בגרות 2014 כיתה י"א
בחינת בגרות תשע"ד505 2014 , בחינת בגרות תשע"ד2014 , כל הזכויות שמורות למפמ"ר כימיה ולאגף הבחינות ,משרד החינוך ,מדינת ישראל השאלות פרק ראשון ) 40נקודות( ענו על שתי השאלות 1ו) 2 -לכל שאלה 20 -נקודות(. .1ענו על כל הסעיפים א-ח בגיליון התשובות המצורף )לכל סעיף 2.5 -נקודות(. בכל סעיף הקיפו במעגל את הספרה המציינת את התשובה הנכונה. לפני שתענו ,קראו את כל התשובות המוצגות. א .האותיות d ,c ,b ,aמסמלות אטומים של ארבעה יסודות הנמצאים באותה שורה בטבלה המחזורית. בטבלה שלפניכם מוצג מספר אלקטרוני הערכיות באטומים אלה. האטום מספר אלקטרוני הערכיות a 1 b 2 c 6 d 7 מהי הקביעה הנכונה? .1 הרדיוס של אטום aגדול מהרדיוס של אטום .b .2 אטום bיכול להתקשר לאטום cבקשר קוולנטי כפול. .3 אנרגיית היינון של אטום cגבוהה מאנרגיית היינון של אטום .d .4 היערכות האלקטרונים באטום dהיא .2 , 5 506בחינת בגרות תשע"ד2014 , ב .לפניכם ארבעה היגדים הנוגעים לקשרים קוולנטיים. מהו ההיגד הנכון? .1 אורך הקשר C = Cשווה לאורך הקשר . C = O .2 אורך הקשר C - Hשווה לאורך הקשר . N - H .3 אנרגיית הקשר C = Cגדולה מאנרגיית הקשר . C - C .4 אנרגיית הקשר C º Cגדולה מאנרגיית הקשר . C º N ג .למולקולה של מתאנאל , CH 2O ,צורה מישורית משולשת. לפניכם שלושה היגדים:III - I , .I דרגת החמצון של אטום הפחמן במולקולה CH 2Oהיא אפס. .IIבמולקולה CH 2Oיש דו-קוטב קבוע. .IIIבחומר ) CH 2O( יש קשרי מימן בין המולקולות. מה הם ההיגדים הנכונים? ד. .1 Iו II -בלבד. .2 Iו III -בלבד. .3 IIו III -בלבד. .4 II ,Iו.III - במעבדה ובתעשייה מפיקים ברום , Br2( ) ,על-פי התגובה: ¾¾ )2Br-(aq) + C 2(g ) 2C-(aq) + Br2( לתוך 200מ"ל תמיסה מימית שהכלה יוני ברום , Br-(aq) ,הזרימו 500מ"ל גז כלור. C 2(g) , החומרים הגיבו בשלמות .בתנאי התגובה הנפח של 1מול גז היה 25ליטר. מהו הריכוז של יוני ) C-(aqבתום התגובה? .1 0.02M .2 0.0285M .3 0.1M .4 0. 2M בחינת בגרות תשע"ד507 2014 , ה 60 .מ"ל אמוניה , NH3(g) ,הגיבו בשלמות עם 60מ"ל חמצן. O 2(g) , התקבלו 90מ"ל אדי מים , H 2O(g) ,ו 30 -מ"ל של גז נוסף. כל הנפחים נמדדו באותם תנאים של טמפרטורה ולחץ. מהו הגז הנוסף שהתקבל בתגובה? ו. .1 )N 2(g .2 )N 2O(g .3 )NO(g .4 )NO 2(g נתונות ארבע מתכות המדורגות לפי הכושר היחסי שלהן לחזר: )Cd (s) > Ni(s) > Pb(s) > Ag (s בטבלה שלפניכם מידע על ארבעה ניסויים ,d-a ,שבוצעו במעבדה. בכל ניסוי טבלו פס מתכת בתמיסה מימית שהכילה יוני מתכת. המתכת יוני המתכת )Ag+(aq )Ag(s )Pb(s a )Pb 2+(aq b )Ni 2+(aq )Cd 2+(aq באילו מהניסויים התרחשה תגובה? .1 aו b -בלבד. .2 bו c -בלבד. .3 bו d -בלבד. .4 aו c -בלבד. )Ni (s )Cd(s c d 508בחינת בגרות תשע"ד2014 , ז .לפניכם ניסוחים של שלוש תגובות ):(3) - (1 ¾¾ ) (1) Na (s) + H 2O( ) Na +(aq) + 12 H 2(g) + OH-(aq ¾¾ ) (2) K 2CO3(s) + H 2O( ) 2K +(aq) + HCO3-(aq) + OH-(aq ¾¾ )(3) CO 2(g) + Ca 2(aq) + 2OH-(aq ) CaCO3(s) + H 2O( מהי הקביעה הנכונה? .1 בתגובה ) (1מגיב ) H 2O(כחומצה. .2 בתגובה ) (2מגיב ) H 2O(כבסיס. .3 כאשר מכניסים למים ) , K 2CO3(sמתקבלת תמיסה שה pH -שלה קטן מ.7 - .4 כאשר מזרימים ) CO 2(gלתוך תמיסת סידן הידרוקסידי , Ca(OH) 2(aq) ,ה pH -של התמיסה יורד. ח .לפניכם ייצוג מקוצר לנוסחת המבנה של חומצה גלוטמית. O OH O HO NH 2 מה הוא המשפט הנכון? .1 הנוסחה המולקולרית של חומצה גלוטמית היא . C5 H 4 NO 4 .2 בנוסחת המבנה של חומצה גלוטמית ,הקבוצה הצדדית ,R ,היא . -COOH .3 בתמיסה מימית ,ב , pH = 7 -המטען הכולל על חלקיקי החומצה הגלוטמית הוא ).(-1 .4 חומצה גלוטמית היא נוזל בטמפרטורת החדר. בחינת בגרות תשע"ד509 2014 , ניתוח קטע ממאמר מדעי -חובה .2קראו את הקטע שלפניכם ,וענו על כל הסעיפים א-ד שאחריו. "דלק ירוק" מאצות בשרפה של דלקים כמו נפט ופחם נפלט פחמן דו-חמצני . CO 2(g) ,יש מדענים הסבורים כי עלייה בריכוז )CO 2(g באטמוספרה גורמת ,בין היתר ,לשינויי אקלים ולעלייה בחומציות של מי הים. ) CO 2(gמגיב עם מים , H 2O( ) ,על-פי התגובה: ¾¾ ) . CO 2(g) + 2H 2O( ) H3O+(aq) + HCO3-(aq מדענים מנסים למצוא דרכים לצמצום הכמות של ) CO 2(gהנפלטת לאטמוספרה. אחת הדרכים היא גידול אצות זעירות הקולטות ) CO 2(gומנצלות אותו ליצירת תרכובות פחמן .שיטה זו מכונה ביוקונברסיה. בספרד פועל מתקן ניסיוני שמזרימים בו ) CO 2(gשנפלט מארובות של מפעל מלט ,לתוך צינורות זכוכית המכילים מים ואצות זעירות .בהשפעתה של קרינת השמש האצות מתרבות במהירות ,ומפיקים מהן תערובת של תרכובות פחמן הדומה בתכונות הבערה שלה לנפט .