ZADANIA Z CHEMII - sylwester_stepniak.users.sggw.plsylwester_stepniak.users.sggw.pl/Z_13.pdf ·...
4
ZADANIA Z CHEMII Stechiometria – reakcje z nadmiarem jednego z substratów Stechiometria – jest to metoda analizy, w której wykorzystuje się reakcje chemiczne, a w obliczeniach analizy ilościowej – równanie reakcji chemicznej. Z równania reakcji chemicznej odczytuje się informacje, w jakim stosunku molowym reagują substancje. Liczbę moli (n) substancji można obliczać i wyznaczać na cztery różne sposoby: M m n = [1] A N N n = [2] m r c V n ⋅ = [3] V s V n − = [4] gdzie: m – masa substancji M – masa molowa substancji N – liczba elementów substancji N A – liczba Avogadro V r – objętość roztworu c m – stężenie molowe substancji V s – objętość substancji – objętość molowa substancji − V Zadanie 1. Obliczyć masę soli powstałej w wyniku dodania do 50 cm 3 roztworu kwasu fosforowego(V) o stężeniu 0,3 mol/dm 3 1,11 g wodorotlenku wapnia. Dane: V r = 50 cm 3 c m = 0,3 mol/dm 3
Transcript of ZADANIA Z CHEMII - sylwester_stepniak.users.sggw.plsylwester_stepniak.users.sggw.pl/Z_13.pdf ·...
ZADANIA Z CHEMII
Stechiometria – reakcje z nadmiarem jednego z substratów
Stechiometria – jest to metoda analizy, w której wykorzystuje się reakcje chemiczne, a w obliczeniach analizy ilościowej – równanie reakcji chemicznej.
Z równania reakcji chemicznej odczytuje się informacje, w jakim stosunku molowym reagują substancje.
Liczbę moli (n) substancji można obliczać i wyznaczać na cztery różne sposoby:
Mmn = [1]
ANNn = [2]
mr cVn ⋅= [3]
VsV
n −= [4]
gdzie:
m – masa substancji
M – masa molowa substancji
N – liczba elementów substancji
NA – liczba Avogadro
Vr – objętość roztworu
cm – stężenie molowe substancji
Vs – objętość substancji
– objętość molowa substancji −
V
Zadanie 1.
Obliczyć masę soli powstałej w wyniku dodania do 50 cm3 roztworu kwasu fosforowego(V) o stężeniu 0,3 mol/dm3 1,11 g wodorotlenku wapnia.
Dane:
Vr = 50 cm3
cm = 0,3 mol/dm3
gmOHCa
11,12)(=
molgMOHCa
/742)(=
Należy obliczyć:
?243 )( =POCam
Rozwiązanie:
2 H3PO4 + 3 Ca(OH)2 = Ca3(PO4)2 + 6 H2O
Z równania reakcji wynika, że substraty reagują w stosunku molowym:
32
2
43
)(
=rOHCa
rPOH
nn
[5]
Ponieważ w treści zadania podane są informacje ilościowe o obu substratach reakcji, to zachodzi
podejrzenie, że jeden z substratów jest w nadmiarze.
Zadanie, zatem należy rozwiązać w dwóch etapach:
I. Sprawdzenie, czy substraty są w ilościach stechiometrycznych
Możliwe są 3 przypadki:
1. 32
2
43
)(
=OHCa
POH
nn
, co oznacza, że substraty są w ilościach stechiometrycznych i masę soli,
jaka powstanie w tej reakcji można obliczać zarówno z liczby moli pierwszego, jak też z
drugiego substratu.
2. 32
2
43
)(
>OHCa
POH
nn
, co oznacza, że H3PO4 jest w nadmiarze i masę soli, jaka powstanie w tej
reakcji można obliczać jedynie z liczby moli Ca(OH)2.
3. 32
2
43
)(
<OHCa
POH
nn
, co oznacza, że Ca(OH)2 jest w nadmiarze i masę soli, jaka powstanie w tej
reakcji można obliczać jedynie z liczby moli H3PO4.
