עולם הכימיה 20116 בדוק

מוסד לימוד
סוג העבודה
מספר ממ"ן 12
מקצוע
מילות מפתח , , , , , , ,
ציון 98
שנת הגשה 2015
מספר מילים 1584
מספר מקורות 1

תקציר העבודה

פתרון ממ"ן 12
שאלה 1
מסה מולרית (gr/mol) קוטביות שטח פנים חומר I 74
קוטבית – קיים אטום חמצן בעל אלקטרושליליות גבוהה יחסית, ולכן יהיה לו מטען חלקי שלילי בעוד למימן שקשור אליו יהיה מטען חלקי חיובי, והמולקולה אינה סימטרית.
צורה שרשרתית – שטח פנים גדול יותר מצורה כדורית. חומר II 74
קוטבית – קיים אטום חמצן בעל אלקטרושליליות גבוהה יחסית, ולכן יהיה לו מטען חלקי שלילי בעוד למימן שקשור אליו יהיה מטען חלקי חיובי, והמולקולה אינה סימטרית.
צורה כדורית – שטח פנים קטן יותר מצורה שרשרתית. חומר III 74
לא קוטבית –  למרות המולקולה בעלת אטום חמצן אלקטרושלילי מאוד יחסית, היא אינה סימטרית, ולכן המטען החשמלי מפוזר באופן שווה בכל הכיוונים והיא אינה קוטבית. צורה שרשרתית – שטח פנים גדול יותר מצורה כדורית.
חומר IV
1 30 קוטבית – קיים אטום חמצן בעל אלקטרושליליות גבוהה יחסית, ולכן יהיה לו מטען חלקי שלילי בעוד למימן שקשור אליו יהיה מטען חלקי חיובי, והמולקולה אינה סימטרית.
צורה שרשרתית – שטח פנים גדול יותר מצורה כדורית.
א.      אין צורך לסכם את החומר בממן. כוחות ון דר ולס הם כוחות הנובעים ממשיכה חשמלית חלשה הנובעת מקוטביות רגעית או קבועה של המולקולה. בכל מולקולה, גם במולקולות סימטריות, יש עיוותים רגעיים של הענן האלקטרוני מה שמוביל לדו קוטב רגעי. כתוצאה מהדו קוטב מושרה דו קוטב על מולקולה אחרת וכן הלאה, ונוצרת משיכה חשמלית בין הקטבים החיוביים לאלו השליליים של המולקולות. הגורמים המשפיעים על חוזק קשרי ון דר ולס, על פי סדר ההשפעה הם גודל המולקולה (מבוטא במסה מולרית), קוטביות ושטח פנים. ככל שהקשרים הבין מולקולריים חזקים יותר, כך יש להשקיע אנרגיה רבה יותר לפירוקם, וטמפרטורת הרתיחה וההתכה עולה. לחומר IV מסה מולרית גדולה בהרבה מהמסות של שאר החומרים. כלומר, המטען הגרעיני הכולל של אטומי המולקולה הוא הגדול ביותר והענן האלקטרוני הוא הגדול ביותר, ולכן כושר ההתעוותות שלו הוא הרב ביותר ויכולת המשיכה שלו היא הגדולה ביותר.  מסיבה זו, קשרי הון דר ולס בין מולקולות חומר IV הם החזקים ביותר ויש להשקיע אנרגיה רבה יותר לשם פירוקם. בנוסף, המולקולות של חומר IV הן קוטביות. המולקולות הקוטביות נמשכות זו לזו בקצוותיהן המנוגדים מבחינת המטען החשמלי. המשיכה הזו בין הקטבים המנוגדים חשמלית של המולקולה  מבוססת על דו קוטב קבוע והיא חזקה מזו המבוססת על דו קוטב רגעי, ומכונה כוחות דיפול-דיפול. שני גורמים אלו גורמים לכוחות המשיכה בין מולקולות חומר IV להיות החזקים ביותר, כלומר לאנרגיה הדרושה לפירוקם להיות הגבוהה ביותר, קרי – טמפרטורת הרתיחה של החומר היא הגבוהה ביותר (124oC). √ בגלל שהמסות המולריות של החומרים I-III זהות ניתן להתייחס לגורמים האחרים הקובעים את עוצמת –
