CALCULE PE BAZA FORMULEI CHIMICE

Transkript

1 CALCULE PE BAZA FORULEI CHIICE O).. Deteriarea raportului atoic. Exeplu:H SO 4 raport atoic: H : S : O : ::4 (la atoi H corespud, ato S şi 4 atoi. Deteriarea asei oleculare. olul. Exeplu: H SO 4 HSO4 A H + A S + 4A O ua. ol H SO 4 98g ol subst g oli subst g - asa olară asa uui ol î grae Exeplu: Câţi oli se găsesc î 49g acid sulfuric? HSO4 49 g? ,5 oli H SO 4 HSO4 98 ua 3. Deteriarea raportului de asă. Exeplu: HSO4 98 ua raport de asă: H : S : O : 3 : 64 : 6 : 3 4. Deteriarea copoziţiei procetuale a) procete de asă - di asa oleculară: HSO4 98 ua 98g H SO g H g S g O 00 g H SO x g H y g S z g O x,04 g H y 3,65 g S - di raport de asă z 63,30 g O R :,04 % H; 3,65 % S; 63,30 % O. H : S : O : 6 : 3 49 g H SO g H g S g O 00 g H SO x g H y g S z g O

2 x,04 g H y 3,65 g S z 63,30 g O R :,04 % H; 3,65 % S; 63,30 % O. b) procete de volu U aestec gazos coţie l H şi 3 l N. Să se deterie copoziţia î procete de volu. 5 l aestec l H l N 00 l aestec x l H y l N x 40 l H c) procete olare y 60 l N R: 40 % H ; 60 % N Îtr-u aestec gazos se găsesc ol Cl şi 3 oli H. Să se deterie copoziţia î procete olare. 4 oli aestec ol Cl oli H 00 oli aestec x oli Cl y oli H x 5 oli Cl y 75 oli H R: 5 % Cl ; 75 % H ** Procetele de volu procete olare. 5. Deteriarea catităţii ditr-u eleet, coţiută îtr-o auită catitate de substaţă. Exeplu: Ce catitate de sulf se găseşte î 96 g acid sulfuric? HSO4 96g S? HSO4 98 ua 98 g H SO g S 96 g HSO x g S x 64 g S R: 64 g S 6. Deteriarea catităţii ditr-o substaţă ce coţie o auită catitate ditr-u eleet. Exeplu: Ce catitate de acid sulfuric coţie 3 g oxige? O 3 g H SO 4? 98 g H SO g O x g H SO g O H SO 4 98 ua x 49 g H SO 4

3 3 R: 49 g H SO 4 CALCULE CHIICE PE BAZA ECUAŢIEI REACŢIEI CHIICE. Uităţi de ăsură: asă volu oli g c 3 (l) ol g d 3 ( l ) ol kg 3 kol t - -. Algoritul de calcul : - otarea datelor probleelor; - scrierea ecuaţiei reacţiei chiice; - arcarea substaţelor care se iau î calcul; - trecerea datelor probleei pe ecuaţia reacţiei; - otarea aselor olare îulţite cu coeficieţii; - efectuarea calculelor. Exeplu:a) Ce catitate de apă (expriată î grae şi oli ) se obţie pri arderea a 8 g hidroge? H 8 g 8g x O? H + O H O O? 8 H O 3 x HO g H O oli H O R: 7 g H O; 4 oli H O **Catităţile cuoscute de substaţe se pot expria î uităşi de asă, valu sau oli. Pe ecuaţie se pot trece î acelaşi tip toate cele trei tipuri de uităţi de ăsură,dar petru o substaţă se foloseşte aceeaşi uitate de ăsură. b) 30 g zic reacţioează cu o soluţie de acid clorhidric. Se cere: a) uărul de oli de clorură de zic obţiută;

