων που εξατµίζονται είναι ίσος µε τον αριθµό µο-

ρίων που υγροποιούνται. ∆ηλαδή, η ταχύτητα εξάτµισης γίνεται ίση µε τη ταχύτητα υγροποί-

ησης. Τότε λέµε ότι έχει αποκατασταθεί ισορροπία µεταξύ της υγρής και της αέριας φάσης.Η πίεση που ασκούν οι ατµοί του υγρού στην κατάσταση ισορροπίας ονοµάζεται τάση

ατµών του υγρού.

ΧΗΜΕΙΑ: ∆ έ δ ά Κ ά ύλ Ιδ ό ώ Αέ Νό ώ έ28

7/16/2019 1o τεύχος



Η τάση ατµών εξαρτάται:

1. από τη θερµοκρασία: Όσο αυξάνεται η θερµοκρασία, τόσο αυξάνεται η κινητική ενέργειατων µορίων, συνεπώς αυξάνεται η τάση ατµών.

β. από τη φύση του σώµατος: Όσο ισχυρότερες είναι οι διαµοριακές δυνάµεις, τόσο µικρό-

τερη είναι η τάση ατµών.


α. Η τάση ατµών δεν εξαρτάται:

1. Από τον όγκο του δοχείου.

2. Από την ποσότητα του υγρού που µπήκε αρχικά στο δοχείο.3. Από τη ποσότητα του υγρού που βρίσκεται σε ισορροπία µε τους ατµούς.

β.Η ισορροπία υγρού - ατµών είναι δυναµική. ∆ηλαδή, οι ποσότητες του υγρού και

του αερίου είναι σταθερές γιατί τα φαινόµενα της εξάτµισης και της υγροποίησης

πραγµατοποιούνται µε την ίδια ταχύτητα και όχι γιατί έχουν σταµατήσει.

γ. Όταν η τάση ατµών ενός υγρού γίνει ίση µε την ατµοσφαιρική πίεση, το υγρό

βράζει. Άρα, σηµείο βρασµού είναι η θερµοκρασία στην οποία η τάση ατµών

γίνεται ίση µε την ατµοσφαιρική πίεση.

Υγρά µε υψηλή τάση ατµών (ασθενείς διαµοριακές δυνάµεις), εξατµίζονται εύκολα και χαρακ-

τηρίζονται πτητικά, π.χ. αιθέρας, µεθανόλη.

Υγρά µε µικρή τάση ατµών (ισχυρές διαµοριακές δυνάµεις), εξατµίζονται δύσκολα και χαρακ-

τηρίζονται µη πτητικά, π.χ. υδράργυρος, νερό.

ΧΗΜΕΙΑ: ∆ιαµοριακές δυνάµεις Καταστάσεις της ύλης Ιδιότητες υγρών Αέρια Νόµοςµερικών πιέσεων 29

7/16/2019 1o τεύχος




Σε µίγµα αερίων ισχύει ότι η αναλογία mol των συστατικών είναι ίση µε την αναλο-

γία των µερικών πιέσεων:

pAV = nART (1) και pΒV = nΒRT (2)

∆ιαιρώντας τις (1) και (2) κατά µέλη, έχουµε:

pA/pB = nA/nB

• Αέρια - Νόµος µερικών πιέσεων:

Αν σε ένα δοχείο υπάρχει µίγµα αερίων,τα οποία θεωρούµε ιδανικά, η πίεση του κάθε αερίου

είναι ανεξάρτητη από την παρουσία των υπολοίπων.

Μερική πίεση (pA) ενός αερίου συστατικού σε κάποιο µίγµα oνοµάζεται η πίεση που ασκεί

το αέριο, αν µόνο του καταλαµβάνει όλο τον όγκο του δοχείου στην ίδια θερµοκρασία.Για την ολική πίεση του αερίου µίγµατος (P) ισχύει ο νόµος µερικών πιέσεων του Dalton.

Νόµος των µερικών πιέσεων (Dalton):

Η ολική πίεση (Ρ) ενός αερίου µίγµατος σε µια ορισµένη θερµοκρασία είναι ίση µε το άθροισµα

των µερικών πιέσεων των αερίων συστατικών του. ∆ηλαδή:

P = pA+ pΒ+ ...

Γραµµοµοριακό κλάσµα ενός συστατικού Α σε αέριο µίγµα(xA) είναι το κλάσµα των mol του

συστατικού Α (nA) προς τα συνολικά mol των συστατικών του µίγµατος (nολ.). ∆ηλαδή:

xA = nA/nολ.

Είναι προφανές ότι ισχύει: xA + xB + ... + x ν = 1

Η καταστατική εξίσωση των ιδανικών αερίων µπορεί να εφαρµοστεί για κάθε αέριο συστα-

τικό ξεχωριστά αλλά και για το µίγµα.

Αέριο συστατικό Α: pAV = nART (1)

Μίγµα αερίων: PV = nολ.RT (2)

∆ιαιρώντας τις (1) και (2) κατά µέλη, έχουµε:

pA = (nA/nολ.)Ρ ή pA = xAP

∆ηλαδή, η µερική πίεση ενός αερίου είναι ίση µε το γραµµοµοριακό κλάσµα του αερίου επί την

ολική πίεση του µίγµατος.

Μονάδες πίεσης:

Η πίεση στο SI µετριέται σε

Pascal (Pa):

1Pa = 1 Kg/m·s2= 1 N/m2.

Άλλες µονάδες πίεσης είναι

το barκαι το Torr ή mmHg.

1bar = 100 KPa, 1atm = 760

Torr ή 1 atm = 760 mmHg

Το όργανο µέτρησης της πίε-

σης είναι το µανόµετρο.

ΧΗΜΕΙΑ: ∆ιαµοριακέςδυνάµεις - Καταστάσειςτης ύλης - Ιδιότητες υγρών - Αέρια - Νόµος µερικών πιέσεων30

7/16/2019 1o τεύχος


ΧΗΜΕΙΑ: ∆ιαµοριακές δυνάµεις Καταστάσεις της ύλης Ιδιότητες υγρών Αέρια Νόµος µερικών πιέσεων30

Ερωτήσεις:

6.Να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις:

1. Τι ονοµάζεται ιξώδες ενός υγρού; Από ποιούς παράγοντες εξαρτάται;

2. Από τι εξαρτάται η επιφανειακή τάση ενός υγρού;

3. Τι ονοµάζεται τάση ατµών; Από ποιους παράγοντες εξαρτάται;

4. Ποια υγρά χαρακτηρίζονται πτητικά και ποια µη πτητικά; ∆ωστε από ένα παράδειγµα.

5. Να διατυπώσετε το νόµο µερικών πιέσεων του Dalton.

6. Πως ορίζεταιτο γραµµοµοριακό κλάσµα ενός συστατικού αερίου µίγµατος;

7.Να συµπληρώσετε τα κενά µε τις κατάλληλες λέξεις:

1.Το ιξώδες ενός υγρού εξαρτάται από τη ............................... και την ............................... του

σώµατος.

2. Η ............................... που ασκούν οι ατµοί ενός υγρού σε κατάσταση ...............................

ονοµάζεται τάση ............................... του υγρού. Η τάση ............................... εξαρτάται από

τη ............................... και την ............................... του σώµατος.

3. Πτητικά χαρακτηρίζονται τα υγρά µε ............................... τάση ατµών και µη πτητικά τα

υγρά µε ............................... τάση ατµών.

4.Σηµείο βρασµού ενός υγρού είναι η ............................... στην οποία η ...............................

............................... του υγρού γινεται ίση µε την ............................... ...............................

5. Γραµµοµοριακό κλάσµα ενός συστατικού Α σε αέριο µίγµα είναι το κλάσµα των

............................... του συστατικού Α προς τα ............................... ............................... των

συστατικών του µίγµατος. ∆ηλαδή, xA= ...............................

8.Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές (Σ) και ποιες λάθος (Λ);

1. Αύξηση της θερµοκρασίας προκαλεί ελλάτωση του ιξώδους ενός υγρού.

2. Όσο ισχυρότερες είναι οι διαµοριακές δυνάµεις ενός υγρού, τόσο µικρότερο είναι το ιξώ-

δες του.

3.Το σφαιρικό σχήµα των σταγόνων ενός υγρού, οφείλεται στην επιφανειακή τάση.

ΧΗΜΕΙΑ: ∆ιαµοριακές δυνάµεις - Καταστάσεις της ύλης - Ιδιότητες υγρών - Αέρια - Νόµοςµερικών πιέσεων 31

7/16/2019 1o τεύχος


ΧΗΜΕΙΑ: ∆ιαµοριακές δυνάµεις Καταστάσεις της ύλης Ιδιότητες υγρών Αέρια Νόµος µερικών πιέσεων 31

4.Η τάση ατµών ενός υγρού εξαρτάται από τον όγκο του δοχείου στο οποίο βρίσκεται το υγρό.

5. Πτητικά χαρακτηρίζονται τα υγρά µε υψηλή τάση ατµών.

6. Στην κατάσταση ισορροπίας υγρό – ατµός, η ταχύτητα εξάτµισης είναι ίση µε τη ταχύτητα

υγροποίησης.

7. Η τάση ατµών είναι ανεξάρτητη της θερµοκρασίας.

8.Σε ένα µίγµα αερίων η αναλογία mol των συστατικών του είναι ίση µε την αναλογία των

µερικών πιέσεων, σε ορισµένη θερµοκρασία.

9.Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση:

1. Πτητικές χαρακτηρίζονται οι ουσίες:

α. που βράζουν σε υψηλή θερµοκρασία β. που έχουν υψηλή σχετική µοριακή µάζα

γ. που έχουν µεγάλη τάση ατµών δ. τίποτα από τα παραπάνω

2. Η τάση ατµών ενός υγρού εξαρτάται από:

α. την θερµοκρασία και τη φύση του υγρού

β. τον όγκο του δοχείου στον οποίο βρίσκεται το υγρό

γ. την ποσότητα του υγρού

δ. την ατµοσφαιρική πίεση

3. Σε κλειστό δοχείο βρίσκονται σε ισορροπία υγρό και οι ατµοί του. Αν στο δοχείο προσθέσουµε

κάποια ποσότητα υγρού, διατηρώντας σταθερή τη θερµοκρασία, η πίεση στο δοχείο θα:α. αυξηθεί β. παραµείνει σταθερή

γ. ελλατωθεί δ. δεν επαρκούν τα δεδοµένα για απάντηση

4. Σε κλειστό δοχείο βρίσκονται σε ισορροπία υγρό και οι ατµοί του. ∆ιατηρώντας σταθερή τη

θερµοκρασία, υποδιπλασιάζουµε τον όγκο του δοχείου. Μετά τη µεταβολή, η πίεση των

ατµών θα είναι:

α. ίση µε την αρχική β. διπλάσια της αρχικής

γ. η µισή της αρχικής δ. δεν επαρκούν τα δεδοµένα για απάντηση

5. Σε κλειστό δοχείο βρίσκονται σε ισορροπία υγρό και οι ατµοί του. ∆ιατηρώντας σταθερή τη

θερµοκρασία, διπλασιάζουµε τον όγκο του δοχείου. Μετά τη µεταβολή, η πίεση των α-

τµών θα είναι:

α. ίση µε την αρχική β. διπλάσια της αρχικής

γ. η µισή της αρχικής δ. δεν επαρκούν τα δεδοµένα για απάντηση


7/16/2019 1o τεύχος


µ ρ ς µ ς ς ης ης η ς γρ ρ µ ς µ ρ32

6. Σε κλειστό δοχείο µεταβλητού όγκου, βρίσκονται σε ισορροπία υγρό και οι ατµοί του. Αν

αρχίσουµε πολύ αργά να ελλατώνουµε τον όγκο του δοχείου διατηρώντας τη θερµοκρασία

σταθερή, τότε η πίεση των ατµών σε συνάρτηση µε τον όγκο του δοχείου θα µεταβάλλεται

σύµφωνα µε το διάγραµµα:

7. Σε κλειστό δοχείο µεταβλητού όγκου, περιέχονται υδρατµοί. Αν αρχίσουµε πολύ αργά να

ελλατώνουµε τον όγκο του δοχείου διατηρώντας τη θερµοκρασία σταθερή, τότε η πίεση τωνατµών σε συνάρτηση µε τον όγκο του δοχείου θα µεταβάλλεται σύµφωνα µε το διάγραµµα:

8. Αέριο µίγµα περιέχει F2 και Cl2 µε µερικές πιέσεις 6 atm και 4 atm, αντίστοιχα.

Ι. Η ολική πίεση του µίγµατος είναι:

α. 5 atm β.10 atm γ. 24 atm δ. 1,5 atm

ΙI. Η αναλογία mol F2 και Cl2στο µίγµα είναι:

α.3/2 β. 2/3 γ. 1/2 δ.6/10

9. Αέριο µίγµα CH4 και C2H6έχει ολική πίεση 12 atm. Αν το γραµµοµοριακό κλάσµα του CH4

στο µίγµα είναι 1/3, η µερική πίεση του C2H6 έιναι:

α. 4 atm β. 8 atm γ. 10 atm δ. 6 atm

10.Αν σε αέριο µίγµα µε σταθερή θερµοκρασία και όγκο προσθέσουµε ακόµη ένα συστατικό,

οι µερικές πιέσεις των υπολοίπων συστατικών του µίγµατος:

α. αυξάνονται β. ελλατώνονται γ. παραµένουν σταθερές


7/16/2019 1o τεύχος


1. Αντιστοιχίστε τα υγρά της στήλης Α µε την τιµή της τάσης ατµών της στήλης Β. Όλες οι

τιµές αναφέρονται στην ίδια θερµοκρασία.

Στήλη Α

1. νερό

2. υδράργυρος

3. βενζόλιο

Στήλη Β

α.23,8 mmHg

β.0,0017 mmHg

γ.94,6 mmHg

2.Αέριο µίγµα περιέχει 1,5 mol Ν2, 1 mol CH

4, και 0,5 mol He. Αν η ολική πίεση του µίγµατος

είναι 12 atm, αντιστοιχίστε τα συστατικά του µίγµατος της στήλης Α µε τις µερικές πιέσεις


Στήλη Α

1. Ν2

2. CH4

3. He

Στήλη Β

α. 4 atm

β. 6 atm

γ. 2 atm

10.Να κάνετε τις αντιστοιχίσεις:

Υπόδειξη:Η τιµή της τάσης ατµών εξαρτάται από το είδος των διαµοριακών δυνάµεων.

3. Αέριο µίγµα περιέχει 2 mol CH4, 3 NA µόρια Ν2, 22 g CO2 και 4 g He. Aντιστοιχίστε τα

συστατικά του µίγµατος της στήλης Α µε τις µερικές πιέσεις της στήλης Β.

Στήλη Α

1. CH4

2. Ν2

3. CO2

4. He

Στήλη Β

α.12 mmHg

β.72 mmHg

γ.48 mmHgδ.24 mmHg

∆ίνονται: Αr C= 12, Ar O= 16, Ar He= 4.


7/16/2019 1o τεύχος




Ασκήσεις που αναφέρονται στην τάση των ατµών:

Έστω ότι σε ένα κενό δοχείο όγκου V, στους ο

θ C , εισάγεται ορισµένη ποσότητα ενός υγρού

µάζας m, για το οποίο γνωρίζουµε ότι η τάση ατµών του στη συγκεκριµένη θερµοκρασία

είναι P0.

Βρίσκουµε τη µέγιστη µάζα ατµών (m0) που µπορούν να προκύψουν στις παραπάνω συνθή-

κες, εφαρµόζοντας την καταστατική εξίσωση των αερίων:

ο ο r

ο ατµών ατµών ο ο

r

m P VMP V n RT P V RT m

M RT= ⇒ = ⇒ =

Στη συνέχεια συγκρίνουµε τη µάζα m που αρχικά τοποθετήσαµε στο δοχείο µε τη µάζα m0,

οπότε έχουµε τα παρακάτω ενδεχόµενα:

α. Αν m < m0, τότε εξατµίζεται ολόκληρη η αρχική ποσότητα του υγρού και προκύπτουν

ατµοί (ακόρεστοι) που ασκούν πίεση P < P0, η οποία υπολογίζεται εφαρµόζοντας την

καταστατική εξίσωση:

r r VM

mRTPRT

M

mPVnRTPV =⇒=⇒=

β. Αν m = m0, τότε εξατµίζεται ολόκληρη η αρχική ποσότητα του υγρού και προκύπτουν

κορεσµένοι ατµοί (οριακή κατάσταση ισορροπίας) που ασκούν πίεση P0

.

γ. Αν m > m0, τότε εξατµίζονται m0 g υγρού, αποκαθίσταται ισορροπία (Ατµός↔υγρό) και

ασκείται πίεση P0. Επίσης στο δοχείο θα υπάρχει και ποσότητα υγρού ίση µε:

mυγρού= m - m0.

Προσοχή !

• Όταν σε ένα δοχείο όγκου V εισάγουµε αρχικά µικρή ποσότητα υγρού, θα θεωρούµε ότι όγκος

που καταλαµβάνει το υγρό είναι αµελητέος σε σχέση µε τον όγκο του δοχείου, οπότε ισχύει:

V ατµών ≈ ≈ ≈ ≈ ≈ V δοχείου .

• Η τάση ατµών ενός σώµατος εξαρτάται µόνο από τη θερµοκρασία και είναι ανεξάρτητη

απ’ τον όγκο του δοχείου και την ποσότητα του υγρού στο δοχείο.

• Όταν εφαρµόζουµε την καταστατική εξίσωση των αερίων µε R = 0,082L·atm/mol·K, θα

πρέπει η πίεση να είναι σε atm και η θερµοκρασία σε K.


7/16/2019 1o τεύχος



Η τάση ατµών της αιθανόλης (CH3CH2OH) στους 20 oC είναι 44 mmHg.

Σε κενό δοχείο όγκου 20 L τοποθετούµε 4 mL CH3CH2OH πυκνότητας ρ = 0,8g/mL.

α. Ποια ποσότητα CH3

CH2

OH θα εξατµιστεί;

β. Ποιος πρέπει να είναι ο ελάχιστος όγκος του δοχείου ώστε να εξατµιστεί όλη ποσότητα της

CH3CH2OH στους 20 oC;

γ. Αν τοποθετήσουµε 2,5 mL CH3CH2OH σε δοχείο όγκου 20 L, ποια θα είναι η πίεση των

ατµών της στο δοχείο αυτό στους 20 oC;

∆ίνονται: Σχετικές ατοµικές µάζες: C : 12, H : 1, O : 16, R = 0,082L·atm/(mol·K).

Λύση:

α. Αρχικά βρίσκουµε τη µάζα της υγρής OHCHCH23

που τοποθετήσαµε στο δοχείο.

m gρ m ρ V m 0,8 4mL m 3, 2g

V mL= ⇒ = ⋅ ⇒ = ⋅ ⇒ =

Για να εφαρµόσουµε τη καταστατική εξίσωση των αερίων, µετατρέπουµε τα mmHg σε atm και

τους oC σε K.

P0= 44 mmHg = 44/760 atm T = (273 + 20)K = 293 K.

Με τη βοήθεια της καταστατικής εξίσωσης των αερίων βρίσκουµε τη µέγιστη ποσότητα α-

τµών αιθανόλης που µπορεί να σχηµατιστεί για τις συγκεκριµένες συνθήκες του πειράµατος.

Άρα για P = P0 έχουµε:

CH CH O H3 2

0 0 r

0 0 0 0

r 0 0

r

44m P VM 20 46P V n RT P V RT m760M RT m m 2, 217g0,082 293

M 46

⋅ ⋅⋅ = ⇒ ⋅ = ⇒ = ⇒ = ⇒ =

⋅=

Παρατηρούµε ότιο

mm > (3,2 g > 2,217 g).

Συµπεραίνουµε λοιπόν ότι θα εξατµιστούν 2,217 g CH3CH2OH.

β. Αφού θέλουµε να εξατµιστεί όλη η ποσότητα της3 2

CH CH OH θα πρέπει m0 = 3,2g.

Άρα αν 1V ο ζητούµενος όγκος, για οP P= από την καταστατική εξίσωση έχουµε:

ο ο

ο 1 1 1

r ο r

m m RT 3,2 0,082 293P V RT V V L

44M P M 46760

1V = 28,87L

⋅ ⋅⋅ = ⇒ = ⇒ = ⇒

⋅ ⋅


7/16/2019 1o τεύχος



Ασκήσεις που αναφέρονται σε µερικές πιέσεις συστατικών ενός αερίου µίγµατος και

στο Νόµο των µερικών πιέσεων (Dalton).

