Otthon » A gomba pácolása » A fehér foszfor molekula tömege 2,06.

A fehér foszfor molekula tömege 2,06.

  1. Hogyan határozzuk meg a vasból, cukorból, kénből és folyami homokból álló keverék összetevőinek tömeghányadát. Írja le a műveletek sorrendjét!
  2. A mészkő olyan ásvány, amelynek fő összetevője a kalcium-karbonát (CaCO 3). A mészkő kalcinálása (hosszú melegítés) kalcium-oxidra (oltott mész) és szén-monoxidra (IV) (szén-dioxidra) bomlik. Két 10 g tömegű mészkőminta égetésekor az egyik esetben 2,24 liter, a másikban 2 liter gáz szabadult fel. (normál körülmények között mért térfogatok). Ez a tény ellentmond az anyagok tömegének megmaradásának törvényének? Magyarázza meg válaszát alábbiak szerint:
    1. írja le a reakcióegyenletet;
    2. indokolja az eredmények eltérésének okát a szükséges számítások elvégzésével.
  3. Fehér foszfor - viaszos, sötétben világít, rendkívül mérgező anyag. Egyenlő térfogatú hidrogén és gőz fehér foszfor at normál nyomásés 300°C tömege 12,4 g, illetve 0,2 g Határozza meg a fehér foszfor molekula összetételét? Magyarázza meg válaszát, és írja le részletesen az érvelését.
  4. IN eleje XIX században a katonák bádoggombjainak tárolására szolgáló negyedmesteri raktár ellenőrzésekor kiderült, hogy azok eltűntek. Szürke port találtak a dobozokban, ahol a gombokat tárolták. A dobozok tartalmának lemérése azt mutatta, hogy a por súlya megegyezik a gombok súlyával. A körülmények tisztázása és az eset helyszínének vizsgálata során kiderült, hogy a raktár már régóta lakat alatt volt. hideg tél, nem volt fűtés és nem ment oda senki. Keress magyarázatot erre a „bűnözésre”. Fizikai vagy kémiai tulajdonságokra utal ezt a jelenséget? Válaszát indokolja.
  5. Pótold a hézagokat a reakcióegyenletekben
    1. 4P + … → 2P 2 O 5
    2. 2H 2S + 3… → 2H 2O + 2SO 2
    3. C 2 H 2 + 5O 2 → 4 …+ 2H 2 O
    4. …+3O 2 → CO 2 + 2SO 2
    5. 4 ... + 13O 2 → 4CuO + 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