4 4 b) voluul de hidroge degajat (c..) Z 30g 30g x oli y l ZCl? Z + HCl ZCl + H V H? 65,4 30 a) x oli ZCl 65 30,4 b) y 44,8 l H 65 R: oli ZCl ; 44,8 L H.. Deteriarea forulei oleculare. Petru deteriarea forulei oleculare trebuie să se cuoască forula procetuală, sau raportul de aă şi asa oleculară. Se trasforă raportul de asă î raport atoic,îpărţid catitatea corespuzătoare la asele atoice şi apoi rezultatele la uărul cel ai ic obţiut, astfel îcât să obţie valori îtregi. Se obţie forula brută, iar petru stabilirea forulei oleculare, ai ales la substaţele orgaice, trebuie să ţie cot de asa oleculară. Procetul de oxige,la substatele orgaice, u se deteriă experietal ci pri difereţă ; dacă sua procetelor este 00, substaţa u coţie oxige, dacă u este 00 se calculează procetul de oxige pri difereţă. Exeplu: a) Osubstaţă coţie,58 % hidroge,, % azot şi 76,9 % oxige. Să se deterie forula oleculară.,58 % H H:,58,58, % N N:, 4,58 :,58 f.. HNO 3 76,9 % O O: f..? 76,9 6 4,76 3 b) O substaţă coţie 8,8 % carbo, 8,8 % hidroge şi are asa oleculară 44.Să sedeterie forula oleculară. 8,8 % C 00 ( 8,8 + 8,8 ) 0,0 0 > substaţa u coţie 8,8% H oxige

5 5 44 C: f..? H: 8,8 8,8 6,8 : 6,8 ( C H.,67 ) 8,8,67 +, > f..: C 3 H 8 c) Pri arderea a 4,6g substaţă orgaică se obţi 4,48 l dioxid de carbo şi 5,4g apă. Desitatea î raport cu aerul a substaţei este,59. Să se deterie forula oleculară a substaţei. s.o. 4,6g V CO 4,48 l HO 5,4g d aer,59 f..? - se deteriă catităţile de C, H, O.,4 l CO g C 8g H O g H 4,48 l CO xg C 5,4g H O yg H x,4 g C y 0,6 g H 4,6g subst. org. (,4g C + 0,6g H ),6g O - se deteriă d aer aer >,59 8, se deteriă f.. etode I C: H: O:,4 0,6,6 6 0, (C H 6 O ) forula brută 0,6 : 0, 6 ( ) 46 0, > f..: C H 6 O etoda II 4,6 g s.o ,4 g C ,6 g H ,6 g O

6 6 46 g s.o x g C y g H z g O x 4 g C C 4 atoi C y 6 g H H 6 6 atoi H > f..: C H 6 O z 6 g O O 6 6 ato O I. LEGEA CONSERVĂRII ASEI SUBSTANŢELOR IN REACTIA CHIICĂ. Sua aselor reactaţilor sua aselor produşilor de reacţie. Exeplu: Ce catitate de oxige este ecesară petru ca di 0 g calciu să se obţiă 8 g CaO? Ca 0 g CaO 8 g Ca + O CaO Ca + O CaO O? 0 + O 8 O 8 g R: 8 g O I. LEGEA ECHIVALENŢILOR CHIICI. Două substaţe reacţioează ître ele î catităţi proporţioale cu echivaleţii lor chiici. Echivalet chiic ( echivalet gra), Eg catitatea de substaţă ce reacţioează cu g H sau 8 g O. Reguli de stabilire a Eg: Eg etal A - valeţa etalului Eg Ca 40 0g Eg (OH) r. grupărilor hidroxil Eg Fe(OH) ,66 g Eg acid 98 valeţa radicalului Eg HSO4 49 g

7 7 Eg sare. x -val et., x- idice Eg Fe(SO4) ,66 g 3. 6 Eg redox uărul electroilor schibaţi, depide de reactia ce are loc. Eg A A Eg B B Exeplu: Oxidul uui etal divalet coţie 8,57 % oxige. Să se deterie etalul. O 8,57 g 00 8,57 7,43g Eg O 8g O Eg Eg O > 8,57 7,43 8 Eg > Eg 0g Eg A > A 40 ua > : Ca V. LEGILE GAZELOR. a) La trecerea uui gaz ditr-o stare, caracterizată pri paraetrii p, V, T, itr-o stare, caracterizată pri paraetrii p, V, T, ître aceste ării există relaţia: p V T p T V Exeplu: Cuoscâd că la 0 o C, presiuea uei catităţi de azot ditr-u recipiet este de atosfere, să se afle la ce teperatură azotul di recipiet va avea presiuea de 6 atosfere. p at. t 0 o C T K p 6 at. p V T p T V V V T p p T K T? t o C R: 606 o C