√ ב.      בקשרי מימן המימן נמשך בצורה חזקה לאטום אלקטרושלילי שיכול להיות N, O, או F, וקשור אליו ישירות.
נוצר מטען חלקי חיובי על אטום המימן, שהופך לפרוטון חשוף כמעט לגמרי מאלקטרונים, ומטען חלקי שלילי על האטום האלקטרושלילי, מה שגורם למשיכה חזקה בין קטבי המולקולות המנוגדים. בין מולקולות המים קיימים קשרי מימן, כך גם בחומר II (בחומר זה יש חלק היכול ליצור קשרי מימן, החלק ההידרופילי, OH, וחלק הידרופובי, שיכול ליצור כוחות ון דר ולס, החלק של הפחמנים והמימנים). חומר שבין המולקולות שלו יש קשרים מסוג מסויים (ון דר ולס או מימן) -√ ג.        לא, תמיסתו המימית של חומר I אינה מוליכה חשמל. בכדי שתתרחש הולכת חשמל דרושים מטענים חשמליים חופשיים וניידים, לדוגמא יונים.
בחומרים מולקולריים דוגמת חומר I אין יונים ולכן לא תתרחש הולכה חשמלית. תמיסות של חומרים יוניים, כמו NaCl מוליכות חשמל: ישנם יונים חופשיים (ממויימים) Na+ ו Cl-.√ ד.      חומרים בהם יש קשרים מולקולריים דומים יתמוססו זה בזה. בחומר III ישנם שני חלקים היכולים ליצור כוחות ון דר ולס (שרשרות הפחמן-מימן), ואלו הם הקשרים הקיימים בין מולקולות החומר עצמו-
טעות ביחסי המולים!! מספר מולי המימן הגפרי הוא: n = m/Mm = 3.4/34 = 0.1 mol מספר מולי האמוניה הוא: n = m/Mm = 1.7/17 = 0.1 mol הגורם המגביל הוא האמוניה ולכן מספר מולי התוצר הוא 0.05 מול. m = n´Mm = 0.05´68 = 3.4 gr חישוב: i. 6.8 gr
2 – ii. NH3.
Mass=0.85 gr טעות נגררת.
א.      √ ב.      i. למימן גופרי, H2S(g) מסיסות נמוכה במים. חומר שבין המולקולות שלו יש כוחות ון דר ולס או קשרי מימן, יתמוסס בחומר שבין המולקולות שלו יש אותו סוג של קשרים. בין מולקולות המים יש קשרי מימן. קשרי מימן נוצרים בין מולקולות בהן יש אטום מימן שקשור לאטום חנקן, פלואור, או חמצן (כמו במים). בין מולקולות המימן הגופרי אין קשרי מימן, אלא קשרי ון דר ולס, כיוון שהמימן לא קשור לאף אחד מהאטומים N,O,F. שני הקשרים שונים בשני החומרים, ולכן המימן הגופרי לא יתמוסס במים.  √ ii. CCl4, CH4. כאמור, חומרים בעלי אותו סוג של קשרים בין מולקולריים מתמוססים זה בזה. בין מולקולות שני החומרים הנ"ל קיימים קשרי ון דר ולס, בדומה למימן הגופרי (כל אלו הם חומרים הידרופוביים), ולכן הם ימיסו את המימן הגופרי. iii. √ ג.        האמוניה היא גז בטמפ' החדר ואילו האמוניום הגפרי הוא מוצק, במילים אחרות:
נקודת ההתכה של האמוניום הגפרי גבוה מזו של האמוניה. אמוניום גפרי הוא חומר יוני ואילו האמוניה היא חומר –