Ανάλογα µε τα δεδοµένα της άσκησης θα χρησιµοποιούµε τις παρακάτω σχέσεις:

xA = nA/nολ. (όπου Α το συστατικό ενός αερίου µίγµατος).

xA + xB + ... + x ν = 1

pAV = nART ή pA = (nA/nολ.)Ρ ή pA = xAP

P = pA+ pΒ+ ... + p ν

Προσοχή!

• Για τα συστατικά ενός αερίου µίγµατος, η αναλογία mol είναι και αναλογία µερικών

πιέσεων. ∆ηλαδή ισχύει:

pA/pB = nA/nB

• Όταν υπολογίζουµε την % v/v περιεκτικότητα ενός µίγµατος, οι όγκοι των συστατικών (V A )

είναι οι µερικοί όγκοι. ∆ηλαδή οι όγκοι που θα καταλάµβανε το κάθε συστατικό αν βρισκό-

ταν µόνο του υπό την πίεση (P) του µίγµατος στην ίδια θερµοκρασία. Προφανώς ισχύει:

V = VA + VB + ... +V ν

• Στα αέρια η αναλογία των µερικών όγκων είναι και αναλογία mol. ∆ηλαδή ισχύει:

VA/VΒ = nA/nB

γ. Βρίσκουµε τη µάζα της υγρής3 2

CH CH OH που τοποθετήσαµε στο δοχείο:

m gρ m ρ V m 0,8 2,5mL m 2g

V mL= ⇒ = ⋅ ⇒ = ⋅ ⇒ = .

Από το (α) ερώτηµα βρήκαµε ότι για V = 20 L,ο

m 2, 217g= . Παρατηρούµε δηλαδή ότι

οmm < (2 g < 2,217 g).

Άρα θα εξατµιστεί όλη η ποσότητα της αιθανόλης που τοποθετήσαµε στο δοχείο και οι

ατµοί που θα παραχθούν θα ασκούν πίεσηο

P P< . Πιο συγκεκριµένα θα έχουµε:

r r

m mRT 2 0, 082 293P V nRT P V RT P

M V M 20 46

⋅ ⋅⋅ = ⇒ ⋅ = ⇒ = = ⇒

⋅ ⋅P = 0,0522atm

ή P = 39,695 mmHg.


7/16/2019 1o τεύχος



Ασκήσεις στις οποίες έχουµε συλλογή αερίου µε εκτόπιση υγρού:

Στη περίπτωση αυτή στο χώρο συλλογής του αερίου

υπάρχουν εκτός από το αέριο και οι ατµοί του υγρού.

Επειδή οι ατµοί του υγρού βρίσκονται σε ισορροπία

µε το υγρό, η µερική τους πίεση είναι ίση µε τη τάση

ατµών του υγρού.

Για να υπολογίσουµε τη συνολική πίεση του µίγµα-τος προσθέτουµε τη µερική πίεση του αερίου που συλ-

λέγεται µε τη τάση ατµών του υγρού:

P = pαερίου + pυγρού


Έχουµε µίγµα Η2Ο, CO2, CH4, και C2H6. Οι µερικές πιέσεις κάθε συστατικού στο µίγµα

είναι αντίστοιχα:200 mmHg, 155 mmHg, 320 mmHg και 100 mmHg.

α. Ποιά είναι η ολική πίεση του µίγµατος των αερίων;

β. Ποιά είναι η % v/v περιεκτικότητα του Η2 στο µίγµα;

γ. Ποιά είναι η αναλογία των mol του CO2 σε σχέση µε τα συνολικά mol του µίγµατος;

Λύση:

α.Η ολική πίεση είναι: P = pH2O+ pCO

2+ pCH

4 + pC

2H

6= (200 + 155 + 320 + 100) mmHg = 775mmHg.

β. Από την καταστατική εξίσωση για τα ιδανικά αέρια έχουµε:

Για τη µερική πίεση του Η2: pH2· V = nH

2· R · T (1)

Για την πίεση του µίγµατος: P · V = nολ.

· R · T (2)

∆ιαιρώντας τις σχέσεις (1) και (2) έχουµε: pH2/P. = nH

2/nολ. ⇔ nH

2/nολ. = 200/775.

Όµως η αναλογία mol είναι και αναλογία όγκων. ∆ηλαδή:

Στους 775 όγκους µίγµατος 200 όγκοι είναι Η2

Στούς 100 όγκους µίγµατος x; όγκοι είναι Η2 x = 25,8 όγκοι.

Άρα η περιεκτικότητα του µίγµατος σε Η2 είναι 25,8 % v/v.

γ. Όπως και στο προηγούµενο ερώτηµα έχουµε:

pCO2/P = nCO

2/nολ. ⇔ nCO

2/nολ. = 155/775 ⇔ nCO

2/nολ. = 1/5


7/16/2019 1o τεύχος



Το αέριο διοξείδιο του άνθρακα που παράγεται από την αντίδραση CaCO3(s)

→→→→→CaO(s)

+ CO2(g)

συλλέγεται σε δοχείο, πάνω από νερό σε θερµοκρασία 27 οC. Ο χώρος συλλογής έχει όγκο

61,5 L και η πίεση του αερίου µίγµατος πάνω από το νερό είναι 182 mmHg. Να υπολογίσετε

τη µάζα του CO2που παράχθηκε από την αντίδραση.

∆ίνονται: Σχετικές ατοµικές µάζες: C : 12, O : 16, R = 0,082L·atm/mol·K και η τάση ατµώντου νερού P0

H2O = 30 mmHg

Λύση:

Οι υδρατµοί που βρίσκονται στο αέριο µίγµα πάνω από το νερό έχουν µερική πίεση ίση µε την

τάση ατµών του νερού. Άρα, pH2O= 30 mmHg.

Για το αέριο µίγµα ισχύει:

pCO2+ pH

2O= P⇔ pCO

2= P - pH

2O= (182 -30) mmHg⇔ pCO

2= 152 mmHg = 152/760 atm ⇔

pCO2 = 0,2 atm

Mr CO2= Ar C + 2Ar O = 12 + 2·16 ⇔ MrCO

2= 44

Εφαρµόζουµε τη καταστατική εξίσωση των αερίων για το CO2:

2 2 2

2 2 2 2

2

CO CO CO

CO CO CO CO

CO

m p VMr 0, 2·61, 5·64 p V n RT p V RT m gr

Mr RT 0, 082·(273 27)= ⇔ = ⇔ = = ⇔

+

mCO2

= 22g

Άρα από την αντίδραση παράχθηκαν 22g CO2.


Ασκήσεις στις οποίες αέριο βρίσκεται σε δοχείο µε έµβολο και σταδιακά υγροποιείται:

Αν αέρια ουσία τοποθετηθεί σε δοχείο µε έµβολο και σταδιακά µετακινώντας το έµβολο,

υπό σταθερή θερµοκρασία, ελαττώνουµε τον όγκο του δοχείου, τότε:

• Η πίεση στο εσωτερικό του δοχείου αυξάνεται σταδιακά, µέχρι να αρχισει η υγροποίηση.• Η υγροποίηση του αερίου αρχίζει όταν η πίεση στο δοχείο γίνει ίση µε τη τάση των ατµών

του σώµατος. Από τη στιγµή εκείνη και µετά η πίεση στο εσωτερικό του δοχείου παραµέ-

νει σταθερή και ίση µε τη τάση των ατµών και στο εσωτερικό του δοχείου βρίσκονται σε

ισορροπία το υγρό και οι ατµοί.


7/16/2019 1o τεύχος



Σε δοχείο µε έµβολο εισάγεται αέρια ουσία Χ σε θερµοκρασία 27 oC και πίεση 0,5 atm. Ο

όγκος που καταλαµβάνει τότε είναι 49,2 L. Αν αρχίσουµε να µετακινούµε αργά το έµβολο

διατηρώντας τη θερµοκρασία σταθερή, να βρεθούν:

α. Ο ελάχιστος όγκος στον οποίο µπορεί να συµπιεστεί το αέριο Χ υπό σταθερή θερµοκρασία,

χωρίς να αρχίσει να µεταβάλεται η φυσική του κατάσταση.β. Ο αριθµός mol του Χ που θα συµπυκνωθεί όταν το αέριο συµπιεστεί ισόθερµα µέχρις ότου

καταλάβει το ήµισυ του προηγούµενου ελάχιστου όγκου.

∆ίνεται η τάση ατµών του αερίου Χ στους 27 oC: P0 = 3 atm και R = 0,082 L·atm/(mol·K).

Λύση:

Υπολογίζουµε τα mol του αερίου που υπάρχουν στο δοχείο, πριν αρχίσει η συµπίεση:

Τ = (273 + 27)Κ = 300 Κ

Θα εφαρµόσουµε τη καταστατική εξίσωση των αερίων, χρησιµοποιώντας τη πίεση P = 0,5 atm

και όχι τη τάση ατµών, γιατί αρχικά έχουµε µόνο αέρια φάση.

αρχ. αρχ.

PV 0, 5atm 49, 2L 24, 6PV n RT n mol

RT 0,082L·atm / mol·K 300K 24,6

⋅= ⇔ = = = =

⋅

1mol

α. Μεταβολή της φυσικής κατάστασης του Χ θα έχουµε όταν αρχίσει η υγροποίηση, οπότε θα

αποκατασταθεί η ισορροπία υγρής - αέριας φάσης και η πίεση θα γίνει ίση µε τη τάση ατµών:

P = P0= σταθερή.

Έστω V΄ ο ελάχιστος όγκος για να µην παρατηρηθεί µεταβολή. Εφαρµόζουµε τη καταστατική

εξίσωση των αερίων για το V µε P = P0

και n = nαρχ.

(θεωρούµε ότι δεν υγροποιήθηκε καθόλου αέριο):

αρχ.

0 αρχ.

0

n RT 1mol 0,082L·atm / mol·K 300K 24,6P V΄ n RT V΄ L

P 3atm 3

⋅ ⋅= ⇔ = = = = 8,2L

Άρα ο ελάχιστος όγκος που µπορεί να συµπιεστεί το αέριο χωρίς να παρατηρηθεί µεταβολή

στη φυσική του κατάσταση είναι 8,2 L.

β.Συµπιέζουµε µέχρι Vτελ.= V΄/2 = 8,2/2 = 4,1 L και ένα µέρος του Χ υγροποιείται. Έστω ότι στην

αέρια φάση έµειναν x mol. Η πίεση είναι πάλι P = P0γιατί έχουµε ισορροπία υγρόαέριο:

P0Vτελ.= xRT ⇔ x = P0Vτελ. / RT = 3 · 4,1 / 0,082 · 300 = 12,3 / 24,6 = 0,5 mol

Στην υγρή φάση πήγαν: n υγρής = nαρχ.- x = 1 - 0,5 = 0,5 mol


7/16/2019 1o τεύχος



8.Σε κενό δοχείο όγκου 15 L που βρίσκεται σε θ = 27 οC εισάγουµε 0,3 g H2O(l).

α. Ποια θα είναι η πίεση των ατµών του νερού µέσα στο δοχείο;

β. Μειώνουµε τον όγκο του δοχείου στα 2/3 του αρχικού διατηρώντας τη θερµοκρασία σταθερή.

i. Ποια θα είναι η πίεση των ατµών του νερού στο δοχείο;

ii. Πώς εξηγείται αυτή η µεταβολή;

∆ίνονται: R = 0,082L·atm/(mol·K), Σχετικές ατοµικές µάζες: H : 1, O : 16.

Για το H2O: P0 = 26,7 mmHg στους 27 οC και Μr H2O = 18.

Λύση:α. Για να εφαρµόσουµε την καταστατική εξίσωση των αερίων µετατρέπουµε την πίεση σε atm

και τη θερµοκρασία σε K.

P0

= 26,7 mmHg = 26,7/760 atm Τ = (273 + 27)K = 300K

Για τις συνθήκες του πειράµατος υπολογίζουµε τη µέγιστη ποσότητα ατµών που µπορούν

να προκύψουν

o οο o ο ο ο

26,715 18

m P V Mr 760P V n RT P V RT m mMr RT 0, 082·300

⋅ ⋅⋅ ⋅

⋅ = ⇒ ⋅ = ⇒ = ⇒ =

οm 0, 385 g⇒ =

Παρατηρούµε ότι η ποσότητα υγρού που εισάγουµε είναι µικρότερη από αυτή που µπορεί να

εξατµιστεί. Άρα θα εξατµιστεί όλη και στο δοχείο θα ασκείται πίεση P < P0. ∆ηλαδή:

m mRT 0,3 0,082 300P V RT P P atm

Mr V Mr 15 18

⋅ ⋅⋅ = ⇒ = ⇒ = ⇒

⋅ ⋅P = 0,0273 atm ή P = 20,77 mmHg.

β. i. Αφού αλλάζουµε τον όγκο του δοχείου, θα αλλάξει και η µέγιστη ποσότητα H2O(l) που

µπορεί να εξατµιστεί. Άρα:

2 2V V V 15L V 10 L

3 3= ⇒ = ⋅ ⇒ =′ ′ ′ .

Από την καταστατική εξίσωση των αερίων έχουµε:

ο ο

ο ο ο ο

26,710 18

m P V Mr 760P V RT m m g m 0, 257gMr RT 0, 082 300

⋅ ⋅⋅ ⋅′ ′

⋅ = ⇒ = ⇒ = ⇒ =′ ′ ′ ′⋅


7/16/2019 1o τεύχος


Παρατηρούµε λοιπόν ότι η µάζα του H2O(l)που εισάγουµε είναι µεγαλύτερη από αυτή που

µπορεί να εξατµιστεί. Άρα θα εξατµιστούν m΄0= 0,257g και στο δοχείο θα ασκείται πίεση

ίση µε την τάση των ατµών του νερού.

∆ηλαδή P = P0 = 26,7 mmHg.

ii. Η τάση ατµών ενός υγρού εξαρτάται µόνο από τη φύση του και τη θερµοκρασία. Ηµέγιστη µάζα ατµών (m0) που σχηµατίζονται κατά την εξάτµιση ενός υγρού εξαρτάται

από τις συνθήκες του πειράµατος δηλαδή P0, θ, Vδοχείου. Η m0των ατµών µεταβάλλεται

ανάλογα µε τον όγκο του δοχείου. Στην συγκεκριµένη λοιπόν περίπτωση: m υγρού> m0.

Άρα θα εξατµιστούν m0 g και θα παραµείνουν στην υγρή φάση (m - m0)g, ενώ θα αποκα-

τασταθεί και δυναµική ισορροπία της µορφής:

2 (l) 2 (g)H O H O .

Στην κατάσταση αυτή η πίεση που ασκούν οι ατµοί είναι ίση µε την τάση των ατµών.

9.Σε σταθερή θερµοκρασία και σε συνθήκες που δεν αντιδρούν µεταξύ τους, διαθέτουµε

ένα µίγµα N2, H2και O2. Ο αριθµός των mol του αζώτου είναι 5, η µερική του πίεση του H2

και τουO2 στο µίγµα είναι αντίστοιχα 2atm και 4atm και το γραµµοµοριακό κλάσµα του

O2 στο µίγµα είναι 0,25. Να βρεθούν:

α. Η µερική πίεση του N2 στο µίγµα.

β. Το γραµµοµοριακό κλάσµα του N2 και του H2 στο µίγµα.

γ. Ο αριθµός των mol του H2 και του O2 στο µίγµα.

Λύση:

α. Αφού γνωρίζουµε την µερική πίεση pO2και το γραµµοµοριακό κλάσµα xO

2του οξυγόνου

στο µίγµα χρησιµοποιούµε τη σχέση:

pO2= xO

2· P⇔ P = pO

2/xO

2= 4 atm/0,25⇔ P = 16 atm

Όµως:

P = p N2+ pH

2+ pO

2 ⇔ p N

2= P – (pH

2+ pO

2) = 16 atm – (2 + 4) atm⇔ 10 atm

β. x N2 = p N2/P = 10/16⇔ xN2 = 0,625xH

2= pH

2/P = 2/16⇔ xH

2= 0,125


7/16/2019 1o τεύχος


γ. Από την σχέση:

x N2 = n N

2/nολ. ⇔ nολ.= n N

2/x N

2= 5mol/0,625 = 8 mol.

xH2 = nH

2/nολ. ⇔ nH

2= xH

2· nολ.= 0,125 · 8 mol = 1 mol.

( ) ( )2 2 2

O ολ H Nn n n n 8mol 1 5 mol 2mol= − + = − + = ..

10.Τρία αέρια Α, Β, Γ, είναι τα συστατικά αερίου µίγµατος µε αναλογία mol α:β:γ. Αν η

ολική πίεση του µίγµατος είναι P να βρείτε τις µερικές πιέσεις των Α, Β, Γ σε συνάρτη-

ση µε τα α, β, γ και P.

Λύση:

Έστω ότι τα mol των Α, Β, Γ, στο µίγµα είναι nA, nB, nΓ, αντίστοιχα. Θα ισχύει:

A

B A

B

n α βn n

n β α= ⇔ = και A

Γ A

Γ

n α γn n

n γ α

= ⇔ =

Τα συνολικά mol του µίγµατος είναι:

ολ. A B Γ ολ. A A A ολ. A

β γ α β γn n n n n n n n n n

α α α

+ += + + ⇔ = + + ⇔ =

Η µερική πίεση του Α είναι:

A A

A A A

ολ.A

n n p x P p P P

α β γnn

α

= ⇔ = = ⇔+ + A

αp = P

α + β + γ

Η µερική πίεση του Β είναι:

AB

B B B

ολ.A

βn

n α p x P p P Pα β γn

nα

= ⇔ = = ⇔+ + Β

βp = P

α + β + γ

Σύµφωνα µε το νόµο µερικών πιέσεων του Dalton ισχύει:

A B Γ Γ A B

α β p p p P p P p p P P Pα β γ α β γ+ + = ⇔ = − − = − − ⇔

+ + + +Γ

γp = P

α + β + γ


11 Σ δ ί έ β λ ά 12 5 έ ί Χ θ ί 400 Κ

7/16/2019 1o τεύχος


11. Σε δοχείο µε έµβολο εισάγονται 12,5 g αέριας ουσίας Χ σε θερµοκρασία 400 Κ.

α. Αν ο αρχικός όγκος του δοχείου είναι 5 L, ποια είναι η πίεση στο δοχείο;

β. Πόσος πρέπει να γίνει ο όγκος του δοχείου ώστε να αρχίσει η υγροποίηση της Χ;

γ. Πόσος πρέπει να γίνει ο όγκος του δοχείου ώστε να υγροποιηθούν 7,5 g της Χ;

∆ίνονται: Η τάση ατµών της Χ, Po = 2 atm, R = 0,082 L · atm/(mol · K), MrX = 50.

Λύση:

α. Υπολογίζουµε τα mol της Χ: X

X

m 12,5g

Mr 50 g / mol= = =

Xn 0, 25mol

Για να υπολογίσουµε την πίεση εφαρµόζουµε την καταστατική εξίσωση των αερίων:

X

X

n RT 0,25mol 0,082L atm / mol K 400K PV n RT P

V 5L

⋅ ⋅ ⋅ ⋅= ⇔ = = ⇔ P = 1, 64atm

β. Η υγροποίηση της Χ αρχίζει τη στιγµή που η πίεση γίνεται ίση µε την τάση

ατµών της Χ, δηλαδή 2 atm.

Έστω V΄ ο όγκος του δοχείου όταν P = Po. Εφαρµόζουµε την καταστατική εξίσωση

των αερίων, µε P = Po και n = nΧ (θεωρούµε ότι δεν έχει αρχίσει η υγροποίηση):

o X

X o

n RT 0,25mol 0,082L atm / mol K 400K P V΄ n RT V΄

2atmP

⋅ ⋅ ⋅ ⋅

= ⇔ = = ⇔ V΄ = 4,1L

Άρα η υγροποίηση αρχίζει όταν ο όγκος γίνει 4,1 L.

γ. Από τη στιγµή που αρχίζει η υγροποίηση, έχουµε ισορροπία Χ() X(g) και η

πίεση στο δοχείο είναι σταθερή και ίση µε την τάση ατµών.