תערובת זו היא "דלק ירוק" ,מכיוון שבעת שרפתה לא נפלטים לאוויר חומרים מזהמים כמו אלה הנפלטים בשרפת נפט או פחם .התערובת נוצרת במתקן הניסיוני בתוך 48שעות ,לעומת הנפט בטבע שהיווצרותו נמשכת מיליוני שנים. גם בישראל הוקם מתקן הפועל בשיטת הביוקונברסיה .המתקן נמצא באשקלון ,ליד תחנת הכוח להפקת חשמל המופעל על-ידי שרפת פחם. C(s) , במתקן זה מזרימים את ה CO 2(g) -שנוצר בשרפת הפחם לתוך ברכות מי ים שבהן אצות זעירות .האצות קולטות ) CO 2(gומתרבות במהירות .מאצות אלה מפיקים חומצות שומן מסוג אומגה ,3ומהן מכינים תוסף תזונה. בישראל מקווים שבעתיד יהיה אפשר לייצר בשיטת הביוקונברסיה גם "דלק ירוק". )מעובד על-פי :מרלן גרינפטר" ,פתרון למחסור בנפט ולבעיית שינוי האקלים" ,אפוק טיימס ישראל ,מאי (2011 510בחינת בגרות תשע"ד2014 , א. הניחו שבתחנות הכוח בישראל המופעלות על-ידי פחם נשרפים בכל שעה 1620טון פחם, C(s) , בחמצן , O 2(g) ,שבאוויר. i נסחו את תגובת השרפה של פחם. ii ב 1 -טון יש 1,000,000גרם ) 1⋅106גרם(. כמה מול פחם נשרף בכל שעה בתחנות הכוח האלה? פרטו את חישוביכם. iii מהי המסה של ) CO 2(gשנפלטת לאטמוספרה בכל שעה מתחנות הכוח האלה? פרטו את חישוביכם. ב. על-פי המידע שבקטע ,ציינו שני יתרונות לשימוש בשיטת הביוקונברסיה. ג. ברכות ,שהכילו אותו נפח של מי ים ,הזרימו ) CO 2(gבאותו קצב .רק באחת מהברכות לשתי ֵ היו אצות .שאר התנאים זהים. איזה מהגרפים III - Iשלפניכם מתאר את שינוי ה pH -של מי הים עם הזמן ,בכל אחת מהברכות? נמקו. pH pH ללא אצות עם אצות 7.6 ללא אצות 7.0 זמן I ד. i pH עם אצות 7.6 עם אצות 7.0 זמן II ללא אצות 7.6 7.0 זמן III במולקולה של אחת מחומצות השומן מסוג אומגה 3המופקות מאצות יש 20אטומי פחמן ו 5 -קשרים כפולים ,כולם במבנה ציס .כתבו רישום מקוצר לחומצת שומן זו. ii באחד השלבים בתהליך הפקת חומצות השומן מן האצות משתמשים בממס .איזה מן הממסים -מים , H 2O( ) ,או הקסאן - C6 H14( ) ,מתאים להמסת חומצות השומן? הסבירו. בחינת בגרות תשע"ד511 2014 , פרק שני ) 60נקודות( ענו על שלוש מהשאלות ) 8-3לכל שאלה 20 -נקודות(. מבנה האטום ,קישור ותכונות של חומרים .3 תירוקסין הוא הורמון המופרש על-ידי בלוטת התריס ,ותפקידו לווסת קצב חילוף חומרים בגוף. א. לפניכם ייצוג מקוצר לנוסחת המבנה של תירוקסין. O OH NH 2 I I HO O I I במולקולה של תירוקסין יש 4אטומי חמצן ,O ,בקבוצות פונקציונליות שונות .רשמו את הנוסחה של כל אחת מן הקבוצות הפונקציונליות האלה ,וציינו את השם של כל קבוצה. ב. ברפואה מאבחנים בעיות בפעילות של בלוטת התריס באמצעות יוד רדיואקטיבי. i בטבלה שלפניכם מידע חלקי על שני איזוטופים רדיואקטיביים של יוד.I , העתיקו את הטבלה למחברת הבחינה והשלימו אותה. סמל האיזוטופ I מספר אטומי מספר מסה מספר פרוטונים מספר אלקטרונים מספר נויטרונים 131 70 ii איזוטופ 131 Iפולט קרינה רדיואקטיבית והופך ל. 131 Xe - מהו סוג הקרינה הרדיואקטיבית הנפלטת α ,או ?βנמקו. 512בחינת בגרות תשע"ד2014 , ג. בתנאי החדר היסוד יוד , I 2(s) ,הוא מוצק שצבעו סגול אפור. בניסוי שבוצע במעבדה הכניסו לכל אחת משתי מבחנות ) (2) - (1גבישים של ). I 2(s למבחנה ) (1הוסיפו -1פרופאנול. C3H 7 OH ( ) , למבחנה ) (2הוסיפו מים. H 2O( ) , רק באחת משתי המבחנות התקבלה תערובת הומוגנית. ד. i קבעו באיזו מבחנה (1) ,או ) ,(2התקבלה תערובת הומוגנית. ii תארו ברמה מיקרוסקופית את התערובת ההומוגנית שהתקבלה. iii נסחו את התהליך לקבלת התערובת ההומוגנית. בטבלה שלפניכם מוצגים נתונים על -1פרופאנול ואצטון. הנוסחה המולקולרית נוסחת המבנה טמפרטורת הרתיחה )(C החומר -1פרופאנול C3 H 8 O CH3 - CH 2 - CH 2 - OH 97 אצטון C3 H 6 O ? 57 נתונות שתי נוסחאות מבנה A ,ו.B - O || CH3 - C- CH3 CH 2 = CH - CH 2 - OH A B קבעו איזו מהנוסחאות A ,או ,Bהיא נוסחת המבנה של אצטון. הסבירו מדוע פסלתם את הנוסחה האחרת. בחינת בגרות תשע"ד513 2014 , מבנה ,קישור ותכונות של חומרים .4לפניכם ארבעה איורים ,d - a ,המתארים בצורה סכמטית את המבנה של ארבעה מוצקים: מגנזיום ; Mg (s) ,אשלגן כלורי ; KC (s) ,יוד ; I 2(s) ,יהלום. C(s) , + – + – + – + – + – + – + – + – + – + – + – + – + b a - - -+2 +2 +2 +2 +2 - - - -+2 +2 +2 +2 +2 - - - -+2 +2 +2 +2 +2 - - - - -+2 +2 +2 +2 +2 - - -d c א. העתיקו את הטבלה שלפניכם למחברת הבחינה ,והשלימו אותה. האיור a b c d נוסחת המוצק המתואר באיור סוגי החלקיקים במוצק סוג הקשרים בין החלקיקים במוצק 514בחינת בגרות תשע"ד2014 , ב. הסבירו מדוע מגנזיום , Mg (s) ,מוליך חשמל ואילו יהלום , C(s) ,אינו מוליך חשמל .בתשובתכם התייחסו למבנה החומרים. ג. ד. אשלגן כלורי , KC (s) ,מופק בישראל ממי ים המלח. i אשלגן כלורי מתמוסס היטב במים .