8 8 b) Legea lui Avogadro - Volue egale de gaze diferite,aflate î aceleaşi codiţii de teperatură şi presiue, coţi acelaşi uăr de particule. - N A 6, ol catitatea de substaţă egală cu asa oleculară expriată î grae; - Voluul olar voluul ocupat de ol de gaz î codiţii orale (0 o C, at.) V,4 l V V Exeplu: Să se deterie: uărul de oli, uărul de olecule şi voluul ocupat î c.. de 0 kg hidroge. H ua 0 > 5 oli H N H N A 5 6, ,5 0 3 olecule V H V 5,4 l c) Deteriarea asei oleculare şi a desităţii gazelor. - desitatea absolută - asa uităţii de volu., dacă şi V V ( c.. ) > V, 4 g/l,,4 - desitatea relativă ( d) arată de câte ori desitatea uui gaz este ai are decât desitatea gazului de referiţă. d /,4 /,4 > d Cel ai des se utilizează desităţile relative ale gazelor faţă de hidroge şi aer : d ; 8,9 d aer 8,9 Exeplu: ) Să se deterie şi daer a oxigeului. 3,4, 4,48 g/l daer 3 8,9 8, 9,07 ) 0, g substaţă gazoasă, cu olecula diatoică,ocupă î c.. u volu de, l. Să se deterie substaţa gazoasă. V V > 0,,,4 > > A gazul : H

9 9 d) Ecuaţia de stare a gazelor perfecte. - codiţii orale : p o at., t o 0 o C ( T 73 K ), V,4 l povo To pv T povo To R R costata geerală a gazelor perfecte > petru ol de gaz pv RT; petru oli pv RT - ecuaţia de stare a gazelor perfecte. at.,4 l/ol R 73 K 0,08 l at/k ol R 760 Hg K c c3 Hg / K ol,03 R 0 5 N/,4 73 K 3 /kol 8,3 0 3 J/kol K Exeplu: Ce volu ocupă 4, g Cl la 73 o C şi 6 at.? Cl 4,5 g t 73 o C > T K p 6 at. pv RT ; V? pv RT V RT 4,4 0,08 p ,49 l Cl R:,49 l Cl d) Legea presiuulor parţiale. ( legea lui Dalto) - presiue parţială presiuea pe care o are u gaz dacă s-ar găsi sigur î vas ( Pi); - presiuea uui aestec de gaze este egală cu sua presiuilor parţiale ale gazelor copoete ale aestecului ( legea lui Dalto); P P + P + P P - fracţia olară ( x i ) raportul ditre uărul de oli ai uui copoet şi uărul total de oli;

10 0 x i i ; x i - Pi x i P > P x P + x P + x 3 P P - petru u aestec de gaze se deteriă - asa oleculară edie, - desitatea absoluteă edie şi d - desitatea relativă edie. + x x ;,4 g/l ; d aer. aer x Exeplu : Se dă u aestec de gaze ce coţie : 0,5 oli CO, 33,6 l CO, 8g H şi 0,00 koli N. Să se deterie : ; şi d aer. CO 0,5 oli CO 44 V CO 33,6 l CO 33,6,4,5 oli CO 8 H 8g H 8 4 oli H N 0,00 koli N ol N 8 a. 0,5 +, oli CO CO + CO CO + H H + N N 0,5, ,8 4,8,4, 4 0,6375 g/l d aer 4,8 8, 9 aer 0,494. Exeplu : Îtr-u rezervor de 8 l se află, la 35 o C, u aestec de H şi N. Ştiid că î rezervor se găsesc oli N şi că presiuea parţială a hidrogeului este de 0,8 at., să se deterie presiuea totală a aestecului de gaze. P P N + P H PV RT P N V N RT T K