Έστω V΄΄ ο όγκος του δοχείου όταν έχουν υγροποιηθεί 7,5 g της Χ. Τα g του

αερίου είναι: mαερ. = 12,5g – 7,5g = 5 g

Υπολογίζουµε τα mol του αερίου:αερ.

X

m 5g

Μr 50 g / mol= =

αερ.n = 0,1mol

Εφαρµόζουµε την καταστατική εξίσωση των αερίων:

αερ.o

αερ.o

n RT 0,1mol 0,082L atm / mol K 400K P V΄ n RT V΄

2atmP

⋅ ⋅ ⋅ ⋅= ⇔ = = ⇔ V΄΄ = 1,64L


12 Ι ό έ ί Α Β δ ά άλλ λ θή

7/16/2019 1o τεύχος


12. Ισοµοριακό αέριο µίγµα των Α και Β2, αντιδρά σε κατάλληλες συνθήκες

σύµφωνα µε τη χηµική εξίσωση: 2Α(g) + 3Β2(g) →→→→→ 2ΑΒ3(g)

Το αέριο µίγµα µετά το τέλος της αντίδρασης συλλέγεται σε δοχείο πάνω

από υγρό Χ, σε θερµοκρασία 727 οC. Ο χώρος συλλογής έχει όγκο 24,6 L.

Aν η πίεση του αερίου µίγµατος πάνω από το υγρό Χ είναι 22,2 atm, να

υπολογίσετε τη σύσταση του ισοµοριακού µίγµατος Α και Β2.

∆ίνονται: R = 0,082 L · atm/(mol · K), τάση ατµών Χ στους 727 οC, Po = 2,2 atm

Λύση:

Έστω ότι το αέριο µίγµα αποτελείται από α mol Α και α mol Β2. Οι ποσότητες των

σωµάτων που αντιδρούν και παράγονται φαίνονται στον παρακάτω πίνακα:

Στο χώρο συλλογής υπάρχουν α/3 mol Α, 2α/3 mol ΑΒ3 και ατµοί του Χ που έχουν

µερική πίεση ίση µε τη τάση ατµών, άρα: pX = 2,2 atm.

pΑ + pΑΒ3 + pX = 22,2 atm⇔ pΑ + pΑΒ3 + 2,2 atm = 22,2 atm⇔ pA + pAB3= 20 atm

Εφαρµόζουµε την καταστατική εξίσωση των αερίων για το µίγµα A και AB3:

3A AB

α 2αPV (n n )RT 20atm 24, 6L mol 0, 082L atm /(mol K) 1000K

3 3

= + ⇔ ⋅ = + ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

⇔ α = 6mol

Συνεπώς το ισοµοριακό µίγµα αποτελούνταν από 6 mol A και 6 mol B2.


Α ή λύ

7/16/2019 1o τεύχος



11. Σε κλειστό δοχείο όγκου 9,84L και σε θερµοκρασία

θ = 27 οC εισάγονται:

α. 0,5g υγρής ουσίας Α β. 2g υγρής ουσίας Α

γ. 3,5g υγρής ουσίας Α

Πόσα g της ουσίας Α εξατµίζονται σε κάθε περίπτωση;

∆ίνονται: 0A

P = 38 mmHg στους 27 οC, R = 0,082L·atm/

mol·K, Mr A= 100.

12. Η τάση ατµών ενός µη πτητικού υγρού x στους 27 οC είναι

7,6 mmHg.Ποιός πρέπει να είναι ο ελάχιστος όγκος του

δοχείου, ώστε αν εισαχθούν 0,5 g υγρού x και η θερµο-

κρασία διατηρηθεί σταθερή στους 27 οC, να µην αποµένει

ποσότητα υγρού.

∆ίνονται:X

Mr 100= , R = 0,082L·atm/(mol·K)

13.Σε κενό δοχείο όγκου V = 12 L και σε θ = 25 οC διοχετεύ-

ουµε 2,86 g ατµών CH3OH. Πόσα g ατµών CH3OH θα υγροποιηθούν;

∆ίνονται:3

0

C H 0 HP = 90 mmHg στους 25 οC, R = 0,082L·atm/

mol·K, Ar C= 12, Ar H= 1, Ar O= 16.

14.Σε κλειστό δοχείο όγκου 41 L και θερµοκρασίας 227 oC,

εισάγονται 5 g υγρής ουσίας Α.

α. Πόσα γραµµάρια της Α εξατµίζονται;

β. Πόσος πρέπει να γίνει ο όγκος του δοχείου, για να

εξατµιστεί όλη η ποσότητα του Α;

∆ίνονται: Μr A = 50, τάση ατµών Α στους 227 oC0

AP 38 mmHg= , R = 0,082L·atm/(mol·K).

15. Σε κλειστό δοχείο και σε συνθήκες που δεν αντιδρούν

µεταξύ τους, περιέχεται αέριο µίγµα που αποτελείται από

ίσες µάζες H2, O2, N2.Τοποθετήστε τα παραπάνω αέρια κατά σειρά αυξανόµε-

νης µερικής πίεσης. ∆ίνονται: Ar H= 1, Ar O= 16, Ar N= 14.

16. Σε κλειστό δοχείο εισάγουµε δύο αέρια Α και Β που δεν

αντιδρούν µεταξύ τους. Αν το γραµµοµοριακό κλάσµα

του Β είναι 2/3, ποιά σχέση συνδέει τις µερικές πιέσεις

των δύο συστατικών;

17. Αέριο µίγµα εισάγεται σε δοχείο όγκου 12 L και ασκεί

πίεση 779 mmHg σε θερµοκρασία 27 oC. Αν το µίγµα πε-

ριέχει 8,8g CO2, 6,4 g O2 και µια άγνωστη ποσότητα N2,

να υπολογιστούν:

α. Ο ολικός αριθµός mol στο µίγµα.

β. Το γραµοµοριακό κλάσµα κάθε αερίου.

γ. Η µερική πίεση του κάθε αερίου.

δ. Η µάζα του N2στο µίγµα.

∆ίνονται:R = 0,082L·atm/mol·K, Ar N= 14, Ar C= 12, Ar O= 16.

18. Να υπολογίσετε πόσα γραµµάρια ηλίου πρέπει να ανα-

µειχθούν µε 112 g αζώτου ώστε οι µερικές πιέσεις τους να

είναι ίσες; ∆ίνονται: Αr He= 4, Ar N= 14.

19.Μέσα σε δοχείο, σε ορισµένη θερµοκρασία, εισάγονται

18 g C2H6, 24 g CH4 και 1,6 g He. Αν η µερική πίεση του

C2H6 είναι 300 mmHg, να υπολογίσετε:

α. Τη µερική πίεση του CH4.


β Την ολική πίεση του αερίου στο δοχείο ∆ίνονται: R = 0 082 L·atm/mol·K και η τάση των ατµών

7/16/2019 1o τεύχος


β. Την ολική πίεση του αερίου στο δοχείο.

∆ίνονται: , Ar C= 12, Αr H= 1, Αr He= 4.

20.Αέριο µίγµα σχηµατίζεται µε την ανάµειξη 7 g CO, 28 L

N2 σε συνθήκες S.T.P. και 82 L Ne θερµοκρασίας 500Κ

και πίεσης 2 atm. Το αέριο µίγµα τοποθετείται σε δοχείο

όγκου 55 L σε θερµοκρασία 27 οC. Να υπολογίσετε:

α. Την ολική πίεση του αερίου µίγµατος.

β. Τις µερικές πιέσεις του κάθε συστατικού.

∆ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: C: 12, O: 16,

R = 0,082L·atm/(mol·K).

21.Σε δοχείο µε έµβολο εισάγονται 6,4 g αέριας ουσίας Χ σε

θερµοκρασία 127 oC. Αν ο αρχικός όγκος του δοχείου

είναι 8,2 L, να υπολογίσετε:

α. Την αρχική πίεση στο εσωτερικο του δοχείου.

β. Τον ελάχιστο όγκο στον οποίο µπορεί να συµπιεστεί

το αέριο Χ υπο σταθερή θερµοκρασία, χωρίς να αρχί-

σει να µεταβάλεται η φυσική του κατάσταση.γ. Τον όγκο του δοχείου όταν στο εσωτερικό του υπάρ-

χουν 4,8 g υγρής ουσίας Χ.

∆ίνονται: Η σχετική ατοµική µάζα του Χ: 32, R = 0,082

L·atm/mol·K και η τάση των ατµών του αερίου Χ στους

127 oC, P0= 4 atm.

22. 0,2 mol N2

αντιδρούν µε 0,7 mol Η2

σύµφωνα µε τη

χηµική εξίσωση: Ν2(g)+ 3Η2(g)

→2ΝΗ3(g). Το αέριο µίγµα

που παράγεται από την αντίδραση συλλέγεται σε δοχείο,

πάνω από υγρό X, σε θερµοκρασία 127 oC. Ο χώρος συλ-

λογής έχει όγκο 4,1 L. Να υπολογίσετε τη πίεση του αερ-

ίου µίγµατος στο χώρο συλλογής.

∆ίνονται: R 0,082 L atm/mol K και η τάση των ατµών

του υγρού Χ στους 127 oC, P0= 4 atm.

23.Η τάση των ατµών µιας µοριακής ουσίας Α στους 27 oC

είναι 228 mmHg. Σε κενό δοχείο όγκου 10 L και στους27 oC διοχετεύουµε 7,4 g ατµών ουσίας Α.

α. Ποια πίεση ασκούν οι ατµοί της ουσίας Α;

β. Ποιος είναι ο µέγιστος όγκος του δοχείου ώστε οι α-

τµοί που εισάγαµε στους 27 oC να είναι κορεσµένοι;

γ. Πόσος πρέπει να είναι ο όγκος του δοχείου ώστε να

περιέχονται 3,7 υγρής ουσίας Α στους 27 oC;

δ. Αν στο δοχείο του ερωτήµατος γ. προσθέσουµε 0,8 g

He, ποια θα είναι η πίεση του δοχείου;

∆ίνονται: Mr A= 74, Αr He= 4, R = 0,082L·atm/(mol·K).

24.Aέριο µίγµα αποτελείται από ίσες µάζες SO2, C

2H

2και Ο

2.

Αν η µερική πίεση του C2H

2είναι 4 atm, να υπολογίσετε:

α. Τις µερικές πιέσεις των υπολοίπων συστατικών του

µίγµατος.

β. Τη συνολική πίεση του µίγµατος∆ίνονται: Αr S= 32, Ar O= 16, Ar C= 12, Ar H= 1.

25. 10 g ατµών ουσίας Α βρίσκονται σε δοχείο όγκου 20,5 L

σε θερµοκρασία 400 K. Αν η πίεση στο δοχείο είναι 0,4

atm να υπολογίσετε:

α. Τη σχετική µοριακή µάζα της Α.

β. Αν η τάση ατµών της Α στους 400 Κ είναι 1,4 atm, πόσαg της Α πρέπει να προστεθούν στο δοχείο ώστε σε αυτό

να υπάρχουν 5 g της ουσίας Α σε υγρή κατάσταση;


26.Αέριο µίγµα σχηµατίζεται από την ανάµειξη 26,4 g CO2, ii. Ποια είναι η συνολική πίεση στο δοχείο;

7/16/2019 1o τεύχος


26.Αέριο µίγµα σχηµατίζεται από την ανάµειξη 26,4 g CO2,

NA/5 µόρια ΝΟ, 6,72 L αερίου Η

2S σε συνθήκες STP, 3,28

L Ν2

θερµοκρασίας 100 Κ και πίεσης 2 atm. To µίγµα

τοποθετείται σε δοχείο όγκου 57 L και θερµοκρασίας 300

Κ. Να υπολογίσετε:

α. Την ολική πίεση του µίγµατος

β. Το γραµµοµοριακό κλάσµα κάθε συστατικού.

γ. Τις µερικές πιέσεις κάθε συστατικού.

∆ίνονται: Αr C: 12, Ar

O: 16, R = 0,082 L·atm/(mol·K).

27. Σε δοχείο που έχει όγκο 12,3 L εισάγονται Χ g νερού

στους 27 oC. ∆ιαπιστώθηκε ότι εξατµίστηκαν Χ/2 g νε-

ρού.

α. Να βρεθούν τα Χ g νερού.

β. Πόσος πρέπει να είναι ο ελάχιστος όγκος του δοχείου

ώστε να εξατµιστούν όλη η ποσότητα του νερού στους

27 οC;

γ. Αν αρχικά στο δοχείο εισαχθούν 0,45 g νερού, ποια θα

είναι η πίεση στους 27 oC;

∆ίνονται: Η τάση ατµών του νερού Ρ0

= 0,1 atm, Μr H2O=18, R = 0,082 L·atm/(mol·K).

28. Σε δοχείο µε έµβολο και σταθερή θερµοκρασία 627 οC,

εισάγονται 0,9 g υδρατµών. Αν ο αρχικός όγκος είναι 73,8 L:

α. Να υπολογίσετε την πίεση του δοχείου.

β. Να υπολογίσετε τον ελάχιστο όγκο του δοχείου για

τον οποίο υπάρχουν µόνο υδρατµοί.

γ. Αν ο όγκος του δοχείου γίνει 15 L και προσθέσουµε σε

αυτό 0,5 g Ne:

i. Πόσα mol υγρού υπάρχουν στο δοχείο;

ii. Ποια είναι η συνολική πίεση στο δοχείο;

∆ίνονται: Η τάση ατµών του νερού, στους 627 οC: Pο =

114 mmHg, R = 0,082 L·atm/mol·K, Ar H= 1, Ar O= 16, Ar Ne= 20, 1 atm = 760 mmHg.

29. Έχουµε µίγµα H2, CΟ

2, CH

4και C

2H

6. Οι µερικές πιέσεις

κάθε συστατικού στο µίγµα είναι αντίστοιχα: 200mmHg,

150mmHg, 320mmHg και 105mmHg.

α. Ποιά είναι η ολική πίεση του µίγµατος των αερίων;

β. Ποια είναι η % ν/ν περιεκτικότητα του Η2στο µίγµα;

γ. Ποια είναι η αναλογία των mol του CO2σε σχέση µε τα

συνολικά mol του µίγµατος;

30. Σε σταθερή θερµοκρασία και σε συνθήκες που δεν αντι-

δρούν µεταξύ τους, διαθέτουµε ένα µίγµα Ν2, Η

2και Ο

2.

Ο αριθµός των mol του αζώτου είναι 5, η µερική πίεση του

Η2και του Ο

2στο µίγµα είναι αντίστοιχα 2atm και 4atm

και το γραµµοµοριακό κλάσµα του Ο2

στο µίγµα είναι

0,25. Να βρεθούν:

α. Η µερική πίεση του Ν2στο µίγµα.

β.Το γραµµοµοριακό κλάσµα του Ν2και του Η

2στο µίγµα.

γ. Ο αριθµός των mol του Η2και του Ο

2στο µίγµα.

31. Η τάση ατµών της αιθανόλης (CH3CH

2OH) στους 200C

είναι 44mmHg. Σε κενό δοχείο όγκου 20L τοποθετούµε

4ml CH3

CH2

OH πυκνότητας ρ = 0,8g / mL.

α. Ποια ποσότητα CH3CH

2OH θα εξατµιστεί;

β. Ποιος πρέπει να είναι ο ελάχιστος όγκος του δοχείου

ώστε να εξατµιστεί όλη η ποσότητα της CH3CH

2OH

στους 200C;


γ. Αν τοποθετήσουµε 2,5mL CH3CH

2OH σε δοχείο όγκου

7/16/2019 1o τεύχος


γ ή µ ,3 2

χ γ

20L, ποια θα είναι η πίεση των ατµών της στο δοχείο

αυτό στους 200C;

∆ίνονται: Σχετικές ατοµικές µάζες:

C : 12, H : 1, O : 16, R = 0,082 L·atm/(mol·K).

32. Σε κενό δοχείο όγκου 15L που βρίσκεται σε θ = 27 0C

εισάγουµε 0,3g Η2Ο(l).

α. Ποια θα είναι η πίεση των ατµών του νερού µέσα στο

δοχείο;

β. Μειώνουµε τον όγκο του δοχείου στα 2/3 του αρχικού

διατηρώντας τη θερµοκρασία σταθερή.

i. Ποια θα είναι η πίεση των ατµών του νερού στο

δοχείο;

ii. Πώς εξηγείται αυτή η µεταβολή;

∆ίνονται: R = 0,082 L·atm/(mol·K).

Σχετικές ατοµικές µάζες: Η : 1, Ο : 16.

Για το Η2Ο: Ρ

ο= 26,7mmHg στους 270C.


Απαντήσεις των ερωτήσεων - Λύσεις των ασκήσεων:

7/16/2019 1o τεύχος


Απαντήσεις των ερωτήσεων Λύσεις των ασκήσεων:

Ερωτήσεις:

2.

1. διαµοριακές, ασθενέστερες

2. διαµοριακές, ενδοµοριακές

3. διαφορετικά, HCl, χηµικών στοιχείων, Η2

4. πολικότητας, διανυσµατικό, ∆q . r, πολικότητα, δεσµών

5. µορίων, υδρογόνου

6. διπόλου - µη διπόλου

7. στιγµιαίου διπόλου - στιγµιαίων διπόλου

8. ενδόθερµα, εξώθερµα

3.

1.Λ 2. Σ 3. Σ 4. Σ5. Σ 6. Σ 7.Λ 8.Λ

9. Σ 10.Λ 11. Σ 12.Λ

13. Σ 14.Λ

4.

1. β 2. δ 3. α 4. β

5. γ 6. γ 7. γ 8. β

9. β 10. δ 11. α

5.

1. 1. β 2. γ 3. α 4. δ 5. β 6. δ

2. 1. δ 2. β 3. α 4. γ

3. 1. γ 2. β 3. δ 4. α

4. 1. α 2. β 3. β 4. α 5. α

7.

1. φύση, θερµοκρασία

2. πίεση, ισορροπία, ατµών, ατµών, φύση, θερµοκρασία

3.υψηλή, µικρή

4. θερµοκρασία, τάση ατµών, ατµοσφαιρική πίεση

5. mol, συνολικά mol, nA/nολ

8.

1. Σ 2.Λ 3. Σ 4.Λ

5. Σ 6. Σ 7.Λ 8. Σ

9.

1. γ 2. α 3. β 4. α

5. δ 6. δ 7. β 8. Ι. β ΙΙ.α

9. β 10. γ

10.

1. 1. α 2. β 3. γ

2. 1. β 2. α 3. γ

3. 1. γ 2. β 3. δ 4. α

4. 1. β 2. α 3. γ

Ασκήσεις:

1. α. διασποράς, β. ιόντος - διπόλου, γ. δεσµός υδρογόνου

δ. διασποράς, ε. διπόλου - διπόλου

2. β. το CH4

3. α. δεσµός υδρογόνου, β. διασποράς, γ. ιόντος - διπόλου,

δ. διασποράς

4. η αιθανόλη

5. γ

6. α. F2< HF < NaF β. ΝaF γ. F2

7. Ne < HCl < HBr < HF < H2O

8. δεσµός υδρογόνου στην ΝΗ3


11. α. 0,5 g β. 2 g γ. 2 g 26.α. 0,82 atm

7/16/2019 1o τεύχος


12. µικρότερος από 12,3 L

13. 1 g

14. α. 2,5 g β.82 L

15. po2 < p N2

< pH2

16. pΒ = 2pA

17.α. 0,5 mol

β. 0,4 0,4 0,2

γ. 0,41 atm, 0,41 atm, 0,205 atm

δ. 2,8 g

18. 16 g

19.α.750 mmHg β.1250 mmHg

20.α. 2,46 atm

β.0,11 atm, 0,56 atm, 1,79 atm

21.α. 0,8 atm β.1,64 L γ.0,41 L

22. 8 atm

23.α. 0,246 atm

β.8,2 L

γ.4,1 L

δ. 1,5 atm

24.α. SO2: 1,75 atm, O2: 3,5 atm

β.9,25 atm

25. α. 40 β. 30 g

β.CO2: 6/19, NO: 2/19, HS: 3/19, N2: 8/19

γ.CO2: 0,259 atm, NO: 0,086 atm, HS: 0,128 atm, N2: 0,347 atm

27. α. 1,8 g β.24,6 L γ. 0,05 atm

28.α. 0,05 atm β.24,6 L γ. i. 0,02 mol, ii. 0,273 atm

29.α.775 mmHg β.25,8 % γ. 1/5

30. α. 10 atm β.0,625 0,125 γ. 8 mol, 2mol

31. α. 2,217 g β.28,87 L γ.0,052 atm

32.α. 0,0273 atm β. i. 26,7 mmHg

ΧΗΜΕΙΑ: Θερµοχηµεία - Ενθαλπία - Θερµιδοµετρία - Νόµοι θερµοχηµείας 51

Θερµοχηµεία:

7/16/2019 1o τεύχος


ρµ χηµ

Είναι ο κλάδος της χηµείας που µελετά τις µεταβολές της ενέργειας που συνοδεύουν τις χηµικές

αντιδράσεις. Πιο συγκεκριµένα µελετά τις µετατροπές της χηµικής ενέργειας σε θερµική και

αντίστροφα.