נסחו את תהליך ההמסה במים של ). KC (s ii תארו ברמה מיקרוסקופית תמיסה מימית של אשלגן כלורי. ההיגדים ii - iשלפניכם עוסקים בשתי תרכובות של יוד :מימן יודי , HI(g) ,ויוד ברומי. IBr(s) , קבעו עבור כל אחד מההיגדים ii - iאם הוא נכון או לא נכון .נמקו כל קביעה. i המטען החלקי על אטומי יוד ,I ,הוא חיובי ,גם במולקולה HIוגם במולקולה .IBr ii בטמפרטורת החדר יוד ברומי הוא מוצק ואילו מימן יודי הוא גז ,זאת בשל ההבדל בחוזק הקשרים הקוולנטיים I - Brו. H - I - בחינת בגרות תשע"ד515 2014 , סטויכיומטריה .5השאלה עוסקת באמוניום ברומי , NH 4 Br(s) ,המשמש חומר מעכב בערה למוצרי עץ. אפשר להפיק ) NH 4 Br(sמאמוניה. NH3(g) , א. אמוניה , NH3(g) ,מגיבה עם מימן ברומי , HBr(g) ,על-פי תגובה ):(1 ¾¾ )(1) NH3(g) + HBr(g ) NH 4 Br(s חשבו את המסה של ) NH 4 Br(sשתתקבל בתגובה בין 336מ"ל ) NH3(gובין נפח מתאים של ) . HBr(gבתנאי התגובה הנפח של 1מול גז הוא 22.4ליטר .פרטו את חישוביכם. ב. אמוניה , NH3(g) ,מגיבה עם ברום , Br2(g) ,על-פי תגובה ).(2 לפניכם ניסוח לא מאוזן של תגובה ):(2 ¾¾ )(2) 8NH3(g) + __ Br2(g ) __ NH 4 Br(s) + __ N 2(g לכלי סגור הכניסו 240מ"ל ) Br2(gונפח מתאים של ) . NH3(gהגזים הגיבו בשלמות. נוצרו 80מ"ל חנקן , N 2(g) ,וכמות מסוימת של ). NH 4 Br(s הנפחים של כל הגזים נמדדו באותם תנאים של טמפרטורה ולחץ. i היעזרו בנתונים ורשמו ניסוח מאוזן לתגובה ).(2 הסבירו כיצד קבעתם את המקדמים בניסוח התגובה. ii מהו הנפח של ) NH3(gשהגיב בתגובה זו? פרטו את חישוביכם. iii קבעו אם במהלך התגובה הלחץ בכלי עלה ,ירד או לא השתנה .נמקו. iv האם על-פי הנתונים אפשר לחשב את מסת המוצק שהתקבל בתגובה )?(2 אם כן ,חשבו את מסת המוצק .אם לא ,הסבירו מדוע. ג. לפניכם ניסוח תהליך ההמסה במים של ): NH 4 Br(s HO )2 ( ¾¾ )(3) NH 4 Br(s )¾ NH 4+(aq) + Br-(aq במעבדה הכינו 300מ"ל תמיסה ,על-ידי המסת ) NH 4 Br(sבמים. לתמיסה זו הוסיפו 120מ"ל תמיסת כסף חנקתי , AgNO3(aq) ,בריכוז .0.8M התרחשה תגובה ).(4 ¾¾ )(4) Ag +(aq) + Br-(aq ) AgBr(s יוני ) Ag+(aqויוני ) Br-(aqהגיבו בשלמות. i כמה מול יוני ) Br-(aqהגיבו עם יוני ) ? Ag+(aqפרטו את חישוביכם. ii מהו הריכוז המולרי של תמיסת ) NH 4 Br(aqשהכינו במעבדה? פרטו את חישוביכם. 516בחינת בגרות תשע"ד2014 , חמצון ,חיזור וסטויכיומטריה .6תרכובות המכילות יוני כרומט , CrO 4 2- ,משמשות בתעשיית הציפויים של מתכות. יוני ) CrO 4 2-(aqהם רעילים ,ולכן שפכים תעשייתיים המכילים יוני ) CrO 4 2-(aqחייבים לעבור טיפול לפני הזרמתם לביוב. במהלך הטיפול במי השפכים יוני ) CrO 4 2-(aqהופכים לחלקיקים שבהם דרגת החמצון של אטומי Crהיא . +3 א. i האם לטיפול ביוני ) CrO 4 2-(aqדרוש חומר מחמצן או חומר מחזר? נמקו. ii רק אחד משני החומרים ,יוד I 2(s) ,או פלואור , F2(g) ,יכול להתאים לטיפול ביוני ) CrO 4 2-(aqשבמי השפכים .קבעו מהו החומר המתאים .נמקו. ב. אחת השיטות לטיפול ביוני ) CrO 4 2-(aqשבמי השפכים היא באמצעות תגובה עם גפרית דו- חמצנית. SO 2(g) , יוני ) CrO 4 2-(aqמגיבים עם ) SO 2(gעל-פי תגובה ):(1 ¾¾ )(1) 3SO 2(g) + 2CrO 4 2-(aq) + 4H3O+(aq ) 3SO 4 2-(aq) + 2Cr 3+(aq) + 6H 2O( בתנאי התגובה הנפח של 1מול גז הוא 25ליטר. כמה מול יוני ) CrO 4 2-(aqמגיבים עם 150ליטר ) ? SO 2(gפרטו את חישוביכם. ג. שיטה אחרת לטיפול ביוני ) CrO 4 2-(aqשבמי השפכים היא באמצעות תגובה עם ברזל. Fe(s) , i קבעו איזה מבין שני הניסוחים ) (3) - (2שלפניכם הוא הניסוח הנכון של התגובה בין יוני ) CrO 4 2-(aqל . Fe(s) -נמקו. ¾¾ )(2) 2CrO 4 2-(aq) + Fe(s) + 4H3O+(aq ) 2CrO3(s) + Fe3+(aq) + 6H 2O( ¾¾ )(3) CrO 42-(aq) + Fe(s) + 8H3O+(aq ) Cr 3+(aq) + Fe3+(aq) + 12H 2O( ii על-פי ניסוח התגובה שבחרתם בתשובתכם לתת-סעיף ג ,iחשבו כמה מול אלקטרונים עוברים בתגובה שבה מגיב 101גרם ) . Fe(sפרטו את חישוביכם. ד. פלדות אל-חלד הן סגסוגות של ברזל , Fe(s) ,המכילות לפחות 11.5%כרום. Cr(s) , i מהי דרגת החמצון של אטומי כרום בפלדת אל-חלד? נמקו. ii הכרום שבפלדת אל-חלד מגיב עם חמצן , O 2(g) ,המצוי באוויר .על פני הסגסוגת נוצרת שכבה דקה של התחמוצת ) , Cr2 O3(sהמקנה לסגסוגת עמידות בפני קורוזיה. קבעו אם בתהליך היווצרות התחמוצת ,הכרום מגיב כמחזר או כמחמצן .נמקו. בחינת בגרות תשע"ד517 2014 , חומצות ובסיסים וסטויכיומטריה .7בטבלה שלפניכם מוצגים נתונים על ארבע תמיסות מימיות ).