MEGOLDÁSOK

  1. Megoldó elem
    1. Mérjük le a keveréket.
    2. Mágnessel kivonjuk a vasat és lemérjük.
    3. Helyezze vízbe a maradék kén, só és homok keveréket.
    4. A ként flotációval elválasztjuk és lemérjük.
    5. A folyami homokot leszűrjük és száradás után lemérjük.
    6. A maradék oldatot bepároljuk és sót kapunk, amit szintén lemérünk.
    7. A komponensek tömeghányadát úgy kapjuk meg, hogy az egyes komponensek tömegét elosztjuk a teljes keverék tömegével.
  2. Megoldó elem
    1. Reakcióegyenlet felállítása
      CaCO 3 = CaO + CO 2
    2. Mennyiség keresése szén-dioxid két esetben
      ν 1 (CO 2) = 2,24 l: 22,4 l/mol = 0,1 mol
      ν 2 (CO 2) = 2, l: 22,4 l/mol = 0,09 mol
    3. Megtalálás mennyiségi összefüggések reakció résztvevői két esetben
      ν 1 (CaCO 3) = ν1 (CaO) = ν 1 (CO 2) = 0,1 mol
      ν 2 (CaCO 3) = ν2 (CaO) = ν 2 (CO 2) = 0,09 mol
    4. A kalcium-karbonát tömegének meghatározása két esetben
      m 1 (CaCO 3) = 0,1 mol x 100 g/mol = 10 g
      m 2 (CaCO 3) = 0,09 mol x 100 g/mol = 9 g
    5. A szén-dioxid tömegének meghatározása két esetben
      m 2 (CO 2) = 0,1 mol x 44 g/mol = 4,4 g
      m 2 (CO 2) = 0,09 mol x 44 g/mol = 3,96 g
    6. A kalcium-oxid tömegének meghatározása két esetben
      m 1 (CaO) = 0,1 mol x 56 g/mol = 5,6 g
      m2 (CaO) = 0,09 mol x 56 g/mol = 5,04 g
    7. A tömegmegmaradás törvényének megerősítése két esetben
      m (CaCO 3) = m (CO 2) + m (CaO)
      10 g = 4,4 g + 5,6 g 10 = 10
      9 g = 3,96 g + 5,04 g 9 = 9
    8. Magyarázatok az eredmények eltéréseinek okaira
      A második minta valószínűleg 1 g szennyeződést tartalmaz, amelyek nem bomlanak le, vagy a bomlás során nem képződnek gáznemű termékek.
  3. Megoldó elem
    1. Az Avogadro törvénye szerint azonos körülmények között azonos térfogatú különböző gázok azonos számú molekulát tartalmaznak. Ez azt jelenti, hogy az azonos térfogatú edények tartalmaznak ugyanaz a szám molekulák.
    2. 12,4: 0,2 = 62, hogy a fehér foszformolekulák hányszor nehezebbek, mint a hidrogénmolekulák (ugyanolyan térfogatban). Egy foszformolekula ugyanannyiszor nehezebb, mint egy molekula hidrogén.
    3. Mivel a hidrogénmolekula két atomból áll, a fehér foszformolekula 124-szer nehezebb, mint egy hidrogénatom.
    4. Mivel a hidrogénatom tömege megegyezik a standard tömegével (a szénatom tömegének 1/12-e), a fehér foszfor relatív molekulatömege 124.
    5. A fehér foszfor molekulájában a foszforatomok száma
      Mr(fehér foszfor): Ar(P) = 124:31 = 4
      Válasz: R 4
  4. Megoldás elem
    1. Alacsony hőmérsékleten egy allotróp módosulásón (fehér) másikba (szürke ón) változott.
    2. arról beszélünk kémiai jelenség, hiszen az eredetitől eltérő tulajdonságokkal rendelkező új anyag keletkezett.
  5. Megoldó elem
    1. 4P+ 5О 2→ 2P 2 O 5
    2. 2H2S+ 3О 2→ 2H 2 O + 2 SO 2
    3. 2C 2 H 2 + 5O 2 → 4CO2+ 2 H 2 O
    4. CS 2+ 3O 2 → CO 2 + 2SO 2
    5. 4 CuFeS 2+ 13O 2 → 4CuO + 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

Egy egyszerű anyag a foszfor; Latin név– Foszfor; megnevezés – P.

A foszfor izotópjai a tóruszörvények 90500-98500 elektronszakaszát fedik le.

A névleges foszforatom 95 200 elektronszakaszból áll.

A neon-, nátrium-, magnézium-, alumínium- és szilícium atomok eredeti tórusz örvényeit összetörték négy oldala, és foszforral ötről összetörik.

Köztes állapotban a foszforatom egy ötsugaras csillag, a sugarak végén hurkokkal.

Kagylóformájában a foszforatom a nitrogénatomhoz hasonlít, azzal a különbséggel, hogy hosszabb végei vannak (sugarak), és nem három, hanem öt van belőlük.

A hosszabb vége rugalmasabbá teszi őket, így párban összetapadnak. Ebben az esetben nemcsak a hurkok záródnak, hanem az ereszcsatornáik is.

Miután a páros végei összetapadnak, a csillag ötödik vége szabad marad (ennek a végnek nincs párja).

Az ilyen atomok aktív elemei a szabad végek hurkai és barázdái.

Nevezzük atomnak a kagyló atomokból álló foszfort.

Az atomfoszfor jellegzetes vegyülete az atomjainak hidrogénatomokkal való kombinációja. A hidrogénatom gyűrűje könnyen hozzátapad a foszforatom szabad végének hurkához.

A hőmérséklet emelkedésével a foszforatomok zárt végei kinyílnak, és a hidrogénatomok hozzátapadnak a hurkokhoz.

Először is megnyílik az atom szabad végével szomszédos pár. A második pár magasabb hőmérsékleten nyílik.

Ennek eredményeként az atomfoszfor teljes tömegében PH, PH 3, PH 5 molekulák képződnek.