Οι αντιδράσεις στις οποίες παρατηρείται έκλυση ή απορρόφηση θερµότητας ονοµάζονται θερ-µοχηµικές και διακρίνονται σε ενδόθερµες και εξώθερµες.


Αντιδράσεις στς οποίες δεν παρατηρείται έκλυση ή απορρόφηση θερµότητας ή αν

παρατηρείται είναι αµελητέα, χαρακτηρίζονται θερµοουδέτερες.

• Ενδόθερµες αντιδράσεις:

Ενδόθερµες λέγονται οι αντιδράσεις που παίρνουν (απορροφούν) ενέργεια από το

περιβάλλον.

• Εξώθερµες αντιδράσεις:

Εξώθερµες λέγονται οι αντιδράσεις που δίνουν (εκλύουν) ενέργεια στο περιβάλλον.

Ενθαλπία ονοµάζεται η ολική ενέργεια ενός χηµικού συστήµατος, το οποίο υφίστα-

ται κάποια χηµική ή φυσική µεταβολή σε σταθερή πίεση.

Στις θερµοχηµικές αντιδράσεις η ενθαλπία του συστήµατος µεταβάλλεται. Πιο συ-

γκεκριµένα, στις ενδόθερµες αντιδράσεις η ενθαλπία του συστήµατος αυξάνεται

γιατί το σύστηµα απορροφά ενέργεια, ενώ στις εξώθερµες που το σύστηµα εκλύει

ενέργεια, ελαττώνεται.

Ενθαλπία (Η):


Η ενθαλπία ενός συστήµατος δεν µπορεί να προσδιοριστεί. Αυτό που µας ενδιαφέ-

ρει και µετράµε, είναι η µεταβολή της.


• Μεταβολή ενθαλπίας (∆Η):

Η β λή θ λ ί έ ύ ί ί δ ά λ ή θ λ ί

7/16/2019 1o τεύχος


Η µεταβολή της ενθαλπίας σε ένα σύστηµα είναι ίση µε την διαφορά της τελικής ενθαλπίας

από την αρχική. ∆ηλαδή:

∆Η = Ητελ. – Ηαρχ.

Όταν η αντίδραση πραγµατοποιείται υπό σταθερή πίεση, η µεταβολή της ενθαλπίας ∆Η είναι

ίση µε το απορροφούµενο ή εκλυόµενο ποσό θερµότητας q.


α. Στις ενδόθερµες αντιδράσεις, η ενθαλπία του συστήµατος αυξάνεται. Για αυτό:

Ητελ. > Ηαρχ. και ∆Η = Ητελ.

– Ηαρχ.

> 0

β. Στις εξώθερµες αντιδράσεις, η ενθαλπία του συστήµατος ελαττώνεται. Για αυτό:

Ητελ. < Ηαρχ. και ∆Η = Ητελ.

– Ηαρχ.

< 0

• Ενθαλπία αντίδρασης (∆Η):

Ενθαλπία αντίδρασης ορίζεται η µεταβολή ενθαλπίας (∆Η) αντιδρώντων και προϊόντων, για

δεδοµένες συνθήκες πίεσης και θερµοκρασίας.

∆Η = Ηπροϊόντων – Ηαντιδρώντων

Σε αντίδραση της µορφής: αΑ + βΒ → γΓ + δ∆

Ηπροϊόντων: Η ενθαλπία των γ mol Γ και δ mol ∆

Ηαντιδρώντων: Η ενθαλπία των α mol A και β mol Β

• Θερµοχηµικές εξισώσεις:

Θερµοχηµική εξίσωση είναι η εξίσωση στο δεξιό µέρος της οποίας αναγράφεται η

µεταβολή της ενθαλπίας (∆Η) ή το ποσό της θερµότητας (q) που εκλύεται ή απορ-ροφάται κατά την αντίδραση.

• Ενδόθερµες αντιδράσεις:

Όταν γράφουµε τη θερµοχηµική εξίσωση µίας ενδόθερµης αντίδρασης, η µεταβολή της

ενθαλπίας έχει θετική τιµή, ενώ, το ποσό θερµότητας αρνητική.



Η αντίδραση στερεού άνθρακα µε υδρατµούς που οδηγεί σε σχηµατισµό αερίου µίγµατος

7/16/2019 1o τεύχος


Η αντίδραση στερεού άνθρακα µε υδρατµούς που οδηγεί σε σχηµατισµό αερίου µίγµατος

µονοξειδίου του άνθρακα και υδρογόνου, είναι ενδόθερµη αντίδραση. Η θερµοχηµική της

εξίσωση µπορεί να γραφτεί:

C(s)

+ H2O(g)

→CO(g)

+ H2(g)

∆Η = + 129,7 KJ

ή

C(s)

+ H2O(g)

→CO(g)

+ H2(g)

-129,7 KJ

∆ηλαδή, η ενθαλπία 1 mol CO(g)

και 1 mol H2(g)

είναι κατά 129,7 KJ µεγαλύτερη από την

ενθαλπία 1 mol C(s)

και 1 mol H2O(g)

ή κατά την αντίδραση 1 mol C(s)

µε 1 mol H2O(g)

απορροφούνται από το περιβάλλον 129,7 KJ θερµότητας.

• Εξώθερµες αντιδράσεις:

Όταν γράφουµε τη θερµοχηµική εξίσωση µίας εξώθερµης αντίδρασης, η µεταβολή τηςενθαλπίας έχει αρνητική τιµή, ενώ, το ποσό θερµότητας θετική.


Ο σχηµατισµός αερίου υδροχλωρίου από αέριο υδρογόνο και αέριο χλώριο, είναι εξώθερ-

µη αντίδραση. Η θερµοχηµική της εξίσωση µπορεί να γραφτεί:

H2(g)+ Cl2(g) → 2HCl(g) ∆Η = - 184,6 ΚJ

ή

H2(g)+ Cl2(g) →

2HCl(g)+184,6 ΚJ∆ηλαδή, η ενθαλπία 2 mol HCl(g) είναι κατά 184,6 KJ µικρότερη από την ενθαλπία 1 mol

H2(g) και 1 mol Cl2(g) ή κατα την αντίδραση 1 mol H2(g) µε 1 mol Cl2(g), εκλύονται στο

περιβάλλον 184,6 KJ θερµότητας.



Η θ λ ί ίδ (∆Η) θ ό ( ) έ δ ό ό

7/16/2019 1o τεύχος


α. Η ενθαλπία αντίδρασης (∆Η) και η θερµότητα (q) έχουν διαφορετικό πρόσηµο

γιατί η ∆Η αναφέρεται στο σύστηµα ενώ η q στο περιβάλλον.

β.Η ενθαλπία και η θερµότητα µετριούνται σε µονάδες ενέργειας, δηλαδή, σε ΚJ ή

Κcal. 1Kcal = 4,184 KJ.

• Παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται η µεταβολή της ενθαλπίας (∆Η) µιας αντίδρασης:

α. Από τη φύση των αντιδρώντων:

π.χ. C(γραφίτης) + Ο2(g) →CO2(g), ∆Η1= -393,5KJ

C(διαµάντι) + Ο2(g) →CO2(g), ∆Η2= -395,4KJ

Παρατηρούµε ότι διαφορετική είναι η ενθαλπία της αντίδρασης, αν καεί άνθρακας µε τη

µορφή γραφίτη από ότι αν καεί µε τη µορφή διαµαντιού.

β. Από τη φυσική κατάσταση των αντιδρώντων και των προϊόντων:π.χ. H2(g) + 1/2 Ο2(g) →Η2Ο(g), ∆Η1= - 241,8 ΚJ

H2(g) + 1/2 Ο2(g) →Η2Ο(l), ∆Η2= - 285,8 ΚJ

Παρατηρούµε ότι η µεταβολή της ενθαλπίας κατά το σχηµατισµό Η2Ο(l) είναι µεγαλύ-

τερη από ότι κατά το σχηµατισµο Η2Ο(g) γιατί η µετατροπή του Η2Ο(l) σε Η2Ο(g) είναι

φαινόµενο ενδόθερµο.

Γενικά, όταν σχηµατίζεται Η2Ο από Η2 και Ο2, το µεγαλύτερο ποσό θερµότητας θα ελευθ-

ερωθεί στο περιβάλλον όταν το νερό είναι πάγος, µικρότερο αν είναι υγρό και ακόµα

µικρότερο αν είναι αέριο. Αυτό συµβαίνει γιατί για να µετατραπεί το στερεό σε υγρό και αυτόσε αέριο, πρέπει να απορροφηθεί κάθε φορά ένα ποσό θερµότητας.

Για αυτό στις θερµοχηµικές εξισώσεις θα πρέπει να σηµειώνεται και η φυσική κατάσταση

των σωµάτων που συµµετέχουν.


γ. Από τις συνθήκες πίεσης και θερµοκρασίας:

Για αυτό κατά τον υπολογισµό της ενθαλπίας µίας αντίδρασης σε θερµοκρασία θοC θα

7/16/2019 1o τεύχος


Για αυτό κατά τον υπολογισµό της ενθαλπίας µίας αντίδρασης σε θερµοκρασία θ C θα

πρέπει τα προϊόντα και τα αντιδρώντα να ανάγονται στην ίδια θερµοκρασία θοC.


Η ενθαλπία µιας αντίδρασης αναφέρεται στην αντίδραση όπως αυτή είναι γραµµέ- νη στη χηµική εξίσωση.

π.χ. Η ενθαλπία της αντίδρασης σχηµατισµού 1 mol Η2Ο(g) από H2(g) και Ο2(g)

είναι ∆Η = - 241,8 ΚJ:

H2(g) + 1/2 Ο2(g)→→→→→Η2Ο(g), ∆Η1 = - 241,8 ΚJ

Ενώ για τον σχηµατισµό 2 mol Η2Ο(l)από H2(g)και Ο2(g)είναι: ∆Η = -2·241,8 ΚJ:

2H2(g) + Ο2(g)→→→→→ 2Η2Ο(g), ∆Η1= - 2·241,8 ΚJ

• Πρότυπη κατάσταση:

Επειδή η ενθαλπία µίας αντίδρασης εξαρτάται από τις συνθήκες πίεσης και θερµοκρασίας,

ορίστηκε µια κατάσταση αναφοράς η πρότυπη κατάσταση, προκειµένου να είναι δυνατή η

σύγκριση των τιµών της µεταβολής της ενθαλπίας διαφόρων αντιδράσεων.

Ορίζουµε ως πρότυπη, την κατάσταση µίας ουσίας στην οποία έχουµε:

• Πίεση P = 1 atm ή 760 mmHg

• Θερµοκρασία Θ = 25 oC ή T = 298K

• Συγκέντρωση c = 1Μ (για τα διαλύµατα)

• Πρότυπη ενθαλπία αντίδρασης (∆Η0):

Ως πρότυπη µεταβολή ενθαλπίας ή πρότυπη ενθαλπία, ορίζεται η µεταβολή της ενθαλπίας

µίας αντίδρασης σε πρότυπη κατάσταση.

• Πρότυπη ενθαλπία σχηµατισµού ( 0

f ∆Η ):

Ως πρότυπη ενθαλπία σχηµατισµού µίας ένωσης, ορίζεται η µεταβολή της ενθαλ-

πίας κατά το σχηµατισµό 1 mol της ένωσης από τα συστατικά της στοιχεία, σε πρό-

τυπη κατάσταση και συµβολίζεται ∆Η0.

π.χ. C(γραφίτης) + Ο2(g) →CO2(g),0f

∆Η = -393,5KJ

∆ηλαδή, κατά το σχηµατισµό 1 mol CO2(g), σε πρότυπη κατάσταση, εκλύονται στο περιβάλ-

λον 393,5 ΚJ θερµότητας.



7/16/2019 1o τεύχος


α. Η 0

f ∆Η των στοιχείων στην πιο σταθερή µορφή τους θεωρείται µηδέν.

π.χ.( ) ( )

0 0

f f γραφιτης διαµαντι∆Η 0 ενώ ∆Η 0= ≠ , ( ) ( )2 3

0 0

f f Ο Ο∆Η 0 ενώ ∆Η 0= ≠

β. Η πρότυπη ενθαλπία (∆Η0) µίας αντίδρασης µπορεί να υπολογιστεί απότις πρότυπες ενθαλπίες σχηµατισµού των ενώσεων που παίρνουν µέρος

στην αντίδραση:

( ) ( )0 0 0

f f προιοντων αντιδρωντων∆Η = Σ∆Η - Σ∆Η

∆ηλαδή, για τη θερµοχηµική εξίσωση της γενικής µορφής:

αΑ + βΒ → γΓ + δ∆, ∆Η0

ισχύει: ∆Η0 = γ ·0

f ( )Γ∆Η + δ ·

0

f ( )∆∆Η - α ·

0

f ( )Α∆Η - β ·

0

f ( )Β∆Η

π.χ. Για την αντίδραση: 2ΝΗ3(g)

+ 3Cl2(g)

→N2(g)+ 6HCl(g), ∆Η0

ισχύει: ∆Η0= 1 ·2

0

f ( ) Ν∆Η + 6 ·

0

f (HCl)∆Η - 2 ·3

0

f (NH )∆Η - 3 ·2

0

f(C l )∆Η

όµως:2

0

f ( ) Ν∆Η = 0,

2

0

f ( C l )∆Η = 0 ( 0

f ∆Η στοιχείων στη σταθερότερη µορφή τους)

Άρα: ∆Η0= 6 ·0

f (HCl)∆Η - 2 ·3

0

f (NH )∆Η

• Πρότυπη ενθαλπία καύσης (0

c∆Η ):Ως πρότυπη ενθαλπία κάυσης ορίζεται η µεταβολή της ενθαλπίας κατά την πλήρη καύση

1 mol της ουσίας, σε πρότυπη κατάσταση.

π.χ.( ) ( ) ( ) ( )

0

3 2 C8 g 2 g 2 g lC H 5O 3CO 4H O , ∆Η 2220KJ+ → + = −

∆ηλαδή, κατά την καύση 1 mol προπανίου (C3H8) σε πρότυπη κατάσταση, εκλύονται 2220ΚJ

θερµότητας.

Η0

c∆Η είναι πάντα αρνητική, γιατί όλες οι αντιδράσεις καύσης είναι εξώθερµες.

• Πρότυπη ενθαλπία εξουδετέρωσης ( 0n∆Η ):

Ως πρότυπη ενθαλπία εξουδετέρωσης ορίζεται η µεταβολή της ενθαλπίας κατά την πλή-

ρη εξουδετέρωση 1 mol Η+ ενός οξέος µε µία βάση ή 1 mol ΟΗ – µίας βάσης µε ένα οξύ, σε

αραιό υδατικό διάλυµα, σε πρότυπη κατάσταση.

π.χ.( ) ( ) ( ) ( )

0

2 naq aq aq lHCl NaOH NaCI H O , 57,1KJ+ → + ∆Η = −


∆ηλαδή, κατά την εξουδετέρωση 1 mol υδροχλωρίου (HCl) µε 1 mol υδροξειδίου του

νατρίου (ΝaΟΗ), εκλύονται 57,1ΚJ θερµότητας.

7/16/2019 1o τεύχος


Η0

n∆Η είναι πάντα αρνητική, γιατί όλες οι αντιδράσεις εξουδετέρωσης είναι εξώθερµες.


α. Η 0

n∆Η για την εξουδετέρωση ισχυρού οξέος από ισχυρή βάση είναι περίπου

σταθερή και ανεξάρτητη από το είδος του οξέος και της βάσης. Αυτό συµβαί-

νει γιατί τα ισχυρά οξέα ιοντίζονται πλήρως και οι ισχυρές βάσεις διϊστανται

πλήρως, µε αποτέλεσµα πάντα η µόνη αντίδραση που γίνεται κατά την εξουδ-

ετέρωση να είναι:

+ – 0(aq) (aq) 2 (l) n

H + OH H O , ∆Η 57,1KJ→ = −

β. Κατά την εξουδετέρωση ασθενούς οξέους από ισχυρή βάση ή αντίστροφα,

µέρος της εκλυόµενης ενέργειας δαπανάται για τον ιοντισµό του ασθενούς

ηλεκτρολύτη.

Για αυτό, η 0n

∆Η ασθενούς οξέος από ισχυρή βάση ή αντίστροφα, είναι µικρό-

τερη κατ’απόλυτη τιµή από την 0n

∆Η ισχυρού οξέος από ισχυρή βάση. ∆ηλαδή,

κατά την εξουδετέρωση ασθενούς οξέος από ισχυρή βάση ή αντίστροφα,

εκλύεται µικρότερο ποσό θερµότητας, από ότι κατά την εξουδετέρωση ισχυρού

οξέος από ισχυρή βάση.

π.χ.( ) ( ) ( ) ( )

0

2 naq aq aq lHCN NaOH NaCN H O , 10, 6 KJ+ → + ∆Η = −

( ) ( ) ( ) ( )0

2 naq aq aq lHCl NaOH NaCI H O , 57,1KJ+ → + ∆Η = −


Ερωτήσεις:

7/16/2019 1o τεύχος


11. Ποιες χηµικές αντιδράσεις χαρακτηρίζονται ενδόθερµες και ποιες εξώθερµες; ∆ώστε από

ένα παράδειγµα.

12. Από ποιούς παράγοντες εξαρτάται η µεταβολή της ενθαλπίας µιας αντίδρασης;

13. Τι είναι η πρότυπη κατάσταση;

14. α. Τι ονοµάζεται πρότυπη ενθαλπία σχηµατισµού 0f

∆Η ;

β. Ποια σχέση συνδέει τις πρότυπες ενθαλπίες σχηµατισµού των ενώσεων που µετέχουν

σε µια αντίδραση µε την πρότυπη ενθαλπία της αντίδρασης;

15. α. Τι ονοµάζεται πρότυπη ενθαλπία καύσης 0c

∆Η ;

β. Γιατί η πρότυπη ενθαλπία καύσης είναι πάντα µικρότερη του µηδενός;

16. Τι είναι η πρότυπη ενθαλπία εξουδετέρωσης;

17.Να συµπληρώσετε τα κενά στις παρακάτω προτάσεις:

1. Οι αντιδράσεις που ............................... ενέργεια µε µορφή ............................... στο περιβάλλον

ονοµάζονται ............................... . Στις αντιδράσεις αυτές η ενθαλπία των αντιδρώντων είναι

............................... από την ενθαλπία των ...............................

2. Οι αντιδράσεις που ............................... ενέργεια µε µορφή ............................... από το περιβάλ-

λον ονοµάζονται ............................... Στις αντιδράσεις αυτές η ενθαλπία των ...............................

είναι ............................... από την ενθαλπία των προϊόντων.

3. Η θερµοχηµική εξίσωση CH4(g)

+ 2O2(g)

→CO2(g)+ 2H2O(l)

, ∆Η = -890 KJ/mol. Μας πληρο-

φορεί ότι για κάθε ............................... CH4

που καίγεται ............................... στο περιβάλλον

............................... ΚJ ...............................

4. Πρότυπη ενθαλπία σχηµατισµού µιας ένωσης είναι η µεταβολή της ............................... κατά

το σχηµατισµό ............................... της ένωσης από τα συστατικά της ............................... σε

............................... κατάσταση.

5. Η πρότυπη ενθαλπία καύσης είναι πάντα ............................... από το µηδέν γιατί κατά την

καύση έχουµε πάντα ............................... θερµότητας δηλαδή όλες οι καύσεις είναι

............................... αντιδράσεις.


6. Πρότυπη ενθαλπία εξουδετέρωσης είναι η µεταβολή της ............................... κατά την πλήρη

............................... 1 mol ............................... ενός οξέος µε µια βάση σε πρότυπη κατάσταση

7/16/2019 1o τεύχος


και σε ............................... υδατικό διάλυµα.