(4) - (1 א. התמיסה נוסחת החומר שהוכנס למים נפח התמיסה )מ"ל( ריכוז התמיסה )(M )(1 )HBr(g 300 0.03 )(2 ) H 2SO 4( 200 0.02 )(3 )NaOH (s 300 0.03 )(4 )HI(g 200 ? i נסחו את התהליך שמתרחש כאשר מכניסים למים כל אחד משלושת החומרים: ). NaOH (s) , H 2SO 4( ) , HBr(g ii דרגו את שלוש התמיסות ) (3) - (1לפי ה ,pH -מהנמוך לגבוה. iii ה pH -של תמיסה ) (4שווה ל pH -של תמיסה ).(2 קבעו מהו הריכוז של תמיסה ) .(4נמקו. ב. i ערבבו 200מ"ל תמיסה ) (1עם 100מ"ל תמיסה ).(3 ציינו את כל סוגי היונים בתמיסה שהתקבלה לאחר הערבוב .נמקו. ii ל 100 -מ"ל של תמיסה ) (1הוסיפו תמיסת ). NaBr(aq ה pH -של התמיסה שהתקבלה היה גבוה מה pH -של תמיסה ) .(1הסבירו מדוע. ג. נוגדי חומצה משמשים תרופות הסותרות עודף חומציות בקיבה. טבלייה אחת של נוגד חומצה מסוים מכילה 0.2גרם מגנזיום הידרוקסידי, Mg(OH) 2(s) , ו 0.2 -גרם אלומיניום הידרוקסידי. A(OH)3(s) , כאשר נוגד חומצה זה בא במגע עם הסביבה החומצית שבקיבה מתרחשות התגובות ) (1ו:(2) - ¾¾ )(1) Mg(OH) 2(s) + 2H3O+(aq ) Mg 2+(aq) + 4H 2O( ¾¾ )(2) A(OH)3(s) + 3H3O+(aq ) A3+(aq) + 6H 2O( חשבו את המספר הכולל של מול יוני ) H3O+(aqהמגיבים עם טבלייה אחת של נוגד חומצה זה. פרטו את חישוביכם. 518בחינת בגרות תשע"ד2014 , כימיה של מזון .8שמן זית הוא אחד משמני המאכל הנפוצים ביותר בעולם ,ובמיוחד באזור הים התיכון. מרבית חומצות השומן שבשמן זית נמצאות בטריגליצרידים ,ומקצתן מצויות כחומצות שומן חופשיות. בטבלה שלפניכם מוצגות חומצות השומן העיקריות המצויות בשמן זית. חומצת השומן רישום מקוצר של חומצת השומן חומצה פלמיטית C16 : 0 חומצה סטארית C18 : 0 חומצה אולאית C18 :1w9, cis חומצה לינולאית C18 : 2w6, cis, cis א. טמפרטורת ההיתוך של חומצה לינולאית נמוכה מטמפרטורת ההיתוך של חומצה אולאית. הסבירו מדוע. ב. לפניכם ייצוג מקוצר לנוסחת המבנה של טריגליצריד המצוי בשמן זית. O O O O O O היעזרו בנתונים שבטבלה וקבעו מאילו חומצות שומן מורכב טריגליצריד זה. ג. שמן זית מכיל גם ויטמינים .לפניכם שתי נוסחאות מבנה ,II - I ,של שני ויטמינים. OH H N OH O O HO O O I II קבעו איזו מהנוסחאות I ,או ,IIמתאימה לוויטמין המצוי בשמן זית .נמקו. בחינת בגרות תשע"ד519 2014 , ד. לקחו דגימה של 20גרם שמן זית והמיסו אותה בכוהל מתאים .לתמיסה זו הוסיפו תמיסת אשלגן הידרוקסידי. KOH (aq) , חומצות השומן החופשיות בשמן הזית הגיבו על-פי התגובה: ¾¾ ) ) + OH-(aqכוהל ( R - COOH ) ) + H 2O(כוהל( R - COO- Rמסמל את השרשרת הפחמימנית במולקולה של חומצת השומן. נדרשו 8.5מ"ל תמיסת ) KOH (aqבריכוז 0.1Mלסתירה מלאה של חומצות השומן החופשיות בדגימת השמן. i מהו מספר המולים של יוני ) OH-(aqשהגיבו? פרטו את חישוביכם. ii הניחו כי חומצת השומן החופשית העיקרית בשמן הזית היא חומצה אולאית. המסה המולרית של חומצה אולאית היא 282גרם למול. חשבו את המסה של החומצה האולאית בדגימה .פרטו את חישוביכם. iii אחד המדדים לאיכות של שמן זית הוא אחוז החומציות. מחשבים את אחוז החומציות על-פי הנוסחה: ⋅100% מסת חומצה אולאית בדגימה )גרם( מסת הדגימה )גרם( = אחוז החומציות על-פי התקן הישראלי ,אחוז החומציות המרבי בשמן זית באיכות גבוהה )כתית מעולה( הוא .0.8% קבעו אם שמן הזית שבדגימה הוא שמן באיכות גבוהה .פרטו את חישוביכם ונמקו. 520בחינת בגרות תשע"ד2014 , פתרונות שאלה 1 א ב ג ד ה ו ז ח 3 4 2 2 4 1 3 1 א .1 . האטום מספר אלקטרוני הערכיות מספר הטור במערכה המחזורית a 1 1 b 6 2 c 6 6 d 7 7 היסודות נמצאים באותה שורה במערכה המחזורית .אלקטרוני הערכיות של אטומי היסודות נמצאים באותה רמת אנרגיה ,והמטען הגרעיני גדל מ a -ל .d -לכן המשיכה החשמלית בין הגרעין לאלקטרוני הערכיות גדלה לאורך השורה ,ורדיוס האטומים קטן לאורך השורה. תשובות שגויות .2 אטום bמסמל מתכת ולכן הוא אינו יוצר קשרים קוולנטיים. .3 אנרגיית היינון של אטום cקטנה מאנרגיית היינון של אטום ,dכי המטען הגרעיני של cקטן יותר מהמטען הגרעיני של .d .4 אי-אפשר לקבוע מהי היערכות האלקטרונים באטום ,dכי לא ידוע באיזו שורה נמצאים היסודות .אפשר לומר שלאטום dיש שבעה אלקטרונים ערכיים. ב. .3 אנרגיית הקשר C = Cגדולה מאנרגיית הקשר , C - Cכי בקשר C = Cיש שני זוגות אלקטרונים שנמשכים לשני גרעיני האטומים הקשורים. תשובות שגויות .1 אורך הקשר C = Cגדול יותר מאורך הקשר , C = Oהקשר C = Oקוטבי ,והקשר C = C טהור. .2 אורך הקשר C - Hגדול יותר מאורך הקשר , N - Hכי הקשר N - Hקוטבי יותר. .4 אנרגיית הקשר C º Cקטנה מאנרגיית הקשר , C º Nמכיוון שהקשר C º Cטהור ,והקשר C º Nקוטבי. בחינת בגרות תשע"ד521 2014 , ג. .1 ד. .3 ה. .2 O || d+ CH 2O +1 -2 d- C 0 H dd+ למולקולות דו-קוטב קבוע. H היגד IIIלא-נכון .