Vegyük észre az atomfoszfor egyik jellemzőjét: hideg izzását; a következőképpen merül fel.

A hideg állapotban lévő foszforatom termikus rezgései a szabad végén koncentrálódnak. Sőt, a vége olyan hosszú, hogy elférjen páratlan szám rezgő húrok. Külső behatás során rezgések járják körbe az atomot különböző oldalakés menj a szabad végére. Ott az utolsó húron konvergálnak, és amplitúdójuk összeadódik. Az utolsó húr oszcillációinak eredő amplitúdója még szobahőmérsékleten is meghaladhatja a fényhullám megszakításának küszöbértékét. Ezért a fényhullámok folyamatosan letörnek az atomok szabad végeinek hurkaiból.

A foszfor atomi szerkezete megmaradt atomjai kagylóformájának köszönhetően.

Amint az atomok kinyílnak, mind az öt végükkel párban összetapadnak; megjelenik egy P 2 molekula. Az intenzív termikus rezgések (magas hőmérséklet) elősegítik az atomok kinyílását.

A molekulákban összetapadt foszforatomok zárt tenyérre emlékeztetnek. Nevezzük ezt a foszfort molekulárisnak.

A foszformolekulák laposak.

Nincsenek nyitott hurkokkal, ezért nem tudnak egyesülni az atomos hidrogénnel.

Kémiailag aktív elemek a foszformolekulák oldalain véget ér (sugarak). Tisztázzuk az elhangzottakat.

Amíg a foszforatomok nem egyesültek molekulákká, sugárbarázdaik aktívak voltak. Amikor molekulákká csomósodnak össze, ezek a barázdák bezáródnak és semlegesítik. A sugárpárok törzsekké alakultak, amelyek oldalai aktívvá váltak.

A molekuláris foszfor jellegzetes vegyülete az oxigénnel való kombinációja. Az oxigénatomok a foszformolekulák végei között helyezkednek el - molekulánként öt atom. Az ilyen foszfor-oxid képlete P 2 O 5.

Az atomi és molekuláris foszfor mellett van egy másik változata is - összetett molekuláris, amikor több molekulát egyetlen egésszé egyesítenek. Ennek a típusnak a képlete P 2 n, ahol n az egyesült molekulák száma.

A molekulák végükkel egymásba vannak ágyazva, és lapos szerkezeteket, például szénből készült grafitlemezeket alkotnak.

Az oxigénatomok összetett foszformolekulákkal kombinálva csak a végek közötti üres tereket töltik ki.

Szóval mikor három egyesítése A foszformolekulák közül kilenc (P 2) 3 üresen marad, és az oxidképlet így néz ki: (P 2) 3 *O 9 vagy (P 2 O 3) 3.

Foszfor a természetben. A foszfort tartalmazó fő ásványi anyagok a foszforit, a fluorapatit és a hidroxoapatit. Különféle apatitok gazdag lelőhelyei állnak rendelkezésre Kola-félsziget(Khibiny).

Sok foszfor található az élő szervezetekben. Egy felnőtt körülbelül 4,5 kilogramm. A foszfor megtalálható a csontokban, az izmokban, az agyszövetben és az idegekben.

A foszfornak sok fajtája létezik. Ezek közül fehér, vörös és fekete foszfor különböztethető meg.

Miután az atomfoszfort termikus desztillációval nyertük, gyors hűtéssel lehet atomos formában megőrizni; ez a fehér foszfor.

A fehér foszfor könnyen kémiai reakciókba lép. Kombinálhat atomos hidrogénnel, oxigénnel, fémekkel és más anyagokkal.

Nagyon mérgező, és nehezen gyógyuló vegyi égési sérüléseket hagy a testen.

Magas hőmérsékleten (250...300 fok) levegő bejutása nélkül az atomos fehérfoszfor molekuláris foszforrá alakul, színe vörösre változik.

Az összetett molekulaszerkezetű feketefoszfor a vörösfoszfor nagy nyomáson (körülbelül 12 ezer atmoszféra) történő hevítésével jön létre.

A vörös foszfor kémiailag kevésbé aktív, mint a fehér, és a fekete kevésbé aktív, mint a vörös.

A foszfor használata. A vörös foszfor a gyufa fejét borító gyúlékony anyagok része.