18.Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές (Σ) και ποιες λάθος (Λ);

1.Στις εξώθερµες αντιδράσεις έχουµε απορρόφηση θερµότητας από το περιβάλλον.

2. Οι εξώθερµες αντιδράσεις έχουν ∆Η > 0.

3. Η αντιδράση που περιγράφει η θερµοχηµική εξίσωση:

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g), ∆H < O, είναι ενδόθερµη.

4.Σε όλες τις χηµικές αντιδράσεις η ενθαλπία του συστήµατος παραµένει σταθερή.

5.Πρότυπη είναι η κατάσταση µε Τ = 373Κ και Ρ = 1atm.

6. Το σύµβολο της πρότυπης ενθαλπίας σχηµατισµού είναι 0c

∆Η .

7. Η πρότυπη ενθαλπία καύσης έχει πάντα αρνητική τιµή.

8. Κατά την εξουδετέρωση ισχυρού οξέος µε ισχυρή βάση η τιµή της 0n

∆Η είναι περίπου

σταθερή ανεξάρτητα από το οξύ ή τη βάση.

9. Όσο µικρότερη αλγεβρικά είναι η πρότυπη ενθαλπία σχηµατισµού µιας ένωσης τόσο πιο

σταθερή είναι η ένωση σε σχέση µε τα στοιχεία της.

10.Η πρότυπη ενθαλπία σχηµατισµού των στοιχείων στην σταθερότερη µορφή τους είναι µικρό-

τερη από το µηδέν.

11. Αν η πρότυπη ενθαλπία εξουδετέρωσης ισχυρού οξέος από ισχυρή βάση είναι -57,1ΚJ, η0n

∆Η ασθενού οξέος από ισχυρή βάση µπορεί να είναι -65ΚJ.

12.Από την θερµοχηµική εξίσωση: A + 2B→3Γ, ∆Η = 12ΚJ, συµπεραίνουµε ότι:

α. Η αντίδραση είναι ενδόθερµη.

β. Τα προϊόντα έχουν µικρότερη ενθαλπία από τα αντιδρώντα.

γ. Αν αντιδράσουν 1 mol Α µε 2 mol Β το σύστηµα απορροφά από το περιβάλλον 12KJενέργεια.


19.Να επιλέξετε τα σωστά από τα παρακάτω:

1. Η µεταβολή της ενθαλπίας µίας αντίδρασης είναι ίση µε:

7/16/2019 1o τεύχος


µ β ή ης ς µ ς ρ ης η µ

α. Ηπροϊόντων + Ηαντιδρώντων β. Ηπροϊόντων – Ηαντιδρώντων

γ. Ηαντιδρώντων – Ηπροϊόντων δ.

αντιδρώντων

προϊόντων

H

Η

2. Στις ενδόθερµες αντιδράσεις:

α. ∆Η < 0, q < 0 β. ∆Η > 0, q < 0 γ. ∆Η > 0, q > 0 δ. ∆Η < 0, q > 0

3. Στις εξώθερµες αντιδράσεις:

α. ∆Η < 0, q < 0 β. ∆Η > 0, q < 0 γ. ∆Η > 0, q > 0 δ. ∆Η < 0, q > 0

4. H ενθαλπία των αντιδρώντων είναι µικρότερη από αυτή των προϊόντων όταν:α. η αντίδραση είναι εξώθερµη β. η αντίδραση είναι ενδόθερµη

γ. στις αντιδράσεις καύσης δ. σε όλες τις αντιδράσεις

5. Η µεταβολή της ενθαλπίας µίας αντίδρασης εξαρτάται:

α. µόνο από τη φύση των αντιδρώντων

β. µόνο από τη φυσική κατάσταση αντιδρώντων και προϊόντων

γ. µόνο από τις συνθήκες θερµοκρασίας και πίεσης

δ. από όλα τα παραπάνω

6. Πρότυπη ενθαλπία είναι η µεταβολή της ενθαλπίας µίας αντίδρασης:

α. σε συνθήκες S.T.P.

β. σε πίεση 1 atm και θερµοκρασία 25 oC

γ. σε πίεση 1 atm και θερµοκρασία 20 oC

δ. όταν τα αντιδρώντα και τα προϊόντα είναι σε αέρια κατάσταση

7. Για τις αντιδράσεις καύσης ισχύει:α. ∆Η < 0, q < 0 β. ∆Η > 0, q < 0 γ. ∆Η > 0, q > 0 δ. ∆Η < 0, q > 0

8.Αν κατά την εξουδετέρωση 1 mol ισχυρού µονοπρωτικού οξέος µε 1 mol ισχυρής µονοϋδρο-

ξυλικής βάσης, σε πρότυπες συνθήκες, εκλύονται 57,1 KJ θερµότητας, κατά την εξουδετέ-


ρωση 1 mol ασθενούς µονοπρωτικού οξέος µε 1 mol ισχυρής µονοϋδροξυλικής βάσης,

στις ίδιες συνθήκες:

λύ 1 θ ό

7/16/2019 1o τεύχος


α. εκλύονται 57,1 KJ θερµότητας

β. εκλύονται λιγότερα από 57,1 KJ θερµότητας

γ. εκλύονται περισσότερα από 57,1 KJ θερµότητας

δ. απορροφούνται 57,1 KJ θερµότητας

9. Η πρότυπη ενθαλπία σχηµατισµού του N2(g):

α. είναι µηδέν β.είναι θετική γ. είναι αρνητική δ. είναι διαφορη του µηδενός

10. Η θερµοχηµική εξίσωση της καύσης του C2H4 είναι:

C2H4(g)+ 3Ο2(g)

→ 2CO2(g)+ 2Η2Ο(l)

, ∆Η = -331,6 Κcal, Άρα:

α. κατά τη καύση 1 g C2H4 εκλύονται 331,6 Κcal

β. κατά τη καύση 1 mol C2H4απορροφούνται 331,6 Κcal

γ.κατά τη καύση 28 g C2H4 εκλύονται 331,6 Κcal

δ. κατά τη καύση 6 g C2H4 απορροφούνται 331,6 Κcal

∆ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: C = 12, H = 1.

11. Η ενθαλπία σχηµατισµού της αµµωνίας (ΝΗ3) υπολογίζεται από τη µεταβολή της ενθαλ-

πίας στην αντιδραση που περιγράφεται µε τη χηµική εξίσωση:

α. 1/2 Ν2 + 3/2 Η2 →ΝΗ3 β. Ν2+ 3Η2 → 2ΝΗ3

γ. Ν + 3Η→ΝΗ3 δ. ΝΗ4ΟΗ→ΝΗ3+ Η2Ο

20.Αντιστοιχίστε τις θερµοχηµικές εξισώσεις της στήλης Α µε µία από τις ενθαλπίες


Στήλη Α

1.C2H4(g)+ 3Ο2(g) →2CO2(g)

+ 2Η2Ο(l), ∆Η1

2. C(s)

+ Ο2(g) →CO2(g)

, ∆Η2

3.HΝΟ3(αq)+ ΚΟΗ(αq)

→ΚΝO3(αq)+ Η2Ο(l), ∆Η3

4. C2H4(g)+ H2(g)

→ C2H6(g), ∆Η4

Στήλη Β

α. ενθαλπία αντίδρασης

β. ενθαλπία σχηµατισµού

γ. ενθαλπία καύσης

δ. ενθαλπία εξουδετέρωσης



7/16/2019 1o τεύχος



Ασκήσεις στοιχειοµετρικών υπολογισµών µε βάση το ποσό θερµότητας:

Η ενθαλπία µιάς αντίδρασης αποτελεί παράγοντα της στοιχειοµετρίας. ∆ηλαδή αναφέρε-ται σε τόσα mol αντιδρώντων και προϊόντων, όσοι είναι οι συντελεστές των σωµάτων

αυτών στην αντίστοιχη θερµοχηµική εξίσωση.

Μπορούµε λοιπόν να χρησιµοποιήσουµε την ενθαλπία αντίδρασης στους διάφορους στοι-

χειοµετρικούς υπολογισµούς.

∆ηλαδή, όταν γνωρίζουµε το πόσο θερµότητας που εκλύεται ή απορροφάται στην αντί-

δραση (ή τη µεταβολή της ενθαλπίας), µπορούµε να υπολογίσουµε τις ποσότητες προϊό-

ντων και αντιδρώντων και αντίστροφα.


Κατά την καύση 84g αιθυλενίου (C2H4) σε ορισµένες συνθήκες πίεσης και θερµοκρασίας,

απελευθερώθηκαν 1020 Κcal θερµότητας.

α. Να υπολογίσετε την ενθαλπία καύσης του C2H4 στις παραπάνω συνθήκες θερµοκρασίας

και πίεσης.

β. Αν στις ίδιες συνθήκες πίεσης και θερµοκρασίας, κατά την καύση του C2H4 εκλυθούν

425 Κcal θερµότητας, να υπολογίσετε την µάζα του CO2 που παράχθηκε.

γ. Ποιός όγκος Ο2, µετρηµένος σε S.T.P., πρέπει να αντιδράσει µε C2H4 στις παραπάνωσυνθήκες θερµοκρασίας και πίεσης, ώστε να ελευθερωθούν 85 Kcal θερµότητας.

∆ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: C = 12, O = 16, H = 1.

Λύση:

Η θερµοχηµική εξίσωση της καύσης του αιθυλενίου είναι:

C2H4(g)+ 3Ο2(g) → 2CO2(g) + 2Η2Ο(l), ∆Ηc= ;

α. Θα πρέπει να υπολογίσουµε το ποσό θερµότητας που εκλύεται κατά την καύση 1 mol C2H4.

Μr C2H4 = 2Ar C + 4Ar H = 2 · 12 + 4 · 1 = 28

Τα mol του C2H4 που αντέδρασαν είναι:m 84g

n 3molMr 28g / mol

= = =


Άρα έχουµε: 3 mol C2H4 ελευθερώνουν 1020 Κcal

1 molC2H4 ελευθερώνει x; Kcal

340

7/16/2019 1o τεύχος


x = 340 Kcal

∆ηλαδή η ενθαλπία καύσης του C2H4στις συγκεκριµένες συνθήκες θερµοκρασίας και πίεσης

είναι ∆Ηc= -340 Kcal/mol.

β. Από το ερώτηµα α. γνωρίζουµε την ενθαλπία καύσης του C2H4 και η θερµοχηµική εξίσωση

της καύσης γίνεται:

C2H4(g)+ 3Ο2(g) → 2CO2(g)+ 2Η2Ο(l), ∆Ηc= -340 Κcal

Από τη θερµοχηµική εξίσωση έχουµε ότι:

Όταν σχηµατίζονται 2 mol CO2, εκλύονται 340 Κcal.

Όταν σχηµατίζονται x; mol CO2, εκλύονται 425 Κcal.

x = 2,5 mol CO2

Μr CO2 = Ar C

+ 2Ar O

= 12 + 2 · 16 = 44

H µάζα του CO2 που παράχθηκε είναι: m = n · Mr = 2,5mol · 44g/mol = 110g CO2

γ. Από τη θερµοχηµική εξίσωση έχουµε ότι:

Όταν αντιδρούν 3 mol O2, εκλύονται 340 Κcal.

Όταν αντιδρούν x; mol O2, εκλύονται 85 Κcal.

x = 0,75 mol O2

Ο όγκος του O2 που αντέδρασε, σε συνθήκες S.T.P. είναι:

V = n · Vm = 0,75mol · 22,4 L/mol = 16,8 L O2



Ασκήσεις όπου κάποιο από τα αντιδρώντα είναι σε περίσσεια:

Ό δί έ ό δ ώ θ έ λέ ά

7/16/2019 1o τεύχος


Όταν δίνονται οι αρχικές ποσότητες των αντιδρώντων θα πρέπει να ελέγχουµε αν κάποιο

από αυτά είναι σε περίσσεια.

Μετά από αυτό, όλοι οι στοιχειοµετρικοί υπολογισµοί θα γίνονται µε βάση το σώµα που

αντιδρά πλήρως και όχι µε αυτό που βρίσκεται σε περίσσεια.


Αναµιγνύουµε 13,44L SO2, µετρηµένα σε STP συνθήκες, µε 16g O

2, οπότε πραγµατοποιείται

η αντίδραση: 2SO2(g)

+ O2(g) → 2SO

3(g), ∆Η = –198ΚJ. Nα υπολογιστούν:

α. Η ποσότητα του Ο2

που αντέδρασε.

β. Το ποσό της θερµότητας που ελευθερώθηκε.

γ. Ο όγκος του αερίου µίγµατος, σε συνθήκες S.T.P., που συλλέγουµε µετά την

ολοκλήρωση της αντίδρασης.

∆ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: S = 32, O = 16.

Λύση:

Mr O2= 2ArO = 2 · 16 = 32

Μετατρέπουµε σε mol τις ποσότητες των αντιδρώντων σωµάτων:

2 2

m

V 13, 44LSO : n n 0, 6mol SO

V 22, 4L / mol= ⇔ = =

2 2

r

m 16gO : n n 0, 5mol O

M 32g / mol= ⇔ = =

Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης έχουµε:

2 mol SO2

αντιδρούν µε 1 mol O2

0,6 mol SO2 αντιδρούν µε x; mol O2

x = 0,3 mol O2

Η ποσότητα του O2

είναι 0,5 mol, συνεπώς το SO2

αντιδρά πλήρως και το O2

είναι σε περίσσεια.

Άρα, οι υπολογισµοί θα γίνουν µε βάση το SO2.


Στη συνέχεια φτιάχνουµε τον παρακάτω πίνακα:

7/16/2019 1o τεύχος


(Οι ποσότητες των σωµάτων που αντιδρούν έχουν αρνητικό πρόσηµο, ενώ αυτές που

παράγονται θετικό.)

α. Από τον παραπάνω πίνακα παρατηρούµε ότι αντιδρούν 0,3 mol O2.Άρα mO

2= nO

2· Mr O

2= 0,3mol · 32g/mol = 9,6g O2

β. Το ποσό θερµότητας που εκλύεται θα το υπολογίσουµε µε βάση το σώµα που αντιδρά πλήρως,

δηλαδή το SO2.

Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης προκύπτει ότι:

Όταν αντιδρούν 2 mol SO2, εκλύονται 198 ΚJ.

Όταν αντιδρούν 0,6 mol SO2, εκλύονται x; ΚJ.

x = 59,4 KJΆρα το ποσό θερµότητας που εκλύεται είναι 59,4 ΚJ.

γ. Τα αέρια που συλλέγουµε µετά την ολοκλήρωση της αντίδρασης είναι το Ο2

που περίσσεψε

και το SO3

που παράχθηκε. Άρα:

nµίγµ. = nO2(τελ.) + nSO

3= (0,2 + 0,6)mol = 0,8 mol

Οπότε: V n V V 0,8mol 22, 4L / molµιγµ µιγµ m µιγµ µιγµ= ⋅ ⇒ = ⋅ ⇒ V = 17, 92L .



Ασκήσεις που αναφέρονται σε αντίδραση µίγµατος:

Όταν έχουµεαντίδρασηενός µίγµατοςµεκάποιααντιδραστήριαΑ Β εργαζόµαστεώςεξής:

7/16/2019 1o τεύχος


Όταν έχουµε αντίδραση ενός µίγµατος µε κάποια αντιδραστήρια Α, Β, ..., εργαζόµαστε ώς εξής:

• Γράφουµε τη χηµική εξίσωση για την αντίδραση κάθε συστατικού του µίγµατος

ξεχωριστά.

Αν δεν γνωρίζουµε τη σύσταση του µίγµατος, τότε θέτουµε x, ψ, ..., τα mol των συστατι-

κών του µίγµατος και εργαζόµαστε µε τη βοήθειά τους.

• Όταν δίνεται η µάζα του µίγµατος (mµιγµ.), τότε ισχύει:

mµιγµ.= mA+ mB+ ...⇔ mµιγµ. = xMrA + ψMrB + ...

• Όταν δίνεται o όγκος αερίου µίγµατος σε S.T.P. (Vµιγµ.), τότε ισχύει:

Vµιγµ.= VA+ VB+ ...⇔ Vµιγµ. = 22,4(x + ψ + ...)

• Όταν δίνεται o όγκος (Vµιγµ.), η πίεση (P) και η θερµοκρασία (Τ) αερίου µίγµατος,

εφαρµόζουµε τη καταστατική εξίσωση των αερίων:PVµιγµ.= nµιγµ.RT.⇔ PVµιγµ. = (x + ψ + ...)RT

• Με βάση τα παραπάνω δηµιουργούµε σύστηµα εξισώσεων από το οποίο υπολογίζουµε

τα x, ψ, ...

• Όταν το µίγµα είναι ισοµοριακό, τα mol των συστατικών του είναι ίσα.

• Σε ασκήσεις όπου τα συστατικά του µίγµατος αντιδρούν µεταξύ τους και αναφέρεται ότι

έχουµε στοιχειοµετρική αναλογία, η αναλογία των συντελεστών είναι και αναλογία mol.


Κατά την πλήρη καύση 12,8g αερίου µίγµατος CO και H2, ελευθερώθηκε θερµό-

τητα ίση µε 342KJ. Αν η ενθαλπίες καύσης του CO και του H2

είναι -283 KJ/mol

και -286KJ/mol, αντίστοιχα να υπολογιστούν:

α. Η επί τοις εκατό % w/w σύσταση του µίγµατος που κάηκε.

β. Ο όγκος του αερίου µίγµατος σε συνθήκες S.T.P.

γ. Ο όγκος του O2

µετρηµένος σε S.T.P. που καταναλώθηκε κατά την καύση.

Όλα τα ποσά θερµότητας υπολογίσθηκαν στις ίδιες συνθήκες θερµοκρασίας και πίεσης.

∆ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: C = 12, O = 16, H = 1.


Λύση:

Έστω ότι το µίγµα αποτελείται από x mol CΟ και ψ mol H2.

Mr CO= Ar C

+ Ar O

= 12 + 16 = 28

7/16/2019 1o τεύχος


CO C O

Mr H2= 2Ar

H= 2 · 1 = 2

Η µάζα του µίγµατος θα είναι ίση µε το άθροισµα των µαζών των συστατικών:

mCO

+ mH2= mµιγµ. ⇔ nCO · Mr CO + nH

2· Mr H

2= mµιγµ. ⇔ 28x + 2ψ = 12,8 (1)

Οι θερµοχηµικές εξισώσεις για τις καύσεις των συστατικών του µίγµατος είναι:

CO(g)+ 1/2 O2(g) →CO2(g), ∆Η1= -283 KJ και Η2(g) + 1/2 O2(g) →H2O(l), ∆Η2= -286 KJ

Από τη στοιχειοµετρία της πρώτης αντίδρασης έχουµε:

Όταν αντιδρά 1 mol CO, εκλύονται 283 ΚJ.

Όταν αντιδρούν x mol CO, εκλύονται Q1ΚJ.

Q1 = 283x KJ

Από τη στοιχειοµετρία της δεύτερης αντίδρασης έχουµε:

Όταν αντιδρά 1 mol Η2, εκλύονται 286 ΚJ.

Όταν αντιδρούν ψ mol Η2, εκλύονται Q2ΚJ.

Q2 = 286ψ KJ

Η συνολική θερµότητα που ελευθερώθηκε είναι Q = 342 KJ. Άρα:

Q1 + Q2 = Q⇔ 283x + 286ψ = 342 (2)

Από την επίλυση των εξισώσεων (1) και (2) έχουµε:x = 0,4 mol και ψ = 0,8 mol

Άρα το µίγµα αποτελείται από 0,4 mol CO και 0,8 mol H2.

α. mCO= nCO · Mr CO= 0,4 mol · 28 g/mol = 11,2 g

mH2= nH

2· Mr H

2= 0,8 mol · 2 g/mol = 1,6 g

Άρα η κατά βάρος σύσταση του µίγµατος είναι 11,2 g CO και 1,6 g H2.

Σε 12,8 g µίγµατος, περιέχονται 11,2 g CO και 1,6 g H2.

Σε 100 g µίγµατος, περιέχονται α; g CO και β; g H2.α = 87,5 g CO και β = 12,5 g H2

Άρα, η επί τοις εκατό % w/w σύσταση του µίγµατος είναι:87,5% w/w CO και12,5% w/w H2.