בין מולקולות ) CH 2O( יש אינטראקציות ון-דר-ולס בלבד ,היות שבמולקולות CH 2Oאין אטומי מימן חשופים מאלקטרונים. V = 500 ml = 0.5liter VM = 25liter / mol V 0.5 = = 0.02 mol VM 25 =n ¾¾ )2Br-(aq) + C 2(g ) 2C-(aq) + Br2( יחס מולים 2 : 1 : 2 : 1 0.02mol 0.04mol מספר מולים )(n נפח התמיסה 200מיליליטר ,לכן ריכוז יוני ) C-(aqיהיה .0.2M n = 0.04 mol V = 0.2 liter n 0.04 = =C = 0.2M V 0.2 על-פי השערת אבוגדרו ,היחסים בין נפחים של גזים שונים באותם תנאי לחץ וטמפרטורה שווים ליחסי המולים .ניעזר בניסוח ,בהשערת אבוגדרו ובחוק שימור החומר כדי למצוא את נוסחת הגז הנוסף. ¾¾ )NH3(g) + O 2(g ? H 2O(g) + נפחים 30ml יחס נפחים ניסוח מאוזן מספר אטומים מכל סוג לפי חוק שימור החומר : 1 90ml 3 60ml : 2 60ml : 2 ¾¾ )2NH3(g) + 2O 2(g ? 3H 2O(g) + ? H-6,O-3 O-4 N -2 , H - 6 מספר האטומים מכל סוג במגיבים ובתוצרים שווה ,לכן במולקולת החומר הנעלם יהיו שני אטומי Nואטום Oאחד ,כלומר נוסחת החומר היא ). N 2O(g 522בחינת בגרות תשע"ד2014 , ו. .2 היונים החיוביים בתמיסה מתחרים עם היונים החיוביים שבמתכת על האלקטרונים. היונים שמצליחים למשוך אליהם את האלקטרונים הם מחמצנים טובים יותר. ניעזר בשורת המתכות הנתונה ונרשום את היונים על פי יכולתם להיות מחמצנים: . Ag + > Pb 2+ > Ni 2+ > Cd 2+ תגובה cמתרחשת ,כי יוני ניקל בתמיסה מחמצנים טובים יותר מיוני עופרת במתכת. תגובה bמתרחשת ,כי יוני עופרת בתמיסה מחמצנים טובים יותר מיוני ניקל במתכת. תשובות שגויות תגובה dלא תתרחש ,כי יוני עופרת במתכת מחמצנים טובים יותר מיוני קדמיום בתמיסה. בתגובה aיש ) Ag (sויוני ) , Ag+(aqלכן אין תגובה. ז. .4 תמיסת ) Ca(OH) 2(aqבסיסית. תמיסה מימית המכילה CO 2היא חומצית. ) CO 2(gמגיב עם יוני ) OH (aqבתגובה ) ,(3כמות המולים של ) OH (aqפוחתת ,ריכוזם קטן וה pH -יורד. תשובות שגויות .1 בתגובה ) (1מים , H 2O( ) ,מגיבים כמחמצן. .2 בתגובה ) (2מים , H 2O( ) ,מגיבים כחומצה. .3 כאשר מכניסים ) K 2 CO3(sלמים ,מתקבלת תמיסה בסיסית ,לכן . pH 7 H ח .3 . בתמיסה מימית ב pH 7 -המטען הכולל | H 3 N C COO | של חומצה גלוטאמית הוא )) (-1ראו סרטוט(. CH 2 | תשובות שגויות CH 2 | COO .1 הנוסחה המולקולרית של חומצה גלוטאמית היא . C5H9 NO 4 .2 בנוסחת המבנה של חומצה גלוטאמית ,הקבוצה הצדדית ,R ,היא . CH 2 CH 2 COOH .3 חומצה גלוטאמית היא מוצק בטמפרטורת החדר ,כי לחומצות אמיניות מבנה של חומר יוני. בחינת בגרות תשע"ד523 2014 , שאלה 2 א. C(s) O 2(g) ) CO 2(g i ii נחשב כמה מולים פחם נשרפו. 1, 620 1, 000, 000גרם = 1,620טונות C(s) O 2(g) ) CO 2(g יחס מולים 1 : 1 1,620,000,000gr מסה )(m 12gr/mol מסה מולרית )(MW מספר מולים )(n : 1 135,000,000mol 135,000,000mol 135מיליון מול פחם נשרפים בכל שעה בתחנות הכוח בישראל. iii על-פי יחס המולים מתקבלים 135מיליון מול ) CO 2(gבתהליך השרפה. נחשב את המסה של ) , CO 2(gשנפלטת לאטמוספרה. m(CO 2(g) ) n M w 135, 000, 000 44 5,940, 000, 000 gr 5,940 ton המסה של ) , CO 2(gהנפלטת לאטמוספרה ,היא 5,940טונות בכל שעה. ב. יש לציין שניים מן היתרונות שכאן לשימוש בשיטת הביוקונברסיה. ) (1האצות קולטות חלק מן הפחמן הדו-חמצני שנפלט מתחנת הכוח לאטמוספרה ,לפיכך פחות ) CO 2(gנפלט לאטמוספרה. ) (2מן האצות מפיקים "דלק ירוק" בזמן קצר. ) (3בשרפת הדלק הירוק לא נפלטים לאוויר חומרים מזהמים. ) (4מן האצות אפשר להפיק חומצות שומן מסוג אומגה ,3החשובות לתזונה. ג. . CO 2(g) 2H 2 O( ) ) CO 2(gמגיב עם מי הים על-פי התגובה ) H3O (aq) HCO3 (aq בתגובה זו ריכוז ) H3O (aqעולה ולכן ה pH -יורד. בברכה שאין בה אצות, הברכותֵ . גרף Iהוא הגרף המתאר נכון את שינוי ה pH -עם הזמן בשתי ֵ ) CO 2(gמגיב עם המים .ריכוז ) H3O (aqעולה ,וה pH -יורד. 524בחינת בגרות תשע"ד2014 , בברכה שיש בה אצות ,האצות קולטות את ה . CO 2(g) -התגובה של ) CO 2(gעם מים כמעט לא ֵ תתרחש וה pH -לא ישתנה. ד. C20 : 53 cis, cis, cis, cis, cis i הרישום המקוצר: ii הממס הקסאן מתאים להמסת חומצות שומן. סוג האיזומר הגאומטרי מספר מספר אטומי הפחמן מיקום הקשר הכפול הראשון הקשרים הכפולים האינטראקציות העיקריות בין מולקולות חומצות שומן הן אינטראקציות ון-דר-ולס. האינטראקציות העיקריות בין מולקולות הקסאן הן אינטראקציות ון-דר-ולס. לפיכך מולקולות חומצות השומן יכולות ליצור אינטראקציות ון-דר-ולס עם מולקולות הקסאן, המולקולות של שני החומרים יתערבבו ,ותיווצר תמיסה. מספר המוקדים ליצירת קשרי מימן במולקולות חומצות השומן קטן מאוד .בין מולקולות המים למולקולות חומצות השומן לא נוצרים מספיק קשרי מימן ,כי אינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות חומצות השומן חזקות ,וקשרי המימן בין מולקולות המים חזקים .