11 P N 0, ,3 at. P 6,3 + 0,8 7, at. R : 7, at. Cocetraţia soluţiilor. a) Cocetraţia procetuală ( % ) grae substaţă dizolvate î 00 g soluţie. d asa substaţei dizolvate; s asa soluţiei; s g soluţie d g subst.dizolvată 00 g soluţie C g subst. dizolvată C cocetraţia procetuală d + HO s C d 00 s Exeplu : Ce cocetraţie are soluţia obţiută pri dizolvarea a 30 g sare î 70 g apă? sare 30 g s g apă 70 g C? C d s 00 0 % R: C 0 % ** pe ecuaţie se trece totdeaua d Exeplu : Zicul reacţioează cu 300 g soluţie de acid clorhidric de cocetraţie 36,5 %. Ce volu de hidroge se obţie ( c..)? s 300 g 09,5 g x l C 36,5 % Z + HCl ZCl + H V H? 36,5,4 d C s 00 d , ,5,4 x 36,5 09,5 g HCl 33,6 l H R: 33,6 l H

12 ** Cocetraţia procetuală a soluţiilor de cristalohidraţi se raportează la sarea ahidră. Exeplu: Ce cocetraţie procetuală va avea soluţia obţiută pri dizolvarea a 5 g CuSO 4 5 H O î 75 g apă? CuSO4 5 HO 5 g 50 g CuSO 4 5 H O g CuSO 4 HO 75 g 5 g CuSO 4 5 H O x g CuSO 4 C? CuSO4 5 HO CuSO4 + 5 HO x 5 x g CuSO 4 ( d ) ua s CuSO4 5 HO + HO g C d s ,33 % R: C 5,33 % ** Solubilitatea substaţelor di puct de vedere catitativ,se expriă pri asa de substaţă dizolvată î 00 g apă, petru a obţie o soluţie saturată. Exeplu: La 60 o C solubilitatea iodurii de potasiu este de 45 g / 00 g apă. Care este cocetraţia procetuală a soluţiei? KI 45 g s KI + HO g HO 00 g C? C d s ,03 % R: C 3,03 % ** Î reacţiile chiice î care reactatul este acidul sulfuric, î practică se foloseşte frecvet,soluţia de oleu - SO 3 dizolvat î acid sulfuric. Exeplu: Ce catitate de oleu 0 % SO 3 este ecesară petru a prepara 300 g soluţie H SO 4 98 %? ( la adăugarea oleuului î apă trioxidul de sulf reacţioează cu apa şi forează acid sulfuric). Oleu 0 % SO 3 la 0 g SO 3 corespud 80 g H SO 4

13 3 0g x SO 3 + H O H SO x 0 x ,5 g H SO ,5 04,5 > 00 g oleu va fora 04,5 g H SO 4, deci oleuul se va coporta ca o soluţie de acid sulfuric de cocetraţie 04,5 % HSO4 di oleu HSO4 di sol.98 % otă cu a asa de oleu C d C 00 > d s 00 s 04, a 300 > a 8,33 g oleu 00 R: 8,3 g oleu. b) Cocetraţia olară ( olaritatea ) uărul de oli dizolvaţi î u litru soluţie. Vs - voluul soluţiei; Vs l soluţie oli subst. dizolvată uărul de oli l soluţie C oli subst.dizolvată C cocetraţia olară d C ; > C Vs Vs Exeplu : Se dizolvă 80 g NaOH î apă şi se obţi 4 l soluţie. Să se deterie cocetraţia olară a soluţiei. NaOH 40 ua NaOH 80 g C? d oli NaOH C 0,5 R: C 0,5 Vs 4 Exeplu : Ce catitate de ageziu reacţioează cu 500 l soluţie de HCl 0,5?