β. Τα συνολικά mol του µίγµατος είναι: nµιγµ.= nCO+ nH2= 0,4 mol + 0,8 mol = 1,2 mol

Για τον όγκο του µίγµατος σε S.T.P. ισχύει: Vµιγµ.= nµιγµ.· Vm= 1,2 mol · 22,4 L/mol⇔ Vµιγµ. = 26,88 L

7/16/2019 1o τεύχος


γ. Θα υπολογίσουµε τα mol του O2 που καταναλώθηκε για την καύση του κάθε συστατικού του

µίγµατος ξεχωριστά.

Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης καύσης του CΟ έχουµε:1 mol CO αντιδρά µε 0,5 mol O

2

0,4 mol CO αντιδρούν µε z; mol O2

z = 0,2 mol O2

Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης καύσης του H2 έχουµε:

1 mol H2 αντιδρά µε 0,5 mol O2

0,8 mol H2 αντιδρούν µε ω; mol O2

ω = 0,4 mol O2

Άρα, τα συνολικά mol Ο2 που καταναλώθηκαν είναι: nO2= z + ω = 0,2 mol + 0,4 mol = 0,6 mol

Ο όγκος του Ο2

σε S.T.P. είναι:

VΟ2= nΟ

2· VΟ

2= 0,6 mol · 22,4 L/mol ⇔ VΟ

2= 13,44 L


Σε ορισµένη θερµοκρασία θ οC ο στερεός άνθρακας αντιδρά µε οξυγόνο και διοξείδιο του

άνθρακα, σύµφωνα µε τις παρακάτω αντιδράσεις:2C(s) + O2(g) →→→→→ 2CO(g), ∆Η1 = -57 Kcal και C(s) + CO2(g) →→→→→ 2CO(g), ∆Η2 = +28,5 Kcal

Ποια αναλογία mol πρέπει να έχει µίγµα οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα, ώστε αν

αυτό αντιδράσει µε περίσσεια άνθρακα σε θερµοκρασία θ, να µην παρατηρηθεί καµία

θερµική µεταβολή;


Ασκήσεις στις οποίες “δεν παρατηρείται θερµική µεταβολή”:

Όταν σ' ένα δοχείο πραγµατοποιούνται ταυτόχρονα δύο αντιδράσεις, µια εξώθερµη και µία

ενδόθερµη, και η άσκηση αναφέρει ότι "δεν παρατηρείται θερµική µεταβολή", συµπεραίνου-

µε ότι το ποσό θερµότητας που εκλύεται απο τη µία απορροφάται πλήρως απο την άλλη.

∆ηλαδή ισχύουν: Q1= Q

2(κατ’ απόλυτη τιµή) ή Q

1+ Q

2= 0 (κατ’ αλγεβρική τιµή).


Λύση:

Έστω ότι το µίγµα αποτελείται από x mol Ο2 και ψ mol CO2. Θα υπολογίσουµε σε συνάρτηση µε

τα x, ψ, τα ποσά θερµότητας που εκλύονται στη πρώτη αντίδραση (Q1) και απορροφούνται στη

δεύτερη(Q )

7/16/2019 1o τεύχος


δεύτερη (Q2).

Από τη στοιχειοµετρία της πρώτης αντίδρασης έχουµε:

Όταν αντιδρά 1 mol O2, εκλύονται 57 Κcal.

Όταν αντιδρούν x mol O2, εκλύονται Q1Κcal.

Q1 = 57x Kcal

Από τη στοιχειοµετρία της δεύτερης αντίδρασης έχουµε:

Όταν αντιδρά 1 mol CO2, απορροφούνται 28,5 Κcal.

Όταν αντιδρούν ψ mol CO2, απορροφούνται Q2Κcal.

Q2 = 28,5ψ KcalΓια να µην παρατηρηθεί θερµική µεταβολή πρέπει το ποσό θερµότητας που εκλύεται στη πρώτη

αντίδραση, να απορροφάται πλήρως από τη δεύτερη. ∆ηλαδή:

1 2

x 28, 5Q Q 57x Kcal 28, 5ψKcal

ψ 57= ⇔ = ⇔ = ⇔

x 1=

ψ 2

Άρα η αναλογία mol του µίγµατος είναι 1/2.



13.Από τη µελέτη της θερµοχηµικής εξίσωσης 2Η2(g) + O2(g) →→→→→ 2H2O(l) ∆Η = -138Kcal

7/16/2019 1o τεύχος


η µ η ης ρµ χηµ ής ξ ης 2(g) 2(g) 2 (l)

(18oC) προκύπτει ότι η ενθαλπία καύσης του Η2 είναι:

α. -138 Κcal/mol β. -69 Κcal/mol γ. -69 Κcal/g δ. -138 Κcal

Λύση:

Η ενθαλπία καύσης του Η2είναι η µεταβολή της ενθαλπίας κατά την καύση 1 mol Η

2.

Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης έχουµε:

Κατά την καύση 2 mol Η2η µεταβολή της ενθαλπίας είναι -138 Κcal.

Κατά την καύση 1 mol Η2η µεταβολή της ενθαλπίας είναι x; Κcal.

x = -69 Kcal

Άρα, η ενθαλπία καύσης του Η2είναι -69Kcal/mol (απάντηση β.).

(Στις εξετάσεις του 1999 το ζητούµενο ήταν η θερµότητα καύσης. Αυτό γιατί το σχολικό βιβλίο που διδασκόταν το 1999 ήταν διαφορετικό από το σηµερινό.)

14.∆ίνεται η θερµοχηµική εξίσωση σχηµατισµού του νερού σε αέρια κατάσταση:

Η2(g) + 1/2 O2(g) →→→→→H2O(g),0

f ∆Η = -242 KJ.

Για το σχηµατισµό του νερού σε υγρή κατάσταση σύµφωνα µε την θερµοµηχανική

εξίσωση: Η2(g) + 1/2 O2(g) →→→→→H2O(l), η0

f ∆Η µπορεί να είναι:

α. +242 KJ/mol β. -286 KJ/mol γ. -198 KJ/mol δ. +198 KJ/mol

Λύση:

Γνωρίζουµε ότι η µεταβολή της ενθαλπίας σε µία αντίδραση εξαρτάται από τη φυσική κατά-

σταση των σωµάτων που µετέχουν σε αυτή.

Πιο συγκεκριµµένα το H2O(g) έχει µεγαλύτερη ενθαλπία από το H2O(l), επειδή τα µόρια του

H2O σε αέρια κατάσταση έχουν µεγαλύτερη εσωτερική ενέργεια από ότι στην υγρή.

Συνεπώς, η µεταβολή της ενθαλπίας θα είναι κατά απόλυτη τιµή µεγαλύτερη για τον σχηµα-

τισµό νερού σε υγρή κατάσταση. Άρα η σωστή απάντηση είναι η -286 ΚJ/mol (απάντηση β.).

Τα παραπάνω, µπορούµε να τα δείξουµε και µε το διπλανό ενεργειακό διάγραµµα για

τις δύο αντιδράσεις.

Θα µπορούσαµε επίσης να πούµε ότι κατά την υγροποίηση του νερού (H2O(g) →H2O(l)), το

σύστηµα εκλύει θερµότητα στο περιβάλλον, µε αποτέλεσµα στο σχηµατισµό νερού σε υγρή

κατάσταση να έχουµε µεγαλύτερη έκλυση θερµότητας στο περιβάλλον, άρα και µεγαλύτερη

µεταβολή της ενθαλπίας κατά απόλυτη τιµή.


15. Κατά την καύση 9,2 g HCOOH µε περίσσεια οξυγόνου, ελευθερώνεται θερµότητα ίση

µε 15,2 Kcal. Να γράψετε τη θερµοχηµική εξίσωση της καύσης 1 mol HCOOH.

∆ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: Η = 1, C = 12, O = 16.

7/16/2019 1o τεύχος


Λύση:

Θα πρέπει να υπολογίσουµε την θερµότητα που εκλύεται κατά την καύση 1mol HCOOH.Mr HCOOH = 2Ar H+ Ar C+ 2Ar O= 2 · 1 + 12 + 2 · 16 = 46

Τα mol του ΗCOOH που αντέδρασαν είναι:m 9, 2

n = = = 0,2 mol.Mr 46

Όταν αντιδρούν 0,2 mol ΗCOOH, εκλύονται 15,2 Κcal.

Όταν αντιδρά 1 mol ΗCOOH, εκλύονται Q; Κcal.

Q = 76 Kcal

Όµως, η µεταβολή της ενθαλπίας είναι ίση κατά απόλυτη τιµή µε τη θερµότητα που εκλύεται

και επειδή οι καυσείς είναι εξώθερµες αντιδράσεις, η µεταβολή της ενθαλπίας κατά την καύση1 mol HCOOH είναι ∆Η = -76 Κcal.

Άρα, η θερµοχηµική εξίσωση είναι: ΗCOOH + 1/2 O2 →→→→→CO2 + H2O, ∆Η = -76 Kcal.

16. Ορισµένη ποσότητα θείου µε περιεκτικότητα σε ξένες προσµίξεις 20% w/w, καίγεται

µε οξυγόνο και ελευθερώνονται 285,2 Κcal θερµότητας σε θερµοκρασία 25 οC.

Να υπολογίσετε:

α. Την ποσότητα του ακάθαρτου θείου που κάηκε.

β. Τον όγκο του οξυγόνου σε συνθήκες S.T.P. που καταναλώθηκε.∆ίνονται: Oι σχετικές ατοµικές µάζες S = 32, O = 16, οι προσµίξεις δεν καίγονται και η

ενθαλπία σχηµατισµού του SO2

στους 25 oC είναι -71,3 Κcal/mol.

Λύση:

Η θερµοχηµική εξίσωση της αντίδρασης είναι: S(s)+ O2(g) →SO2(g), ∆Η = -71,3 Κcal.

α. Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης έχουµε:

Όταν αντιδρά 1 mol S, εκλύονται 71,3 Κcal.

Όταν αντιδρoύν x; mol S, εκλύονται 285,2 Κcal.

x = 4 mol S

mS = nS · Ar S= 4mol · 32g/mol = 128 g S

∆ηλαδή, αντέδρασαν 128 g S.


Το ακάθαρτο θείο περιέχει 20 %w/w προσµίξεις, συνεπώς, το καθαρό θείο είναι 80 %w/w. Άρα:

Σε 100 g ακάθαρτου θείου περιέχονται 80 g S.

Σε ψ; g ακάθαρτου θείου περιέχονται 128 g S.

7/16/2019 1o τεύχος


ψ = 160 g ακάθαρτου θείου.

∆ηλαδή, η ποσότητα του ακάθαρτου θείου που κάηκε είναι 160 g.

β. Από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης έχουµε:

1 mol S αντιδρά µε 1 mol O2

4 mol S αντιδρούν µε ω; mol O2

ω = 4 mol O2

Ο όγκος του οξυγόνου σε συνθήκες S.T.P. είναι:

VΟ2= nΟ

2· VΟ

2= 4 mol · 22,4 L/mol ⇔ VΟ

2= 89,6 L



33. Οι πρότυπες ενθαλπίες σχηµατισµού των ΝaHCO3(S), Na2CO3(s), CO2(g) και H2O(l) είναι:

7/16/2019 1o τεύχος


-231,8 Κcal/mol, -270,3 Κcal/mol, -94 Κcal/mol και -68,4 Κcal/mol αντίστοιχα.

Να υπολογιστεί η ∆Η0 της αντίδρασης: 2ΝaHCO3(S)

→Na2

CO3(s)

+ CO2(g)

+ H2

O(l)

.

34. Στους 25 οC η ενθαλπία καύσης του αιθανίου (C2H6) είναι -375 kcal/mol και του προπανίου

(C3H8) είναι -530 Κcal/mol. Όταν καούν πλήρως µε οξυγόνο 20,8 g µίγµατος αιθανίου

και προπανίου, εκλύονται 256Κcal (στους 25 0C). Nα βρεθεί η κατά βάρος σύσταση του

µίγµατος. ∆ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: C = 12, H = 1.

35. Κατά την πλήρη καύση 6,72 L (σε S.T.P.) µίγµατος αιθανίου (C2H6) και ακετυλενίου (C2H2),

ελευθερώνεται θερµότητα 98 Kcal. Να βρεθεί η %v/v σύσταση του αρχικού µίγµατος.∆ίνονται οι ενθαλπίες καύσης: C2H6: -380 Kcal/mol, C2H2: -300 Kcal/mol.

Όλα τα ποσά θερµότητας µετρήθηκαν στις ίδιες συνθήκες πίεσης και θερµοκρασίας.

36. Να βρεθεί το ποσό της θερµότητας που ελευθερώνεται κατά την εξουδετέρωση:

α. 100 mL δ/τος KOH 1M µε 100 mL δ/τος HCl 2Μ.

β. 100 mL δ/τος Ca(OH)2 1M µε 100 mL δ/τος HNΟ3 2 M.

γ. 100 mL δ/τος ΝaOH 0,3Μ µε 100 mL δ/τος Η2SO4 0,2 Μ.

∆ίνεται ∆Ηn= - 13,8 Kcal/mol Όλα τα ποσά θερµότητας µετρήθηκαν στις ίδιες συνθήκες πίεσης και θερµοκρασίας.

37. Αν κατά την καύση 1 mol C(s) και 1 mol H2(g) εκλύονται αντίστοιχα 94 Kcal και 68 Kcal,

ποιο από τα δύο είναι οικονοµικότερο καύσιµο, αν έχουν την ίδια χρηµατική αξία

ανά γραµµάριο;

∆ίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες: C = 12, H = 1.

38. Αν διαθέτουµε 120 g άνθρακα, πόσα από αυτά πρέπει να καούν πλήρως µε Ο2, ώστε µε

τη θερµότητα που θα παραχθεί να µετατραπεί η υπόλοιπη ποσότητα C σε ένα µίγµα CO,

CO2 και H2 σύµφωνα µε τις αντιδράσεις:


( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( )

2 1S g 2 g 2 g

2 2S g g 2 g

C 2H O CO 2H , 20 cal

C H O CO H , 30 cal

+ → + ∆Η = + Κ

+ → + ∆Η = + Κ

ϊό δύ ά δ ά ά ύξ ό CΟ

7/16/2019 1o τεύχος


και στα προϊόντα των δύο παραπάνω αντιδράσεων µετά την ψύξη, ο όγκος του CΟ2 να

αποτελεί το 20% του συνολικού αερίου όγκου.

∆ίνονται: η ενθαλπία καύσης του C(s)= - 100 Kcal/mol, Ar C= 12.

Όλες οι µεταβολές ενθαλπίας αναφέρονται στις ίδιες συνθήκες πίεσης και θερµοκρασίας.

39. 5,6 g ενός αλκενίου (C νΗ2ν) καίγονται πλήρως µε οξυγόνο και ελευθερώνουν 67,4 Κcal.

Ποιος είναι ο µοριακός τύπος του αλκενίου;

∆ίνονται: η ενθαλπία πλήρους καύσης του αλκενίου: -337 Kcal/mol, Ar c= 12, Ar H = 1.

40. Στους 20ο

C αντιδρούν x γραµµάρια Η2 µε Ο2 και σχηµατίζουν υδρατµούς, ενώ στοπεριβάλλον ελευθερώνεται ποσό θερµότητας 14,45 Κcal. Να υπολογίσετε:

α. Τα x γραµµάρια Η2 που αντέδρασαν.

β. Τον όγκο Ο2 σε STP συνθήκες, που καταναλώθηκε.

∆ίνονται: Στους 20 οC ( )( )2f H O g57,8Kcal / mol∆Η = − , Ar H= 1

41. 44,8L αερίου µίγµατος, µετρηµένα σε STP συνθήκες, µε την ακόλουθη σύσταση

50 %v/v Ν2, 40 %v/v Η2, 10 %v/v C2H6, καίγονται πλήρως και ελευθερώνουν

349,6ΚJ. Nα υπολογισθούν:

α. Η ενθαλπία καύσης του αιθανίου (C2H6).

β. Ο όγκος του Ο2 σε STP συνθήκες, που καταναλώθηκε κατά την καύση του µίγµατος.

∆ίνεται: η ενθαλπία καύσης του υδρογόνου - 242 KJ/mol.


42. 18,48 L µίγµατος αιθανίου (C2H6) και αιθυλενίου (C2H4) καίγονται και ελευθερώνεται

θερµότητα 295,5 Κcal. Αν το µίγµα βρίσκεται σε συνθήκες S.T.P. να βρείτε την επι τοις

εκατό κατα βάρος σύστασή του.

∆ίνονται: οι ενθαλπίες καύσης των: C2H6= - 375 Kcal/mol, C2H4= - 338 Kcal/mol,

Ar C = 12, Ar C = 1.



43. Υδρατµοί διαβιβάζονται πάνω από περίσσεια ερυθροπυρωµένου άνθρακα και παράγο-

νται CO, CO2 και H2, σύµφωνα µε τις θερµοχηµικές εξισώσεις:

( ) ( ) ( ) ( )2 1S g 2 g 2 gC 2H O CO 2H , 19 cal+ → + ∆Η = + Κ

7/16/2019 1o τεύχος


( ) ( ) ( ) ( )2 2S g g 2 gC H O CO H , 29 cal+ → + ∆Η = + Κ

Πόση θερµότητα θα απορροφηθεί για να παρασκευαστούν 1000 L αερίου µίγµατος σε

STP µε περιεκτικότητα 4,2 %v/v σε CO2;

44. Μείγµα που περιέχει 4 g CH4(g)

και 24g O2(g)

θερµοκρασίας 25 oC αναφλέγεται και τα

προϊόντα ψύχονται ξανά στους 25οC. Nα υπολογιστούν:

α. το ποσό θερµότητας που ελευθερώνεται κατά την καύση.

β. Η κατά βάρος και η επί τοις εκατό κατά όγκο σύσταση των καυσαερίων στους 25 oC.

∆ίνονται: Οι πρότυπες ενθαλπίες σχηµατισµού: CΗ4(g)

= -76 KJ/mol, CO2(g)

= -394 KJ/mol,

H2O(l) = -286 KJ/mol και οι σχετικές ατοµικές µάζες: C = 12, H = 1, O = 16.

45. Κατά τη καύση 6 g C και 20 g CH4

ελευθερώθηκαν αντίστοιχα 47 Κcal και 262,5 Kcal

θερµότητας. Να υπολογίσετε:

α. τις πρότυπες ενθαλπίες καύσης του άνθρακα και µεθανίου

β. Ποιος όγκος υδρογόνου, µετρηµένος σε συνθήκες S.T.P. πρέπει να καεί σε πρότυπες

συνθήκες ώστε η θερµότητα που θα ελευθερωθεί να είναι ίση µε αυτή που ελευθερών-

εται κατά τη καύση µίγµατος 18 g C και 24 g CH4σε πρότυπες συνθήκες;

∆ίνονται: Η πρότυπη ενθαλπία καύσης του υδρογόνου: -69 Kcal/mol και οι σχετικές ατο-

µικές µάζες: C = 12, H = 1, O = 16.

46. Αναµιγνύουµε 13,44L SO2, µετρηµένα σε STP συνθήκες, µε 16g O

2, οπότε πραγµατοποιείται

η αντίδραση:2(g ) 2(g ) 3(g)

2SO O 2SO , ∆Η 198ΚJ+ → = −

Να υπολογιστούν:

α. Η ποσότητα του Ο2που αντέδρασε.

β. Το ποσό της θερµότητας που ελευθερώθηκε.

γ. Ο όγκος του αερίου µίγµατος σε STP συνθήκες, που συλλέγουµε µετά την ολοκλήρωση

της αντίδρασης. ∆ίνονται: Αr s=32, Ar 0=16.



7/16/2019 1o τεύχος


Ερωτήσεις:

17.

1. ελευθερώνουν, θερµότητας, εξώθερµες, µεγαλύτερη, προϊό-

ντων

2. απορροφούν, θερµοτήτας, ενδόθερµες, αντιδρώντων, µικρό-

τερη

3. mol, εκλύονται, 890, θερµότητας

4. ενθαλπίας, 1 mol, στοιχεία, πρότυπη

5. µικρότερη, έκλυση, εξώθερµες

6. ενθαλπίας, εξουδετέρωση, Η+, αραιό

18.

1.Λ 2.Λ 3.Λ 4.Λ 5.Λ 6.Λ

7. Σ 8. Σ 9. Σ 10.Λ 11.Λ

12. α. Σ β. Λ γ. Σ

19.