לפיכך לא נוצרות כמעט אינטראקציות בין המולקולות השונות ומים אינם מתאימים להמסת חומצות שומן. שאלה 3 O O || א. OH C O H קרבוקסיל O H הידרוקסיל O קבוצה אתרית NH 2 I I I O HO I ב. i מספר אטומי מספר מסה מספר פרוטונים מספר אלקטרונים מספר נויטרונים סמל האיזוטופ 131 53 131 53 53 78 123 53 I 53 123 53 53 70 I בחינת בגרות תשע"ד525 2014 , 131 131 53 I 54 Xe e ii בתהליך הרדיואקטיבי נוסף לגרעין פרוטון ללא שינוי במספר המסה .לפיכך בתהליך זה נפלטת קרינת ) .βבפליטת קרינת βמתפרק נויטרון בגרעין ,והוא הופך לפרוטון שנשאר בגרעין ולאלקטרון שנפלט אל מחוץ לגרעין(. ג. i במבחנה ) (1התקבלה תמיסה הומוגנית. ii בתערובת ההומוגנית יש מולקולות יוד שיוצרות אינטראקציות ון-דר-ולס עם מולקולות -1פרופאנול ,ויש מולקולות פרופאנול שיוצרות אינטראקציות ון-דר-ולס וקשרי מימן עם מולקולות פרופאנול .כל המולקולות נעות בתנועות תנודה וסיבוב. כאשר קיימות אינטראקציות ון-דר-ולס קיימת משיכה חשמלית בין דו-קטבים רגעיים במולקולות היוד לבין דו-קטבים רגעיים במולקולות הפרופאנול ,ומשיכה חשמלית בין דו- קטבים רגעיים במולקולות הפרופאנול לבין דו-קטבים רגעיים במולקולות פרופאנול אחרות. קשרי המימן בין מולקולות הפרופאנול נוצרים כתוצאה ממשיכה חשמלית בין אטום מימן חשוף מאלקטרונים ,הקשור לאטום חמצן במולקולה אחת ,לבין זוג אלקטרונים לא-קושר על אטום חמצן במולקולה שנייה. C H OH 3 7 )( I2(s) ) ) I2(C3H7OH( iii ד. על-פי הנתון בטבלה ,לאצטון טמפרטורת רתיחה נמוכה מטמפרטורת הרתיחה של -1פרופאנול. כאשר טמפרטורת הרתיחה נמוכה יותר ,האינטראקציות בין המולקולות חלשות יותר. נשווה בין חוזקי האינטראקציות של המולקולות B ,Aו 1 -פרופאנול. O || CH3 C CH3 - A CH2 CH CH2OH - B CH3 CH2 CH2 OH סוג אינטראקציות ון-דר-ולס בלבד קשרי מימן + אינטראקציות ון-דר-ולס קשרי מימן + אינטראקציות ון-דר-ולס גודל ענן אלקטרונים 32אלקטרונים 30אלקטרונים 32אלקטרונים חומר Aהוא אצטון. מולקולה Bשונה ממולקולת -1פרופאנול רק בגודל ענן האלקטרונים .ענן האלקטרונים של מולקולה Bקטן רק במעט מענן האלקטרונים של חומר ,Aלכן אינטראקציות ון-דר-ולס בין המולקולות של חומר Bחלשות במעט מאינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות חומר .A 526בחינת בגרות תשע"ד2014 , בין מולקולות חומר Aלבין עצמן ובין מולקולות Bלבין עצמן קיימים קשרי מימן דומים .אין הבדל גדול בחוזק האינטראקציות של מולקולות חומר Bושל פרופאנול ,ולפיכך ההבדל בטמפרטורת הרתיחה של שני החומרים צריך להיות קטן מזה הנתון בטבלה. חומר Bאינו אצטון. שאלה 4 א. ב. האיור נוסחת המוצק המתואר באיור סוגי החלקיקים במוצק סוג הקשרים בין החלקיקים במוצק a )KC (s יוני , K יוני C קשר יוני b )C(s אטומי C קשר קוולנטי c )Mg(s יוני Mg 2 מוקפים בים אלקטרונים קשר מתכתי d )I2(s מולקולות I2 אינטראקציות ון-דר-ולס המתכת מגנזיום בנויה מיונים חיוביים ,ביניהם נעים אלקטרונים ניידים שמקורם בים האלקטרונים )אלקטרונים ערכיים( .אלקטרונים אלה יכולים לנוע בתנועה מכוונת עם סגירת המעגל החשמלי. ביהלום כל אטום Cקשור בקשרים קוולנטיים לארבעה אטומי פחמן אחרים .כל האלקטרונים משתתפים בקשרים קוולנטיים .לכן אין אלקטרונים ניידים והיהלום לא מוליך זרם חשמלי. ג. HO )2 ( KC (s) ¾¾¾ )K +(aq) + C-(aq i ii בתמיסה מימית יש יונים ניידים מוקפים במולקולות מים שנעים בתנועות סיבוב ובתנודות. היונים החיוביים של אשלגן נמשכים לקוטב השלילי שבמולקולות המים ,והיונים השליליים של כלור נמשכים לקוטב החיובי שבמולקולות המים. בין מולקולות המים לבין עצמן יש קשרי מימן .כל אטום מימן "חשוף" מאלקטרונים במולקולת מים אחת ,נמשך לזוג אלקטרונים לא-קושר של אטום חמצן במולקולה אחרת. ד. i ההיגד לא-נכון. האלקטרושליליות של אטום Iגדולה מהאלקטרושליליות של אטום ,Hלכן במולקולות HIיש מטען חלקי שלילי על אטום .Iהאלקטרושליליות של אטום Iקטנה מהאלקטרושליליות של אטום ,Brלכן במולקולות IBrיש מטען חלקי חיובי על אטום .I בחינת בגרות תשע"ד527 2014 , ii ההיגד לא-נכון .מצב הצבירה של חומר אינו תלוי בחוזק הקשרים הקוולנטיים בין האטומים בתוך המולקולה .מצב הצבירה של חומר מולקולרי תלוי בחוזק הקשרים בין המולקולות שלו, ולכן במקרה זה בחוזק אינטראקציות ון-דר-ולס. שאלה 5 א. נחשב את המסה של אמוניום ברומי המתקבל בתגובה. ¾¾ )(1) NH3(g) + HBr(g ) NH 4 Br(s יחס מולים 1 1 : 1 : 336ml נפח גז )(V 22.4 liter/mol נפח מולרי )(VM מספר מולים )(n 0.015 mol מסה מולרית )(MW 98 gr/mol ¾¾ 0.015 mol 1.47 gr מסה )(m המסה של אמוניום ברומי שתתקבל היא 1.47גרם. ב. i ניסוח לא מאוזן נפחי גזים )(V יחסי נפחים ¾¾ )(2) 8NH3(g) + __ Br2(g ) __ NH 4 Br(s) + __ N 2(g ― 80 ml 240 ml : 1 3 ? 