14 4 Vs 500 l 0,5 l x g 0,5 ol C 0,5 g + HCl gcl + H g? 4 C Vs 0,5 0,5 0,5 oli HCl x 4 0,5 3 g g R: 3 g g c) Cocetraţia orală ( oralitatea) C N uărul de echivaleţi gra / l soluţie. Eg echivaletul gra; e uărul de echivaleţi gra; Vs voluul soluţiei. l soluţie C N echivaleţi gra Vs l soluţie e echivaleţi gra e C N Vs echivalet gra Eg grae e echivaleţi gra d grae e d Eg Exeplu: Se obţi litri soluţie pri dizolvarea î apă a 37 g hidroxid de calciu.să se deterie cocetraţia orală a soluţiei. Ca(OH) 37 g Vs l C? Eg Ca(OH) g e d 37 Eg 37 e C N 0,5 N R: CN 0,5 N Vs 3. Puritatea substaţelor. p asa pură p + ipurităţi i

15 5 i asa ipură p puritatea ( % ) i g subst.ipură p g subst. pură 00 g subst.ipură p g subst. pură p p 00 i ** pe ecuaţie se trece totdeaua p. Exeplu: a) Ce catitate de calcar de puritate 80 % este ecesară petru a obţie 560 g oxid de calciu? CaO 560 g x 560 g p 80 % CaCO 3 CaO + CO i? CaCO3 00 CaO 56 x g CaCO 3 (p) P p 00 i i g calcar R: 50 g calcar 80 %. b) Ce catitate de oxid de calciu de obţie di 500 g calcar de puritate 80 %? calcar 500 g 400 g x p 80 % CaCO 3 CaO + CO CaO? p p 00 p i g CaCO 3 x g CaO R: 4 g CaO 4. Radaet.

16 6 Cp catitatea practică catitatea de aterie priă care se trasforă sau catitatea de produs obţiută; Ct catitatea teoretică catitatea de aterie priă luată î lucru ( ar trebui să se trasfore),sau catitatea de produs care se obţie dacă toată ateria priă se trasforă. - radaet procetul di ateria priă luată î lucru care se trasforă î produşi de reacţie. Ct at priă luată î lucru Cp at. priă setrasforă Cp 00 Ct ** Cp, Ct se pot expria î uităţi de asă,volu sau oli. Exeplu: Pri reacţia a 4 g azot cu hidrogeul rezultă 5 g aoiac. Cu ce radaet s-a lucrat? N 4 g 4g x NH3 g N + 3 H NH 3? 8 7 Cp x Ct 8 7 g NH ,3 % 7 R: 88,3 % ** N 4g Ct N este reactat, această catitate se ia î lucru; NH3 g Cp NH 3 este produs de reacţie,această catitate se obţie; dacă pe ecuaţie se trece Cp, se calculează Cp; dacă pe ecuaţie se trece Ct, se calculează Ct; Cp şi Ct corespud la aceeaşi substaţă. ** Î idustria chiică orgaică ateria priă etrasforată se separă şi se reitroduce î procesul de fabricaţie, astfel se realizează o trasforare a ateriei prie î procet ai are. De aceea se folosesc oţiuile: Cu (coversie utilă), Ct (coversie totală), ( R ) (radaet). Cu - catit. de at. priă trasf. î produs util x 00 / catit. totală de at.priă

17 7 Ct cat. de at. priă trasforată x 00 / catit. totală de at. priă u uăr de oli trasforaţi î produs util; t uăr de oli trasforaţi ; uăr total de oli. Cu u 00 ; Ct t Cu 00; 00. Ct Exeplu: Se fabrică acetileă pri procedeul arcului electric. Gazele ce părăsesc cuptorul de cracare coţi î volue: 3 % acetileă, 7 % eta şi restul hidroge. Să se deterie Cu, Ct şi ( ) oli H î reacţia II CH 4 C H + 3 H u 6 oli 0,5 t 6 + 0,5 36,5 oli CH 4 C(s) + H 63,5 oli 7 7 Cu ,94 % 63,5 CH 4 CH 4 Ct 36, ,48 % 63,5 63, ,94 57, , %. R: Cu 40,94 %; Ct 57,48 %; 7, %.