1. β 2. β 3. δ 4. β 5. δ 6. β

7. δ 8. β 9. α 10. γ 11. α

20.1. γ 2. β 3. γ 4. α

Ασκήσεις:

33.30,9 Kcal

34. 12 g C2H6, 8,8 g C3H8

35. 33,33 % v/v C2H6, 66,66 % v/v C2H2

36.α. 1,38 Κcal β.2,76 Kcal γ.0,414 Kcal

37. το υδρογόνο

38. 24 g

39. C2H4

40. α. 0,5 g β.2,8 L

41.α. –780 KJ/mol β.24,64 L

42.56,25 % C2H6, 43,75 % C2H4

43. 601,1 Kcal

44.α. 222,5 KJ β. 8 g O2, 11 g CO2, 50 % v/v O2

45. α. –94 Kcal/mol, –210 Kcal/mol β.148,03 L

46. α. 9,6 g β.59,4 KJ γ.17,92 L

ΒΛ/Μ1

05 - 06

7/16/2019 1o τεύχος


• Οργανικές ενώσεις

• Ταξινόµηση οργανικών

ενώσεων

Τεύχος 1ο:

Χηµεία Γενικής

Παιδείας:



ΕΚ∆ΟΤΙΚΕΣ ΤΟΜΕΣ ΟΡΟΣΗΜΟ


7/16/2019 1o τεύχος


Π Ε Ρ Ι Ε Χ Ο Μ Ε Ν Α

Χηµεία Γενικής Παιδείας για την Β' Τάξη του Λυκείου

1. Γενικά για τις οργανικές ενώσεις σελ. 79

2. Ιδιότητες οργανικών ενώσεων σελ. 80

3. Αιτίες του µεγάλου αριθµού των οργανικών ενώσεων σελ. 81

4. Ταξινόµηση των οργανικών ενώσεων σελ. 82

5. Οµόλογες σειρές σελ. 84


ΧΗΜΕΙΑ: Οργανικές ενώσεις - Ταξινόµηση οργανικών ενώσεων 79

Οργανικές ενώσεις

Ταξινόµηση οργανικών ενώσεων

7/16/2019 1o τεύχος


Γενικά για τις οργανικές ενώσεις

Το 1859 ο Kekule όρισε ως Οργανική Χηµεία τον κλάδο της Χηµείας που ασχολείται µε τη

µελέτη των ενώσεων που περιέχουν άνθρακα. Οι ενώσεις του άνθρακα ονοµάζονται οργανικές

ενώσεις. Σ’ αυτές όµως δε συµπεριλαµβάνονται τα οξείδια του άνθρακα (CO, CO2) τα ανθρακι-

κά άλατα και το ανθρακικό οξύ (Η2CO

3) που τα εξετάζει η ανόργανη χηµεία.

Αρχικά ως οργανικές ενώσεις χαρακτήριζαν τις ενώσεις που υπήρχαν στους ζωικούς και φυτι-

κούς οργανισµούς, θεωρούσαν δε ότι διέφεραν τελείως από τις ενώσεις που υπήρχαν στονορυκτό κόσµο.

Επικρατούσε, δηλαδή, η άποψη ότι για την παρασκευή των οργανικών ενώσεων στο εργαστήριο

ήταν απαραίτητη µία άγνωστη δύναµη, η ζωική δύναµη (vis vitalis), που βρίσκεται στα οργανικά

σώµατα και καθορίζει τις διάφορες λειτουργίες της ζωής. Η σύνθεση όµως οργανικών σωµά-

των, που πραγµατοποιήθηκε µε τα συνήθη εργαστηριακά µέσα, κατέρριψε την θεωρία της ζωι-

κής δύναµης.

Ο Wöhler το 1828 κατόρθωσε πρώτος να πετύχει τη σύνθεση της ουρίας από ανόργανα συστα-

τικά, δηλαδή µε θέρµανση διαλύµατος κυανικού αµµωνίου.

θ

4 2 2 NH OCN H N C NH

||

Οκυανικό αµµώνιο ουρία

→ − −

Στη συνέχεια ο αριθµός των συνθέσεων πολλαπλασιάσθηκε ταχύτατα.

Σήµερα η οργανική χηµεία περιλαµβάνει: α. τις ενώσεις που απαντούν στη φύση και περιέχουν

εκτός των άλλων στοιχείων και άνθρακα και β. τις ενώσεις που παρασκευάσθηκαν συνθετικά.

Κατά συνέπεια οργανικές ενώσεις είναι: οι πρωτεΐνες, οι υδατάνθρακες, τα λίπη, οι χρωστικές

ουσίες, οι βιταµίνες, οι ορµόνες, το πετρέλαιο, τα φυσικά αέρια και άλλα.Μεγάλος όµως είναι και ο αριθµός των οργανικών ενώσεων που παρασκευάσθηκαν συνθετικά.

Ο πολύ µεγάλος αριθµός των οργανικών ενώσεων, οι ιδιότητες αυτών και η µεγάλη χρησιµότη-

τά τους είχαν ως συνέπεια τη µεγάλη ανάπτυξη της οργανικής χηµείας µε αποτέλεσµα την

υποδιάιρεσή της σε κλάδους όπως: χηµεία κυκλικών ενώσεων, ετεροκυκλικών ενώσεων, φωτο-


ΧΗΜΕΙΑ: Οργανικές ενώσεις - Ταξινόµηση οργανικών ενώσεων80

χηµεία, ηλεκτροχηµεία κλπ.

Τα τελευταία χρόνια η εξέλιξη της οργανικής χηµείας υπήρξε ραγδαία και µεταµόρφωσε την

κοινωνική και οικονοµική ζωή της ανθρωπότητας αφού προσφέρει στον άνθρωπο: καύσιµες

ύλες, υφάσµατα, πλαστικές ύλες, χρώµατα απορρυπαντικά.

Επίσης η καθιέρωση της χηµειοθεραπείας, η ανακάλυψη των αντιβιοτικών, η παραγωγή ορµο-

7/16/2019 1o τεύχος


Επίσης η καθιέρωση της χηµειοθεραπείας, η ανακάλυψη των αντιβιοτικών, η παραγωγή ορµο

νών - βιταµινών είναι καρποί της οργανικής χηµείας στον τοµέα αυτό.

Η αλλαγή λοιπόν αυτή συντέλεσε στην αναβάθµιση της ποιότητας ζωής, γεγονός όµως πουσυνεπάγεται και δυσµενείς επιπτώσεις, όπως οι παρενέργειες των φαρµάκων, η µόλυνση του

περιβάλλοντος κτλ. Ειδικά το οικολογικό πρόβληµα, τις τελευταίες δεκαετίες, έχει πάρει ανησυ-

χητικές διαστάσεις και µόνο η ανάληψη υπεύθυνων πρωτοβουλιών από το σύγχρονο άνθρωπο,

µπορεί να το ελέγξει.

Ιδιότητες των οργανικών ενώσεων

∆ιαφορές από τις ανόργανες ενώσεις

Καµία ουσιαστική διαφορά δεν υπάρχει µεταξύ των οργανικών και ανόργανων ενώσεων και

φυσικά ισχύουν οι ίδιοι νόµοι και στους δύο κλάδους της χηµείας.

Οι διαφορές αναφέρονται κυρίως στη συχνότητα εµφάνισης ενός φαινοµένου και όχι στην

εµφάνιση αυτού καθ’ εαυτού του φαινοµένου. ∆ηλαδή οι διαφορές είναι ποσοτικές και όχι

ποιοτικές και πολλές φορές ό,τι είναι κανόνας για τις οργανικές ενώσεις είναι η εξαίρεση για τις

ανόργανες ενώσεις και αντίθετα.

Οι κυριότερες διαφορές λοιπόν των οργανικών ενώσεων από τις ανόργανες είναι:

Ανόργανες ενώσεις

1. Ο δεσµός που επικρατεί είναι ο ετεροπολικός

Αποτέλεσµα

1.α. Υψηλά σηµεία ζέσεως

1.β. Υψηλά σηµεία τήξεως

1.γ. ∆ιαλύονται κατά κανόνα στο νερό

1.δ. Οι περισσότερες ενώσεις είναι ηλεκτρολύτες

1.ε. Είναι ανθεκτικές στα ισχυρά οξέα και στις ισχυρές

βάσεις, όπως επίσης και στη θέρµανση

2. Σώµατα µε µικρό Μr 3. Οι αντιδράσεις είναι γενικά ιοντικές µε αποτέλεσµα να είναι

ποσοτικές και ταχείες

4. ∆εν παρουσιάζουν σε µεγάλο βαθµό το φαινόµενο της

ισοµέρειας

Οργανικές ενώσεις

1. Ο δεσµός που επικρατεί είναι ο οµοιοπολικός

Αποτέλεσµα

1.α. Χαµηλά σηµεία ζέσεως

1.β. Χαµηλά σηµεία τήξεως

1.γ. ∆ιαλύονται κατά κανόνα σε οργανικούς διαλύτες

1.δ. Οι περισσότερες ενώσεις είναι µη ηλεκτρολύτες

1.ε. Είναι ευπαθείς στις υψηλές θερµοκρασίες, οξέα και

στα καυστικά αλκάλια.

2. Σώµατα µε µεγάλο Μr 3.Οι αντιδράσεις των ενώσεων είναι µοριακές µε αποτέλεσµα

να είναι αµφίδροµες και βραδείες

4.Παρουσιάζουν σε µεγάλο βαθµό το φαινόµενο της ισοµέρειας


Αιτίες του µεγάλου αριθµού των οργανικών ενώσεων

Οι οργανικές ενώσεις σήµερα ξεπερνούν τα 12.000.000. Ο µεγάλος αριθµός τους οφείλεται

στους εξής λόγους:

1 Στο µέγεθος του ατόµου άνθρακα

7/16/2019 1o τεύχος


1. Στο µέγεθος του ατόµου άνθρακα

Το άτοµο του άνθρακα έχει ηλεκτρονική δοµή Κ (2), L(4), δηλαδή δύο στιβάδες, και συνεπώς

µικρό µέγεθος µε αποτέλεσµα:

α. Να σχηµατίζει σταθερούς οµοιοπολικούς δεσµούς µε άτοµα όλων σχεδόν των στοιχείων.

∆ηλαδή υπάρχουν ενώσεις του άνθρακα µε Ο, Η, S, N, X, Fe κλπ.

β. Να σχηµατίζει σταθερούς οµοιοπολικούς δεσµούς µε άλλα άτοµα άνθρακα και να δη-

µιουργεί ανθρακικές αλυσίδες που είναι:

β1. ανοικτές ευθύγραµµες ή διακλαδιζόµενες

β2. κλειστές που σχηµατίζουν δακτύλιο µόνο από άτοµα άνθρακα

β3. κλειστές που σχηµατίζουν δακτύλιο και από ετεροάτοµα λόγου χάρη S, N, O κλπ.

2. Στη δοµή του ατόµου του άνθρακα

Το άτοµο του άνθρακα έχει 4 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα δηλαδή ο άνθρακας

εµφανίζεται τετρασθενής. Γι’ αυτό έχει τη δυνατότητα να σχηµατίζει σταθερούς διπλούς και

τριπλούς δεσµούς µε άλλα άτοµα του άνθρακα.

3. Στο φαινόµενο της ισοµέρειας και της πολυµέρειας

Οι οργανικές ενώσεις εµφανίζουν σε µεγάλο βαθµό τα φαινόµενα της ισοµέρειας και πολυµέ-

ρειας, δηλαδή:

α. Από µια οργανική ένωση µε ορισµένη Mr µπορεί να προκύψουν άλλες ενώσεις µε πολλα-

πλάσιο Mr, που ονοµάζονται πολυµερείς.β. Σε µία οργανική ένωση µε ορισµένο µοριακό τύπο αντιστοιχούν περισσότερες ενώσεις µε

διαφορετικές φυσικές και χηµικές ιδιότητες, δηλαδή διαφέρουν µεταξύ τους ως προς τον

τρόπο σύνδεσης των ατόµων στο µόριο της ένωσης (ισοµέρεια).

Οι παραπάνω λόγοι δικαιολογούν το µεγάλο πλήθος των οργανικών ενώσεων.


Για τη συστηµατική µελέτη των πολυάριθµων οργανικών ενώσεων, έγινε ταξινόµησή τους σε

κατηγορίες, µε βάση κάποια χαρακτηριστικά τους γνωρίσµατα.

1. Ανάλογα µε τη µορφή που έχει η ανθρακική τους αλυσίδα


7/16/2019 1o τεύχος


γ µ η µ ρφή χ η ρ ή ς

α. Άκυκλες ή Αλειφατικές

Είναι οι οργανικές ενώσεις που η ανθρακική τους αλυσίδα είναι ανοικτή ευθεία ή διακλα-δισµένη: π.χ. ευθύγραµµη: CH

3CH

2CH

2CH

3, CH

3CH=CHCH

3

διακλαδισµένη:3 2 2 3

3 2 3

CH CHCH CHCH CH| |

CH CH CH

β.Κυκλικές

Είναι οι οργανικές ενώσεις που στο µόριό τους έχουν κλειστή ανθρακική αλυσίδα που

λέγεται δακτύλιος,

Οι κυκλικές ενώσεις αντίστοιχα κατατάσσονται σε:

β1. Ισοκυκλικές, όταν ο δακτύλιός τους αποτελείται µόνο από άτοµα άνθρακα,

β2. Ετεροκυκλικές, όταν ο δακτύλιος περιέχει και άλλα άτοµα, όπως S, O, N.

Επιπλέον οι ισοκυκλικές διακρίνονται σε:

Αρωµατικές, όταν στο µόριό τους περιέχουν έναν τουλάχιστον εξαµελή ανθρακικό δακ-

τύλιο, όπου εναλλάσονται ο απλός µε το διπλό δεσµό, π.χ.

Αλεικυκλικές είναι οι υπόλοιπες ισοκυκλικές εκτός από τις αρωµατικές.

2. Ανάλογα µε το είδος του δεσµού που ενώνονται τα άτοµα του άνθρακαα. Κορεσµένες

Είναι οι ενώσεις που όλα τα άτοµα του άνθρακα ενώνονται µεταξύ τους µε απλούς δε-

σµούς, π.χ.

π.χ.:2 2CH CH

2CH

π.χ.: 2 2CH CH

2CH

2 2CH CH

π.χ.:2 2CH CH

S

2 2CH CH

π.χ.:

CH CH

CH

CH CH

CH ή

π.χ.:3 2 2 3

CH CH CH CH ,

3 2 3CH C CH CH

||

Ο


β. Ακόρεστες

Είναι οι οργανικές ενώσεις που στο µόριό τους τουλάχιστον δύο άτοµα άνθρακα ενώνο-

νται µεταξύ τους µε ένα διπλό (=) ή έναν τριπλό δεσµό ( ≡ ).

3. Ανάλογα µε το είδος της χαρακτηριστικής οµάδες σε χηµικές τάξεις

π.χ.2 2 3

CH CHCH CH=

3CH CCHCH

|

CH

≡

7/16/2019 1o τεύχος


Η σηµαντικότερη ταξινόµηση των οργανικών ενώσεων γίνεται ανάλογα µε το είδος της

χαρακτηριστικής οµάδας που έχουν στο µόριό τους.Ως χαρακτηριστική οµάδα (Χ. Ο.) ονοµάζουµε ένα άτοµο στοιχείου ή οµάδα ατόµων, που

προσδίδουν στο µόριο της ένωσης τις χαρακτηριστικές τους ιδιότητες. Χηµικές ενώσεις µε

την ίδια χαρακτηριστική οµάδα ανήκουν στην ίδια χηµική τάξη.

3

CH

Γραφή Χ. Ο.

-ΟΗ

-Χ (Cl, Br, I)

C CO

C O

H

Þ C OH

C CC

Ï

C O

ÏH

Þ CÏÏÇ

ÏC

Ï

C Þ CÏÏC

C N ή CN− ≡ −

–NO2

–NH2

Ονοµασία Χ. Ο.

υδροξύλιο

αλογονοµάδα

αιθεροµάδα

αλδεϋδοµάδα

κετονοµάδα

καρβοξύλιο

εστεροµάδα

κυανοµάδα

νιτροοµάδα

αµινοµάδες

Χηµική τάξη

αλκοόλες

αλογονοενώσεις ή αλογονίδια

αιθέρες

αλδεδες

κετόνες

καρβοξυλικά οξέα

εστέρες

νιτρίλια

νιτροενώσεις

αµίνες



Η οµάδα C||

O

− − λέγεται καρβονύλιο και από αυτή προκύπτουν οι χαρακτηριστικές

άδ

7/16/2019 1o τεύχος


οµάδες:

C||

O

- -

C O Þ C OH

C

Ï

C O Þ CÏÏÇ

C

Ï

Þ CÏÏC

ÁëäåûäïìÜäá

ÊåôïíïìÜäá

Êáñâïîýëéï

ÅóôåñïìÜäá

H

C C

OH

CO

Οµόλογες σειρές

Εξαιτίας του µεγάλου αριθµού των Οργανικών Ενώσεων, για τη συστηµατική µελέτη τους,

χωρίστηκαν σε υποσύνολα που ονοµάζονται Οµόλογες Σειρές.

Τα κριτήρια για την κατάταξη των οργανικών ενώσεων σε οµόλογες σειρές ήταν:

α. ο τρόπος σύνδεσης των ατόµων του άνθρακα µεταξύ τους, και

β. η ύπαρξη και ο τρόπος σύνδεσης άλλων στοιχείων στο µόριο της ένωσης

Εποµένως:

Οµόλογη σειρά ονοµάζεται ένα υποσύνολο από το σύνολο των οργανικών ενώσεων του οποίουτα µέλη έχουν τα εξής χαρακτηριστικά:

1. Έχουν τον ίδιο γενικό µοριακό τύπο.

2. Έχουν ανάλογη σύνταξη και περιέχουν την ίδια χαρακτηριστική οµάδα.


3. Έχουν παρόµοιες χηµικές ιδιότητες.

4. Οι φυσικές τους ιδιότητες µεταβάλλονται ανάλογα µε τη σχετική µοριακή τους µάζα και τη

θέση της χαρακτηριστικής οµάδας.

5. Έχουν παρόµοιες µεθόδους παρασκευής.

6. Κάθε µέλος διαφέρει από το προηγούµενο και το επόµενο κατά την οµάδα του µεθυλενίου

( CH )

7/16/2019 1o τεύχος


(–CH2 –)


Η σχετική µοριακή µάζα κάθε µέλους µίας οµόλογης σειράς διαφέρει από τη σχε-

τική µοριακή µάζα του προηγούµενου ή του επόµενου µέλους της οµόλογης σει-

ράς κατά 14.

Οι σπουδαιότερες σειρές των άκυκλων ενώσεων είναι:

α. Οµόλογες σειρές ΥδρογονανθράκωνΕίναι οι σηµαντικότερες οµόλογες σειρές, των οποίων τα µέλη οφείλουν τις παρόµοιες χηµι-

κές τους ιδιότητες στον τρόπο σύνδεσης των ατόµων του άνθρακα στα µόριά τους.

Ονοµασία

Αλκάνια ή παραφίνες

Αλκένια ή ολεφίνες

Αλκίνια

Αλκαδιένια

∆εσµοί µεταξύ των

ατόµων C

Όλοι οι δεσµοί είναι απλοί.

Όλοι οι δεσµοί είναι απλοί

εκτός από έναν που είναι

διπλός.


εκτός από έναν που είναι

τριπλός.


εκτός από δύο που είναι

διπλοί.

Γενικός µοριακός

τύπος

C νH

2ν+2, ν 1≥

C νH

2ν, ν 2≥

C νH

2ν-2, ν 2≥

C νH

2ν-2, ν 3≥

Παράδειγµα

CH3CH

3

CH2=CHCH

3

CH≡ CH

CH2=CHCH=CH

2


Οι γενικοί µοριακοί τύποι των ακόρεστων υδρογονανθράκων προκύπτουν από το

γενικό µοριακό τύπο των κορεσµένων υδρογονανθράκων αν για κάθε διπλό δε-

σµό αφαιρέσουµε δύο υδρογόνα και για κάθε τριπλό δεσµό τέσσερα υδρογόνα.


• Αλκύλια

Αν από έναν κορεσµένο υδρογονάνθρακα αφαιρέσουµε ένα άτοµο υδρογόνου τότε το µέρος

του µορίου που αποµένει είναι µία µονοσθενής οργανική ρίζα που λέγεται αλκύλιο µε γενικό

µοριακό τύπο C νΗ2ν+1

- και συµβολίζεται µε R-.