Sok foszfort ásványi műtrágyák, például szuperfoszfát, foszfátkőzet, csapadék és mások előállítására fordítanak.

A foszforsavat takarmány-adalékanyagként használják.

  1. 1. 5 1. rész Tipikus feladatok. 1.1. A kémia alapfogalmai. 1.1.1. Anyagmennyiség (ν), tömeg (m), moláris tömeg (M), Avogadro-szám (NA) 1. példa. Mennyi magnéziumanyagot és hány magnéziumatomot tartalmaz egy 6 g tömegű tiszta magnéziumminta? Mennyi egy magnézium atom tömege? Megoldás: ν = m / M = 6 / 4 = 0,25 mol; N = νּ NA = 0,25 · 6,023 · 1023 = 1,506 · 1023 atom. m(atom) = M/NA = 24 / 6,023 - 1023 = 3,985 10-23 g*. Válasz: ν(Mg) = 0,25 mol; N(Mg) = 1,506 1023 atom; m(Mg atom) = 3,985 · 10-23 g 2. példa Milyen mennyiségű nátrium-szulfátot, nátriumatomot, kénatomot és oxigénatomot tartalmaz 71 g nátrium-szulfát? Oldat: M(Na2SO4) = 2 M(Na) + M(S) + 4 M(O) = 2 23 + 32 + 4 16 = 142 g/mol. ν(Na2SO4)=m/M=71/142=0,5 mol. 1 mol Na2SO4 2 mol nátriumatomot, 1 mol kénatomot és 4 mol oxigénatomot tartalmaz: ν(Na) = 2 ν(Na2SO4) = 2 0,5 = 1 mol; ν(S) = ν(Na2SO4) = 0,5 mol; * * Megjegyzés: Javasoljuk, hogy a számításokat legalább három jelentős számjegy pontossággal végezze. Azokban az esetekben, amikor a kezdeti numerikus adatokat nagyobb pontossággal adjuk meg a problémafelvetésben, jobb, ha betartjuk ugyanazt a pontosságot, mint a problémafelvetésben. Kerekítéskor, ha a következő számjegy kisebb, mint öt, akkor el kell hagyni, ha pedig nagyobb, akkor az előzőt eggyel növeljük. Példa: 0,32653 ≈ 0,327; 0,04741 ≈ 0,0474. m m m = ν M [g] ν = [mol] M = [g/mol] M ν NA = 6,023 1023 [mol-1 ] N (részecskék száma) = ν NA
  2. 2. 6 ν(O) = 4¼ ν(Na2SO4) = 4 · 0,5 = 2 mol. Válasz: ν(Na2SO4) = 0,5 mol; ν(Na) = 1 mol; v(S) = 0,5 mol; ν(O) = 2 mol. 3. példa Határozza meg a teljes számot elemi részecskék(protonok, neutronok és elektronok) 4,4 g 11-es tömegszámú bórizotópban találhatók. Megoldás: Ar = N + Z Ar a relatív atomtömeg egyenlő tömegszám izotóp, és számszerűen egyenlő az izotóp moláris tömegével, g/mol-ban; N – a neutronok száma az atommagban; Z a protonok száma az atommagban, számával egyenlő semleges atomban lévő elektronok és az elem megfelelő rendszáma. N = Ar - Z = 11 – 5 = 6 Egy bóratom 5 protont, 5 elektront és 6 neutront tartalmaz - összesen 5 + 5 + 6 = 16 elemi részecske, tehát 1 mol bóratom 16 mol elemi részecskét tartalmaz. . v(B)=m/M=4,4/11=0,4 mol; ν(elemi részecskék) = 16 ν(B) = 16 0,4 = 6,4 mol. N (elemi részecskék) = ν (elemi részecskék) NA = 6,4 6,023 1023 = 3,855 1024. Válasz: 4,4 g bór 3,855 · 1024 elemi részecskét tartalmaz. 