Wykorzystując dane zadania należy obliczyć: 2
24343
2
43
)(
)(
)( OHCa
OHCaPOHPOH
OHCa
POH
mMcV
nn ⋅⋅
=
Wstawiając dane otrzymuje się: 111,1
743,005,0
2
24343
2
43
)(
)(
)(
=⋅⋅
=⋅⋅
=OHCa
OHCaPOHPOH
OHCa
POH
mMcV
nn
A zatem: 32
2
43
)(
>OHCa
POH
nn
, co oznacza, że H3PO4 jest w nadmiarze i masę soli, jaka powstanie w
tej reakcji można obliczać jedynie z liczby moli Ca(OH)2.
II. Obliczenie masy produktu z ilości substratu, który nie jest w nadmiarze
2 H3PO4 + 3 Ca(OH)2 = Ca3(PO4)2 + 6 H2O
Z równania reakcji wynika, że: 31
2
243
)(
)( =OHCa
POCa
nn
[6]
Wykorzystując wielkości podane w treści zadania, równanie [6] przekształca się:
31
2243
2243
)()(
)()( =⋅
⋅
OHCaPOCa
OHCaPOCa
mMMm
[7]
Jedyną niewiadomą w równaniu [7] jest . 243 )(POCam
A zatem: gM
mMm
OHCa
OHCaPOCaPOCa 55,1
74311,1310
31
2
2243
243)(
)()()( =
⋅⋅
=⋅
⋅=
Zadania do samodzielnego rozwiązania:
1. Oblicz stężenie soli w roztworze otrzymanym w wyniku dodania do 100 cm3 roztworu NaOH
o stężeniu 0,01 mol/dm3 100 cm3 roztworu H2SO4 o stężeniu 0,01 mol/ dm3.
Odp.: csoli = 0,025 mol/dm3.
2. Do 50 cm3 roztworu kwasu siarkowego (VI) o stężeniu 18,0 mol·dm-3 wrzucono 5 g miedzi. Jaki gaz i w jakiej objętości wydzielił się w wyniku tej reakcji? Odp.: V(SO2) = 1,76 dm3.
3. Zmieszano 50 cm3 roztworu BaCl2 o stężeniu 0,240 mol/dm3 z 50 cm3 roztworu kwasu siarkowego o stężeniu 0,420 mol/dm3. Oblicz masę powstałego BaSO4. Odp.: msoli = 2,8 g.
4. Mieszanina wodoru i azotu zawiera po 20 moli gazów. Po pewnym czasie w mieszaninie utworzyło się 6 moli NH3. Podaj skład końcowy mieszaniny. Odp.: 11 moli H2, 17 moli N2, 6 moli NH3.
5. Zmieszano 100 cm3 powietrza z 50cm3 wodoru. Po spaleniu H2 i skropleniu pary wodnej objętość gazów wynosiła 87,2 cm3. Jaki procent objętościowy powietrza stanowi tlen? Odp.:%O2 = 20,93.
6. Do syntezy amoniaku użyto mieszaniny składającej się z 70 cm3 wodoru i 25 cm3 azotu. W wyniku reakcji otrzymano 24 cm3 NH3. Oblicz po ile cm3 azotu i wodoru znajduje się w mieszaninie poreakcyjnej. Odp. 13 cm3 N2, 34 cm3
H2.
7. Do roztworu zawierającego 0,2 mola FeCl3 dodano 200 cm3 roztworu NaOH o stężeniu 1,50 mol/dm3. Oblicz masę wytrąconego osadu. Odp.: m = 10,7 g.
8. Do 50 cm3 roztworu H2SO4 o gęstości 1,14 g·cm-3 o stężeniu 20 % dodano 50 cm3 roztworu NaOH o stężeniu 8,0 mol/dm3. Oblicz masę powstałej soli. Odp.: msoli = 16,5 g.
9. Do 25 cm3 20% roztworu HCl o gęstości 1,10g·cm-3 dodano 50 cm3 roztworu NaOH o stężeniu 2,0 mol/dm3. Oblicz masę powstałej soli. Odp.: msoli = 5,85 g.
10. Przy prażeniu 10,0 ton pirytu (minerał zawierający FeS2) otrzymano 3500 m3 SO2 (warunki normalne). Jaki procent zanieczyszczeń zawierał piryt? Odp.: %zanieczyszczeń = 6,41.