Τα κυριότερα αλκύλια φαίνονται στον παρακάτω πίνακα

7/16/2019 1o τεύχος


β. Οµόλογες σειρές µονοπαραγώγων των κορεσµένων υδρογονανθράκων

Είναι οι οµόλογες σειρές των οποίων τα µέλη οφείλουν τις παρόµοιες ιδιότητές τους τόσο

στον ίδιο τρόπο σύνδεσης των ατόµων του άνθρακα στο µόριό τους όσο και στην ύπαρξη

χαρακτηριστικής οµάδας.

Προκύπτουν µε την αντικατάσταση ενός ατόµου υδρογόνου του κορεσµένου υδρογονάνθρα-

κα µε µία χαρακτηριστική οµάδα, οι σπουδαιότερες οµόλογες σειρές που θα µελετήσουµε

έχουν γενικό µοριακό τύπο C νΗ2ν+1

-Α ή R-A όπου Α η χαρακτηριστική οµάδα και φαίνονται

στο διπλανό πίνακα.

ν=1 CH3- CH

3- µεθύλιο

ν=2 C2H

5- CH

3CH

2- αιθύλιο

ν=3 C3H

7- CH

3CH

2CH

2- προπύλιο

3

3

CH CH|

CH

− ισοπροπύλιο


Ονοµασία

Αλκυλαλογονίδια

Κ έ

Γενικός Τύπος

C νΗ2ν+1-Χ ή R-X ν≥ 1

όπου X: Cl, Br, I

Γενικός µοριακός

τύπος

Cκ Η2κ+1

Χ κ ≥ 1

Παράδειγµα

CH3Cl

CH3CH

2Br

7/16/2019 1o τεύχος


Κορεσµένες

ΜονοσθενείςΑλκοόλες

Κορεσµένοι

Μονοσθενείς

Αιθέρες



Αλδεδες



Κετόνες

Κορεσµένα

Μονοκαρβονικά

Οξέα

Εστέρες

Κορεσµένα

Νιτρίλια


Νιτροενώσεις

Αµίνες

C νΗ2ν+1-ΟΗ ή R-ΟΗ ν≥ 1

C νΗ2ν+1

-Ο-CµΗ2µ+1

ή R-Ο-R΄ ν≥ 1, µ≥ 1

C νΗ2ν+1

-CH=O ή R-CH=O ν≥0

C νΗ2ν+1

- C||

O

-CµΗ2µ+1

ή

R- C||

O

-R΄ ν≥ 1, µ≥ 1

C νΗ2ν+1-CΟOH ή

R-CΟOH ν≥0

C νΗ2ν+1-CΟOCµΗ2µ+1 ή

R-CΟOR΄ ν≥ 0, µ≥1

C νΗ2ν+1-CN ή

R-CN ν≥0

C νΗ2ν+1-NΟ2 ή

R-NΟ2 ν≥ 1

C νΗ2ν+1-NΗ2 ή

R-NΗ2 ν≥ 1

Cκ H

2κ+2Ο, κ 1≥

Cκ H

2κ+2Ο, κ 2≥

κ=ν+µ

Cκ Η2κ

O κ ≥ 1

κ=ν+1

Cκ Η2κ O κ ≥ 3

κ=ν+µ+1

Cκ H

2κ Ο

2, κ 1≥

κ=ν+1

Cκ H

2κ Ο

2, κ 2≥

κ=ν+µ+1

Cκ H

2κ - 1 Ν, κ 1≥

κ = ν + 1

Cκ H

2κ+3 Ν, κ 1≥

CH3ΟΗ

CH3ΟCH

3

CH3CH

2ΟCH

3

ΗCH=Ο

CH3CH=Ο

CΗ3- C

||

O

-CΗ3

CΗ3CΗ

2- C

||

O

-CΗ3

HCOOH

CH3COOH

HCOOCH3

CH3COOCH

2CH

3

CH3CN

CH3CH

2CN

CH3 NΟ

2

CH3CH

2 NΟ

2

CH3 NΗ

2

CH3CH

2 NΗCH

3


Ερωτήσεις:

1. Να απαντήσετε στις παρακάτω ερωτήσεις:

1. Ποιες ενώσεις ονοµάζονται οργανικές;

2. Ποιες είναι οι κυριότερες αιτίες του µεγάλου αριθµού των οργανικών ενώσεων;

7/16/2019 1o τεύχος


3. Γράψε τη χηµική εξίσωση της αντίδρασης µε την οποία παρασκευάστηκε εργαστηριακά ηπρώτη οργανική ένωση.

4. Ποιες οργανικές ενώσεις ονοµάζονται άκυκλες και ποιες κυκλικές; Γράψε το συντακτικό

τύπο µιας άκυκλης και µιας κυκλικής οργανικής ένωσης.

5. Ποιες οργανικές ενώσεις ονοµάζονται κορεσµένες και ποιες ακόρεστες; Γράψε το συ-

ντακτικό τύπο µιας κορεσµένης και µιας ακόρεστης οργανικής ένωσης.

6. Τι είναι η χαρακτηριστική οµάδα;

7. Τι ονοµάζεται οµόλογη σειρά;

2. Να συµπληρώσετε τα κενά µε τις κατάλληλες λέξεις:

1. Το άτοµο του άνθρακα έχει ηλεκτρονική δοµή ............................... .

2. Ανάλογα µε το είδος της ανθρακικής αλυσίδας οι οργανικές ενώσεις διακρίνονται σε

............................... και ............................... .

3. Ανάλογα µε τους δεσµούς µεταξύ των ατόµων του άνθρακα οι οργανικές ενώσεις διακρί-

νονται σε ............................... και ............................... .

4. Κάθε µέλος µιας οµόλογης σειράς διαφέρει από το προηγούµενο και το επόµενο κατά

την οµάδα του ............................... .

3. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές (Σ) και ποιες λάθος (Λ);

1. Όλες οι ενώσεις που περιέχουν άνθρακα είναι οργανικές.

2. Η ένωση Να2CO

3δεν είναι οργανική.

3. Τα άτοµα του άνθρακα δηµιουργούν ανθρακικές αλυσίδες.4. Η ένωση CH

3CH=O είναι ακόρεστη.

5.Σε όλες τις κυκλικές ενώσεις ο δακτύλιος αποτελείται αποκλειστικά από άτοµα άνθρακα.


6. Η χαρακτηριστική οµάδα των εστέρων είναι το υδροξύλιο.

7. Οι σχετικές µοριακές µάζες δύο ενώσεων µιας οµόλογης σειράς µπορεί να διαφέρουν

κατά 25.

8. Όλα τα µέλη µιας οµόλογης σειράς έχουν τον ίδιο γενικό µοριακό τύπο.

Ο ό δ ά θ 1 λό δ ό άζ λ ί

7/16/2019 1o τεύχος


9.Οι ακόρεστοι υδρογονάνθρακες µε 1 τριπλό δεσµό ονοµάζονται αλκίνια.

10. Οι εστέρες έχουν γενικό µοριακό τύπο C νH2ν

O, ν≥ 3

4. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση:

1. Από τις παρακάτω ενώσεις είναι οργανική η:

α.CO β. H2CO

3 γ.CH2Cl

2 δ. CαCO3

2. Από τις παρακάτω οργανικές ενώσεις είναι κορεσµένη η:

α.CH3COΟΗ β.CH ≡ CH γ.CH

3C≡ CH δ. CH

2= C = CH

2

3. Από τις παρακάτω οργανικές ενώσεις ακόρεστη είναι η:

α. C2H4 β. CH

3C ≡ N γ. CΗ

3- C

||

O

-CΗ3 δ.CH

3CH=O

4. Η οργανική ένωση C3H4

είναι:

α. αλκάνιο β. αλκένιο γ. αλκίνιο δ. αλκοόλη

5. Ποια από τις παρακάτω ενώσεις είναι αλδεϋδη;

α. CΗ3- C||

O

- CH2CΗ3 β.CH3COΟCH3

γ.CΗ3CH

2OH δ.HCH=O

6. Η χαρακτηριστική οµάδα των καρβοξυλικών οξέων είναι η:

α.-ΟΗ β. C O

ÏH

γ. C CC

Ï

δ. ÏC

Ï

C


7. Από τους άκυκλους υδρογονάνθρακες C3H8, C4H8, C5H8, C3H6, C7H16, έχουν ένα διπλό

δεσµό στο µόριό τους:

α. C3H8, C7H16 β. C4H8, C5H8 γ. C4H8, C3H6 δ. C5H8, C7H16

8. Ο γενικός µοριακός τύπος των κορεσµένων µονοσθενών αιθέρων είναι:

α. CνΗ2ν+2

Ο, ν≥2 β. CνΗ2ν+2

, ν≥ 1 γ. CνΗ2ν+2

Ο, ν≥ 1 δ. CνΗ2ν

Ο, ν≥3

7/16/2019 1o τεύχος


1. Να αντιστοιχίσετε τις ενώσεις της στήλης Α µε έναν από τους χαρακτηρισµούς της

στήλης Β.

Στήλη Α

1.CCl42. H

2CΟ

3

3. CΟ2

4.HCOOH

5.CH3

CH3

Στήλη Β

α. Οργανική ένωση

β. Ανόργανη ένωση

α. ν 2ν+2, ≥ β. ν 2ν+2

, ≥ γ. ν 2ν+2, ≥ δ. ν 2ν

, ≥

9. Οι εστέρες έχουν γενικό τύπο:

α.RCOOH β.ROH γ.RCH=O δ.RCOOR΄

10. Στο γενικό τύπο C νΗ2ν+1

-Χ, ν≥ 1 αντιστοιχούν:

α. τα αλκάνια β. τα αλκυλαλογονίδια γ. οι κετόνες δ. τα αλκένια

5. Να κάνετε τις αντιστοιχίσεις

2. Να αντιστοιχίσετε τις χαρακτηριστικές οµάδες της στήλης Α µε το όνοµά τους.

Στήλη Α

1. ÏC C

2.-COOH

3. -OH4. -X

5.-CH=O

6. -NH2

Στήλη Β

α. αιθεροµάδα

β. αλδεϋδοµάδα

γ. αλογονοµάδα

δ. καρβοξύλιοε. υδροξύλιο

ζ. αµινοµάδα


3. Να αντιστοιχίσετε αµφιµονοσήµαντα τους γενικούς τύπους της στήλης Α µε τις οµόλο-

γες σειρές της στήλης Β (οι οµόλογες σειρές είναι κορεσµένες και µονοσθενείς).

Στήλη Α

1. C νΗ2ν+2Ο, ν≥ 1

Στήλη Β

α. κετόνες

β αιθέρες

7/16/2019 1o τεύχος


2. C νΗ2ν, ν≥ 23. C νΗ2ν+2Ο, ν≥ 2

4. C νΗ2νΟ, ν≥ 3

5. C νΗ2ν+2, ν≥ 1

6. C νΗ2ν

Ο2, ν≥ 1

7. C νΗ2ν-2

, ν≥ 3

β. αιθέρες

γ. αλκάνια

δ. καρβοξυλικά οξέα

ε. αλκοόλες

ζ. αλκαδιένια

η. αλκένια

4. Να αντιστοιχίσετε αµφιµονοσήµαντα τους µοριακούς τύπους της στήλης Α µε τις οµόλο-

γες σειρές της στήλης Β.

Στήλη Α

1. C4Η8Ο

2. C2Η2

3. C2Η6Ο

4. CΗ2Ο

5. C4Η6

6. CΗ4Ο

Στήλη Β

α. αλκίνιο

β. αλδεϋδη

γ. αιθέρας

δ. κετόνη

ε. αλκοόλη

ζ. αλκαδιένιο



1. Να συµπληρώσετε µε άτοµα Η τις παρακάτω ανθρακικές αλυσίδες.

α. CC C C

C

β. CC C C C

7/16/2019 1o τεύχος


C

γ. CC C

O

δ. CC C

O

OH

Λύση:

Συµπληρώνουµε µε άτοµα Η ώστε κάθε άτοµο C να συµµετέχει σε 4 οµοιοπολικούς δεσµούς

α. CC C C

C

H H H H

H

H

H H

H H

H H

β. CC C C C

HH H

H

H H

γ. CC C

O

H

H

H

H

H

H δ. CC C

O

OH

H H

H H

H

2. Σε ποιες οµόλογες σειρές ανήκουν οι παρακάτω άκυκλες οργανικές ενώσεις;

α. C4H8

β. C3H8Ο

Λύση:

Για να βρούµε την οµόλογη σειρά θα πρέπει να βρούµε σε ποιο γενικό µοριακό τύπο αντιστοιχεί

κάθε ένωση.

α. C4H8

Αριθµός ατόµων C: ν=4

Αριθµός ατόµων Η: 2ν= 8

∆ηλαδή αντιστοιχεί στο γενικό µοριακό τύπο C νΗ2ν για ν= 4 άρα είναι αλκένιο.


β. C3H8Ο

Αριθµός ατόµων C: ν=3

Αριθµός ατόµων Η: 2ν+2=8

Αριθµός ατόµων Ο: 1

∆ηλαδή αντιστοιχεί στο γενικό µοριακό τύπο C νΗ2ν+2Ο για ν= 3 άρα είναι κορεσµένη µονο-

7/16/2019 1o τεύχος


σθενής αλκοόλη ή κορεσµένος µονοσθενής αιθέρας.

3. Να βρείτε το µοριακό τύπο:

α. Του αλκινίου που έχει στο µόριό του 6 άτοµα υδρογόνου.

β. Της κορεσµένης µονοσθενούς αλκοόλης µε Mr=60.

γ. Του τρίτου µέλους των κορεσµένων µονοσθενών κετονών.

∆ίνονται: ArC=12, Ar

H=1, Ar

O=16

Λύση:

α. Τα αλκίνια έχουν γενικό µοριακό τύπο C νΗ2ν-2, ν≥ 2

Πρέπει 2 ν 2 6 2ν 8 ν 4− = ⇔ = ⇔ = .

Άρα ο µοριακός τύπος του αλκινίου µε 6 άτοµα C είναι C4H

6

β. Οι κορεσµένες µονοσθενείς αλκοόλες έχουν γενικό µοριακό τύπο C νΗ2ν+2

Ο, ν≥ 1

Πρέπει ( )C H O

Mr 60 ν Αr 2ν 2 Ar Ar 60= ⇔ ⋅ + + + = ⇔

( ) ν 12 2ν 2 1 16 60 14ν 18 60 ν 3⋅ + + + = ⇔ + = ⇔ =

Άρα ο µοριακός τύπος της αλκοόλης µε Mr 60= είναι C3H8O.

γ. Οι κορεσµένες µονοσθενείς κετόνες έχουν γενικό µοριακό τύπο C νΗ2ν

Ο, ν≥ 3.

Άρα το τρίτο µέλος προκύπτει για ν=5, δηλαδή έχει µοριακό τύπο C5Η10

Ο.

4. Να εξετάσετε αν είναι δυνατόν ένα αλκάνιο και µια αλδεϋδη να έχουν ίσες σχετικές

µοριακές µάζες.

∆ίνονται: ArC=12, Ar

H=1, Ar

O=16

Λύση:

Έστω το αλκάνιο Α: C νΗ2ν+2

, ν≥ 1 και η αλδεϋδη Β: Cκ Η2κ

Ο, κ ≥ 1

Πρέπει ( )Α Β C H C H O

Mr Mr ν Αr 2ν 2 Ar κ Αr 2κ Ar Ar = ⇔ ⋅ + + = ⋅ + ⋅ + ⇔

12 ν 2ν 2 12κ 2κ 16 14ν 14κ 14 ν κ 1+ + = + + ⇔ − = ⇔ − =

Άρα έχουν ίσες Μr όταν το αλκάνιο έχει 1 άτοµο άνθρακα περισσότερο.



1. Να συµπληρώσετε µε άτοµα Η τις παρακάτω ανθρακικές αλυσλιδες:

α. CC C C

C

β. CC C C

C

7/16/2019 1o τεύχος


γ. CC C OH δ. OC C C

C

C

ε. CC O C

O

C ζ. C OC

2. Ποιοι από τους παρακάτω συντακτικούς τύπους είναι λανθασµένοι;

α.CH3CH

3OH β.

3 2 3

3

CH CH CH|

CH

γ.CH3CH

2COOH

δ.CH2=CHCH ≡ CH ε.CH3CH2CH3Br ζ.3 3

3

CH OCH|

CH

3. Ποιοι από τους παρακάτω υδρογονάνθρακες είναι κορεσµένοι και ποιοι ακόρεστοι;

α. C2H2 β. C

5H12 γ. C

6H10 δ. C

4H8

ε. C8H18 ζ. C3H6 η.C2H6 θ. C7H12

4. Συµπληρώστε µια από τις δύο ελεύθερες µονάδες του καρβονυλίου C

O

για να προκύψει:

α. αλδεϋδοµάδα β. κετονοµάδα γ. καρβοξύλιο δ. εστεροµάδα


5. Ποια ζεύγη, των παρακάτω ενώσεων, ανήκουν στην ίδια οµόλογη σειρά;

α.CH3CH

2CH

2ΟΗ β.CH

3CΟΟΗ γ.CH

3ΟΗ

δ.CH2=CHCOOH ε.2CH

OH

2CH

OH

ζ.3

CH CH COOH

3CH

7/16/2019 1o τεύχος


η.CH3CH=O θ. 3CH C

O

3CH ι.HCH=O

6. Να βρεθεί σε ποια οµόλογη σειρά ανήκει κάθε µια από τις παρακάτω οργανικές ενώσεις

α. C3H8 β. C2H5ΟΗ γ. C2H4Ο

δ. C8H16 ε. C2H6Ο ζ.CΗ3COOCH3

η.HCOOH θ.CH3OCH

2CH

3 ι. C3H9 N

7. Να βρείτε το µοριακό τύπο:

α. Του εστέρα που στο µόριό του ο αριθµός ατόµων υδρογόνου είναι διπλάσιος από τον

αριθµό ατόµων οξυγόνου.

β. Του άκυκλου υδρογονάνθρακα µε το µικρότερο αριθµό ατόµων υδρογόνου στο µόριό

του.

8. Ποιος είναι ο µοριακός τύπος

α. Της κετόνης µε Μr = 72

β. Του τρίτου µέλους των κορεσµένων µονοσθενών αιθέρων.∆ίνονται: Αr

C=12, Αr

H=1, Ar

O=16.

9. Να εξετάσετε αν είναι δυνατόν να έχουν την ίδια σχετική µοριακή µάζα:

α. Μια κορεσµένη µονοσθενής αλκοόλη και ένα κορεσµένο µονοκαρβοξυλικό οξύ.

β. Ένα αλκάνιο και ένα αλκίνιο.

∆ίνονται: Αr H=1, Αr

C=12, Ar

O=16.



Ερωτήσεις:

2.

1.Κ(2), L(4)

Ασκήσεις:

2. α, β, δ, ε, ζ

7/16/2019 1o τεύχος


2. άκυκλες, κυκλικές

3. κορεσµένες, ακόρεστες

4. µεθυλενίου

3.

1.Λ 2. Σ 3. Σ 4.Λ 5. Λ

6.Λ 7.Λ 8. Σ 9. Σ 10.Λ

4.

1. γ 2. α 3. α 4. γ 5. δ

6. β 7. γ 8. α 9. δ 10. β

5.

1. 1. α 2. β 3. β 4. α 5. α

2. 1. α 2. δ 3. ε 4. γ 5. β 6. ζ

3. 1. ε 2. η 3. β 4. α 5. γ 6. δ 7. ζ

4. 1. δ 2. α 3. γ 4. β 5. ζ 6. ε

3. κορεσµένοι: β, ε, η

ακόρεστοι: α, γ, δ, ζ, θ

5. α - γ, β - ζ, η - ι

6. α: αλκάνιο

β: κορεσµένη µονοσθενής αλκοόλη

γ: κορεσµένη µονοσθενής αλδεϋδη

δ: αλκένιο

ε: κορεσµένη µονοσθενής αλκοόλη ή κορεσµένος µονοσθε- νής αιθέρας

ζ: εστέρας

η: κορεσµένο µονοκαρβοξυλικό οξύ

θ: κορεσµένος µονοσθενής αιθέρας

ι: κορεσµένη µονοσθενής αµίνη

7. α. C2H4O2 β. C

2H2

8. α. C4H8O β. C4H10Ο

9. α. Ναι β. Όχι

1o τεύχος

Documents

Transcript of 1o τεύχος