4. példa Határozza meg a 100 g vas(II)-szulfát (vas(II)-szulfát szeptátumkristályhidrátja: FeSO4 7H2O) anyag- és vas-szulfát- és víztömegét. Oldat: M(FeSO4) = 56 + 32 + 16 4 = 152 g/mol; M(H2O) = 1 2 + 16 = 18 g/mol. M(FeS047H2O)=M(FeS04)+M(H2O)7=152+187=278 g/mol. ν(FeSO4 7H5O) = m/M = 100/278 = 0,360 mol. 1 mól vas-szulfát kristályos hidrát-heptahidrát 1 mól vízmentes vas-szulfátot és 7 mól vizet tartalmaz. ν(FeSO4) = ν(FeSO4 7H2O) = 0,36 mol. ν(H2O) = ν(FeSO4.7H2O) · 7 = 2,52 mol. m(FeSO 4) = ν(FeSO 4) M(FeSO 4) = 0,36 152 = 54,7 g; m(H2O) = ν(H2O) M(H2O) = 2,52 18 = 45,4 g Válasz: ν(FeSO4) = 0,36 mol; m(FeS04) = 54,7 g; ν(H2O) = 2,52 mol; m(H20) = 45,4 g.
  3. 3. 7 5. példa Határozza meg egy molekula összetételét és tömegét! kristályos kén(grammban), ha ismert, hogy 0,15 mol kristályos kén tömege 38,4 g. M(Sn)=M/v=38,4/0,15=256 g/mol. n = M(Sn) / M(S) = 256 / 32 = 8. m(kénmolekulák) = M(S8) / NA = 256 / 6,023 1023 = 4,25 Válasz: az összetételben kénmolekulák vannak 8 atom; kénmolekula tömege = 4,25 10-22 g Független megoldási feladatok: 1. Határozza meg a 30,4 g tömegű vas(II)-szulfát mintában található anyag elektronok számát! 85,8 g kristályos szóda (nátrium-karbonát-dekahidrát) kalcinálásával keletkező nátrium-karbonát és víz anyagok és tömege. 3. Határozza meg a 3,01·1023 metánmolekulában található hidrogén tömegét! 4. Határozza meg a relatívt molekulatömeg néhány egyszerű anyag B, ha egy B molekula tömege 5,31 10-23 g 5. Adott 6,3 g salétromsav. Határozza meg a tömeget szénsav grammban, amely ugyanannyi molekulát tartalmaz. 6. Határozza meg a szénatomok számát 0,01 mol propánban! 7. Határozza meg, hogy az ózon mennyi 5,421·1022 oxigénatomot tartalmaz! 8. Egy fehérfoszformolekula tömege 2,06 · 10-22 g. Számítsa ki az atomok számát egy fehérfoszformolekulában! 1.1.2. Tömegtört elem (ω) egy kémiai vegyületben vagy keverékben. 6. példa Számítsa ki a nitrogén mint elem tömeghányadát 1,5 mol nitrogént és 0,5 mol ammóniát tartalmazó keverékben. Megoldás: m(elem) Keverék esetén: ω = ω% = ω · 100 m(keverék) kémiai vegyület AxByCz képletek: x · M(A) y · M(B) z · M(C) ω(A) = ; ω(B) = ; ω(C) = M(AxByCz) M(AxByCz) M(AxByCz)
  4. 4. 8 m(N2) = ν(N2) M(N2) = 1,5 28 = 42 g m(NH3) = ν(NH3) M(NH3) = 0,5 17 = 8, 5 g m(keverék) = m(N2) + m(NH3) = 42 + 8,5 = 50,5 g ν(N N2-ben) = 2 ν(N2) = 2 1,5 = 3 mol. ν(N NH3-ban) = ν(NH3) = 0,5 mol. ν(N a keverékben) = 3 + 0,5 = 3,5 mol. m (N) = ν (N) M (N) = 3,5 14 = 49 g ω(N) = m (N) / m (keverékek) = 49 / 50,5 = 0,97 (97%). Válasz: ω(N) = 97%. 7. példa Határozza meg az elemek tömeghányadát ortofoszforsavban! Megoldás: M(H3PO4) = 3 M(H) + M(P) + 4 M(O) = 3 1 + 31 + 4 16 = 98 g/mol. ω(H)=3M(H)/M(H3P04)=31/98=0,0306 (3,06%); ω(P)=M(P)/M(H3P04)=31/98=0,3163 (31,63%); ω(O)=4M(O)/M(H3PO4)=416/98=0,6531 (65,31%). Válasz: ω(H) = 3,06%; ω(Р) = 31,63%; ω(O)=65,31%. 