8 : על-פי השערת אבוגדרו ,היחסים בין נפחים של גזים שונים באותם תנאי לחץ וטמפרטורה שווים ליחסי המולים ,לכן אפשר לקבוע את היחסים בין הגזים .המקדם של המוצק ) NH 4 Br(sייקבע לפי חוק שימור החומר .התהליך המאוזן יהיה ). 8NH3(g) + 3Br2(g) 6NH 4 Br(s) + N 2(g ii על-פי יחסי המולים והשערת אבוגדרו ,נפח ) NH3(gשהגיב הוא 640מיליליטר. ¾¾ )8NH3(g) + 3Br2(g ) 6NH 4 Br(s) + N 2(g יחס מולים נפח גז )(V iii : 1 80 ml 6 : : 3 ¾¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾¬ 8 640 ml במהלך התגובה הלחץ בכלי פוחת ,כי מכל 11מול גז במגיבים נוצר 1מול גז בתוצרים .מספר ההתנגשויות של מולקולות הגז בדופנות הכלי קטֵ ן ,מה שגורם לירידה בלחץ. 528בחינת בגרות תשע"ד2014 , iv על-פי הנתונים בשאלה ,אי-אפשר לחשב את מסת המוצק .לא נתון הנפח המולרי של גז בתנאי התגובה ,לכן אי-אפשר לחשב את מספר המולים של גז שהגיבו או נוצרו. ג. i נחשב את מספר המולים של AgNO3בתמיסה שהוסיפו. C = 0.8 M V = 120 ml = 0.12 liter n = C ⋅ V = 0.8 ⋅ 0.12 = 0.096 mol על-פי ניסוח ההמסה נחשב את מספר המולים של יוני ) Ag+(aqבתמיסה. H O )2 ( ¾¾ )AgNO3(s )¾ Ag +(aq) + NO3-(aq יחס מולים : 1 מספר מולים )(n 1 1 : ¾¾ 0.096 mol 0.096 mol ניעזר בניסוח תגובת השיקוע ).(4 ¾¾ )Ag +(aq) + Br-(aq ) AgBr(s יחס מולים 1 : 1 1 0.096 mol 0.096 mol מספר מולים )(n הגיבו 0.096מול יוני ברום. Br-(aq) , ii נחשב את ריכוזה של תמיסת NH 4 Brבעזרת ניסוח המסה ).(3 HO )2 ( (3) NH 4 Br(s) ¾¾¾ )NH 4+(aq) + Br-(aq יחס מולים מספר מולים )(n : 1 0.096 mol 1 ¾ ¾¬ ¾ : 1 0.096 mol נפח תמיסה )(V 0.3 liter ריכוז )(C 0.32M הריכוז המולרי של התמיסה הוא . 0.32M בחינת בגרות תשע"ד529 2014 , שאלה 6 א. i יוני ) , CrO 4 2(aqבהם דרגת החמצון של אטומי כרום היא -2 +6 ,הופכים ל Cr -בעל דרגת +3 +6 חמצון . +3אטומי Crעוברים חיזור ,לכן דרוש מחזר. ii החומר המתאים לטיפול ביוני ) CrO 4 2(aqשבמי שפכים הוא ) , I 2(sכי דרגת החמצון המרבית של אטומי Iהיא , +7ודרגת החמצון המזערית היא .יוד , I 2(s) ,יכול לתפקד גם כמחמצן -1 וגם כמחזר .דרגת החמצון המרבית של אטומי Fהיא 0 ,ודרגת החמצון המזערית היא -1 . לכן פלואור , F2 ,יכול לתפקד כמחמצן בלבד )לקבל אלקטרונים( ,והוא אינו מתאים לתגובה עם יוני ). CrO 4 2(aq ב. ניעזר בניסוח תגובה ) ,(1ונחשב כמה מול יוני ) CrO 4 2(aqהגיבו. ¾¾ )3SO 2(g) + 2CrO 4 2-(aq) + 4H3O+(aq ) 3SO 4 2-(aq) + 2Cr 3+(Aq) + 6H 2 O( יחס מולים 6 2 : 3 : : 4 2 : 3 : 150 liter נפח גז )(V נפח מולרי )(VM 25 liter/mol מספר מולים )(n 6 mol 4 mol הגיבו 4מול יוני ). CrO 4 2(aq ג. i נבדוק מהן דרגות החמצון של אטומי הכרום ושל אטומי הברזל בשתי התגובות. ¾¾ )(2) 2CrO 4 2-(aq) + Fe(s) + 4H3O+(aq ) 2CrO3(s) + Fe3+(aq) + 6H 2O( +6 +3 +6 0 בתגובה ) (2אין שינוי בדרגת החמצון של אטומי Crויש שינוי רק בדרגת החמצון של ,Feלכן הניסוח אינו נכון. 3e ¾¾ )(3) CrO 4 2-(aq) + Fe(s) + 8H3O+(aq ) Cr 3+(aq) + Fe3+(aq) + 12H 2 O( +3 0 +3 3e +6 530בחינת בגרות תשע"ד2014 , בתגובה ) (3יש שינוי בדרגת החמצון של אטומי ,Crויש שינוי בדרגת החמצון של אטומי ,Feלכן הניסוח נכון. ii נחשב כמה מול ) Fe(sהגיבו בתגובה ).(3 m 101gr M W 55.8gr / mol m 101 1.81mol M W 55.8 n נרשום חצי תגובת חמצון וניעזר ביחס בין אטומי Feלבין האלקטרונים העוברים. ¾¾ )Fe(s Fe3+(aq) + 3e- יחס מולים : 3 מספר מולים )(n 5.43 mol 1 ¾¾ 1 : 1.81 mol בתגובה עברו 5.43מול אלקטרונים. ד. i לאטומי Crבפלדה דרגת חמצון 0 ,כי המתכת Crבסגסוגת )תערובת מתכות( מופיעה כיסוד. דרגת החמצון של יסוד שווה ל.0 - ii נרשום ניסוח תגובה מאוזן. )חיזור( 2e מחזר ¾¾ )4Cr(s) + 3O 2(g ) 2Cr2O3(s -2 0 +3 0 )חמצון( 3e בתהליך היווצרות תחמוצת דרגת החמצון של אטומי Crעולה מ- אלקטרונים ,עובר חמצון ומתפקד כמחזר. 