8. példa Határozza meg a 26,2 g foszfor (V)-oxid és kén-oxid (VI) keverékében lévő anyagok mennyiségét és tömegét, ha ismert, hogy ebben a keverékben a foszfor, mint elem tömeghányada 23,66%. Megoldás: 1) Ha a feladatmegoldásban a tömegtörteket százalékban adjuk meg, akkor a számítások megkönnyítése érdekében jobb, ha azonnal átváltjuk őket egy egység törtrészére: ω = ω% / 100; ω(P) = 23,66/100 = 0,2366. 2) m(P) = m(keverék) ω(P) = 26,2 0,2366 = 6,2 g; v(P)=m(P)/M(P)=6,2/31=0,2 mol. Egy mol P2O5 két mol P atomot tartalmaz, így a P2O5 anyag mennyisége megduplázódik kisebb mennyiségben foszfortartalmú anyagok: ν(Р2О5) = ν(Р) / 2 = 0,2 / 2 = 0,1 mol; m(Р2О5) = ν(Р2О5) М(Р2О5) = 0,1 142 = 14,2 g 3) m(SO3) = m(keverékek) – m(Р2О5) = 26,2 – 14,2 = 12 g; ν(SO3)=m(SO3)/M(SO3)=12/80=0,15 mol. Válasz: ν(Р2О5) = 0,1 mol; m(P205) = 14,2 g; v(SO3) = 0,15 mol; m(SO3) = 12 g 9. példa Határozza meg a 28,5 g tömegű óleum minta összetételében lévő anyagok tömegét, ha ismert, hogy a kén, mint elem tömeghányada 33,68%.
  5. 5. 9 Megoldás: 1) Az óleum kén (VI)-oxid tiszta kénsavban készült oldata. Legyen az óleumban lévő SO3 anyag mennyisége x, a benne lévő kénsav mennyisége pedig y, akkor az óleumban lévő S anyag mennyisége x, a kénsavban lévő S anyag mennyisége pedig y. 2) m(SO3)=M(SO3)x=80x és m(H2SO4)=M(H2SO4)y=98y. 80x + 98y = 28,5 3) ω(S) = 33,68 / 100 = 0,3368. m(S) = m(óleum) ω(S) = 28,5 0,3368 = 9,6 g; v(S)=m(S)/M(S)=9,6/32=0,3 mol; x + y = 0,3. 4) Összeállítunk egy egyenletrendszert és megoldjuk: x + y = 0.3 98 98x + 98y = 29.4 18x = 0.9 y = 0.3 – 0.05 = 0.25 80x + 98y = 28.5 80x + 98.5 = 0. SO3) = M(SO3) x = 80x = 80 0,05 = 4 g m(H2SO4) = M(H2SO4) y = 98y = 98 · 0,25 = 24,5 g Válasz: m(SO3) = 4 g; m(H2SO4) = 24,5 g 10. példa. Az elem tömeghányada egy ismeretlen elem oxidjában (V) 56,04%. Azonosítsa az ismeretlen elemet és moláris tömeg az oxidja. Megoldás: E2O5 oxidképlet. ω(O) = 1 – ω(E) = 1 – 0,5604 = 0,4396. 1 mól oxid 5 mól oxigént tartalmaz. Egy mól oxidban lévő oxigén tömege = 5 16 = 80 g Egy mol oxid tömege a moláris tömege: M(E2O5) = m(O egy mól oxidban) / ω(O) = 80 / 0,4396. = 182 g/mol. M(E) = [M(E2O5) - 5 M(O)] / 2 = (182 - 80) / 2 = 51 g/mol. IN periódusos rendszer elemeket azt találjuk atomtömeg 51 vanádium (V) elemet tartalmaz. Válasz: elem – vanádium; M(V2O5) = 182 g/mol. Független megoldási feladatok: 9. Határozza meg a vas tömeghányadát Fe2O3-ban! 10. Egy bizonyos elem vegyületének képlete E2O3, és a benne lévő elem tömeghányada 68,42%. Szerelje be az elemet. 11. A (II) elem ortofoszfátjában ennek az elemnek a tömeghányada 68,44%. Határozzuk meg, melyik foszfát elemről beszélünk! 12. Határozza meg a nátrium-foszfát kristályhidrát képletét, ha ismert, hogy benne a hidrogén, mint elem tömeghányada 6,316%.