0 ל , +3 -לכן Crמאבד בחינת בגרות תשע"ד531 2014 , שאלה 7 א. pH < 7 i ii ¾¾ ) HBr(g) + H 2O( ) H3O+(aq) + Br-(aq H O pH > 7 )2 ( ¾¾ )NaOH (s )¾ Na +(aq) + OH-(aq pH < 7 ¾¾ ) H 2SO 4( ) + 2H 2 O( ) 2H3O+(aq) + SO 4 2-(aq ה pH -של תמיסה תלוי בריכוז יוני ) H3O+(aqאו בריכוז יוני ). OH-(aq ה pH -של תמיסת בסיס גבוה תמיד מה pH -של תמיסה חומצית. נחשב את ריכוז יוני ) H3O+(aqבשתי התמיסות החומציות. ¾¾ ) HBr(g) + H 2 O( ) H3O+(aq) + Br-(aq יחס מולים 1 : 1 : 1 : 1 ריכוז תמיסה )(C 0.03M 0.03M נפח התמיסה )(V 0.3 liter 0.3 liter מספר מולים )(n ¾¾¾ 0.009mol 0.009mol ¾¾ )H 2SO 4( ) + 2H 2O( ) 2H3O+(aq) + SO 4 2-(aq יחס מולים 1 : 2 1 : 1 : ריכוז תמיסה )(V 0.04M 0.02M נפח התמיסה )(V 0.2 liter 0.2 liter מספר מולים )(n 0.008mol ¾¾¾ 0.004mol ככל שריכוז יוני ) H3O+(aqגדול יותר ,ה pH -נמוך יותר. לכן הסידור לפי דירוג pHעולה. H 2SO 4(aq) < HBr(aq) < NaOH (aq) : 532בחינת בגרות תשע"ד2014 , iii ה pH -בתמיסה ) (4שווה ל pH -בתמיסה ) ,(2לכן ריכוז יוני ) H3O+(aqבשתי התמיסות שווה. לפיכך ריכוז יוני ) H3O+(aqבתמיסה ) (4הוא .0.04Mנחשב מהו ריכוז תמיסה ) (4בעזרת ניסוח התגובה. ¾¾ ) HI(g) + H 2O( ) H3O+(aq) + I-(aq יחס מולים 1 : 1 ב. : ריכוז תמיסה )(C 0.04M 0.04M נפח התמיסה )(V 0.2 liter 0.2 liter מספר מולים )(n i : 1 1 ¾ ¾¬ 0.008mol ¾ 0.008mol בערבוב בין שתי התמיסות מתרחשת תגובת סתירה .נבדוק אילו יונים יישארו בתמיסה בעקבות התגובה. תמיסת ): NaOH (aq C = 0.03M V = 0.1liter n = C ⋅ V = 0.003mol H O )2 ( ¾¾ )(3) NaOH (s )¾ Na +(aq) + OH-(aq יחס מולים מספר מולים )(n : 1 0.003mol 1 : ¾ ¾ ¾¾ 1 0.003mol תמיסת ): HBr(aq C = 0.03M V = 0.2 liter n = C ⋅ V = 0.006 mol ¾¾ ) (1) HBr(g) + H 2O( ) H3O+(aq) + Br-(aq יחס מולים מספר מולים )(n : 1 1 : : 1 1 ¾ ¾¾ 0.006mol 0.006mol בחינת בגרות תשע"ד533 2014 , ניסוח נטו לסתירה: ¾¾ )H3O+(aq) + OH-(aq ) 2H 2 O( 2 יחס המולים : 1 : 1 מספר המולים שהוכנס 0.003mol 0.006mol מספר המולים שהגיבו 0.003mol 0.003mol מספר המולים שנותרו 0.003mol ― בתמיסה בתום התגובה יש יונים משקיפים ) Na +(aqו Br-(aq) -ועודף יוני ) H3O+(aqשלא הגיבו. ii ה pH -תלוי בריכוז יוני ) . H3O+(aqלפני ההוספה ה pH -קטן מ .7 -תמיסת NaBrאינה מגיבה עם תמיסת ,HBrלכן מספר המולים של ) H3O+(aqאינו משתנה .נפח התמיסה גדל ,לכן ריכוז יוני ) H3O+(aqבתמיסה קטן ,וה pH -עולה. ג. נחשב כמה מול יוני ) H3O+(aqמגיבים עם כל אחד מהבסיסים שבטבלייה. ¾¾ )(1) Mg(OH) 2(s) + 2H3O+(aq ) Mg 2+(aq) + 4H 2 O( יחס מולים 4 : 1 : 2 : 1 0.2 gr מסה )(m 58 gr/mol מסה מולרית )(MW 0.00345 mol 0.0069 mol מספר מולים )(n ¾¾ )(2) A(OH)3(s) + 3H 3O+(aq ) A3+(aq) + 6H 2O( יחס מולים 6 : מסה )(m מסה מולרית )(MW מספר מולים )(n 1 : 3 : 1 0.2 gr 788 gr/mol 0.00256 mol 0.00768 mol המספר הכולל של מול יוני ) H3O+(aqהמגיבים עם טבלייה אחת של נוגד חומצה הוא . 0.0069 + 0.00768 = 0.01458 mol 534בחינת בגרות תשע"ד2014 , שאלה 8 א. נשווה בין המולקולות של שתי חומצות השומן. חומצה אולאית חומצה לינולאית גודל ענן אלקטרונים 18אטומי פחמן 18אטומי פחמן מספר קשרי C = C 1 2 cis cis, cis איזומר גאומטרי ככל שמספר הקשרים הכפולים במולקולה גדול יותר ,כך המולקולה כפופה יותר. ככל שהמולקולות כפופות יותר ,הן נארזות באריזה צפופה פחות ,ואינטראקציות ון-דר-ולס ביניהן חלשות יותר. לפירוק אינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות החומצה הלינולאית דרושה אנרגיה פחותה מהאנרגיה שדרושה לפירוק אינטראקציות ון-דר-ולס בין מולקולות חומצה אולאית ,מה שיתבטא בטמפרטורת היתוך נמוכה יותר. ב. הטריגליצריד מורכב מחומצה פלמיטית , C16 : 0 ,מחומצה אולאית, C18 :1w9 , ומחומצה לינולאית. C18 : 2w6 , ג. ויטמין המצוי בשמן זית חייב להתמוסס בו .נוסחה IIמתאימה לוויטמין המצוי בשמן זית ,מכיוון שבמולקולות שלו יש חלק הידרופובי גדול ,שיוצר אינטראקציות ון-דר-ולס עם מולקולות הטריגליצרידים שבשמן. למולקולות ויטמין Iיש מוקדים רבים ליצירת קשרי מימן ,לכן ויטמין זה מסיס במים ,ולא בשמן. ד. i ניעזר בניסוח ההמסה של KOHונחשב כמה מול יוני ) OH-(aqהגיבו עם חומצת שומן. H O )2 ( ¾¾ )KOH (s )¾ K +(aq) + OH-(aq יחס מולים : 1 1 0.1M ריכוז )(C 0.00085 liter נפח תמיסה )(V מספר מולים )(n : 1 0.00085 mol יגיבו 0.00085מול יוני ). OH-(aq ¾¾ 0.00085 mol בחינת בגרות תשע"ד535 2014 , ii חומצת השומן מגיבה עם יוני ) OH-(aqביחס 1 : 1לפי הניסוח שנתון בשאלה. נחשב את המסה של חומצה אולאית בדגימה. )OH-(aq יחס מולים מספר מולים )(n 1 חומצה אולאית 1 : 0.00085 mol ¬ 0.00085 mol 282 gr/mol מסה מולרית )(MW מסה )(m 0.24 gr בדגימה 0.24גרם חומצה אולאית. iii ניעזר בנוסחה הנתונה ,ונחשב מהו אחוז החומציות בשמן הזית. 0.24 ⋅100% = 1.2% 20 = ⋅100% מסת חומצה אולאית בדגימה )גרם( מסת הדגימה )גרם( = אחוז החומציות על-פי התקן ,אחוז החומציות המרבי בשמן זית באיכות גבוהה הוא .0.8% אחוז החומציות בדגימת שמן הזית ,1.2% ,גבוה מהתקן ,לכן שמן הזית שנבדק אינו באיכות גבוהה.
© Copyright 2024