  6. 6. 10 13. Határozza meg a kálium mint elem tömeghányadát 25,25 g kálium-nitrátból és 41,4 g kálium-karbonátból álló keverékben! 14. Határozza meg a 43,68 g tömegű alumínium-szilícium-oxid keverék mintájában lévő anyagok mennyiségét és tömegét, ha az oxigén tömeghányada ebben a keverékben 49,82%. 1.1.3. Anyag képletének meghatározása 11. példa Határozza meg a legegyszerűbb képlet olyan anyag, amelyben a nátrium, a foszfor és az oxigén tömeghányada 34,59, 23,31 és 42,10%. Megoldás: NaxPyOz. x: y: z = ν (Na) : ν (P) : ν (O) = m (Na) / M (Na) : m (P) / M (P) : m (O) / M (O) . 1) Ha m(NaxPyOz) = 100 g-ot vesszük, akkor m(Na) = 34,59 g; m(P) = 23,31 g és m(O) = 42,1 g x: y: z = 34,59/23: 23,31/31: 42,1/16 = 1,504: 0,752: 2,63. 4) Az x, y és z egész értékének megszerzéséhez a kapott számokat először el kell osztani közülük a legkisebbel (0,752): x: y: z = 2: 1: 3,5. 5) Ha nem minden beérkezett szám egész szám (mint pl ebben az esetben), akkor ki kell választani legkisebb szorzó, ami egésszé változtatná őket (itt 2): x: y: z = 4: 2: 7 Az anyag legegyszerűbb képlete a Na4P2O7. Válasz: Na4P2O7. 12. példa: Határozza meg molekuláris képlet oxigénből, nitrogénből, foszforból és hidrogénből álló anyag, ha ismert, hogy 48,48 tömegszázalék oxigént tartalmaz, a nitrogénatomok száma megkétszereződik több szám foszforatomok, és a hidrogénatomok száma a vegyületben 2,25-szörös több mennyiséget oxigén atomok. Az anyag moláris tömege kisebb, mint 200 g/mol. Megoldás: Az anyag képlete OxNyPzHk 1) Legyen az anyag tömege 100 g, akkor m(O) = 48,48 g ν(O) = m(O) / M(O) = 48,48 / 16 = 3,03 mol . Az AxByCz…… x: y: z = ν(A) : ν(B) : ν(C)……. képletû anyag esetében.
  7. 7,11 2) ν(H) = ν(O) · 2,25 = 3,03 · 2,25 = 6,82 mol. m(Н) = ν(Н) · М(Н) = 6,82 · 1 = 6,82 g 3) m(N + P) = m(anyagok) - m(О) - m(Н) = 100 – 48,5 –. 6,82 = 44,68 g m (N) = ν (N) · M (N) = 14 ν (N); m(P) = ν(P) · M(P) = 31ν (P). 4) Összeállítunk egy egyenletrendszert és megoldjuk: 14ν(N) + 31ν(P) = 44,68 28ν(P) + 31ν(P) = 44,68 ν(P) = 0,757 mol ν(N) = 2 ν (P) ) 59ν(P) = 44,68 ν(N) = 0,757 2 = 1,514 mol 5) x: y: z: k = 3,03: 1,514: 0,757: 6,82 = 4: 2: 1: 9. Meghatároztuk a legegyszerűbb O4N2PH9 képletet az anyagból. A molekulaképlet tartalmazhat kettős, hármas stb. atomok száma. Annak érdekében, hogy a molekulaképlet egybeessen a legegyszerűbbvel, számítsuk ki az anyag moláris tömegét: M(O4N2PH9) = 16 · 4 + 14 · 2 + 31 + 1 · 9 = 132 g/mol. 132< 200. Очевидно, что молярная масса для удвоенной формулы будет больше 200, что про- тиворечит условию задачи, следовательно, молекулярная формула вещества O4N2PH9. Перегруппировав атомы легко догадаться, что это вещество является гидрофосфатом аммония (NH4)2HPO4. Ответ: (NH4)2HPO4. Пример 13. При полном сгорании 6 г szerves anyag 8,8 g szén-monoxid (IY) és 3,6 g víz képződik. Határozza meg az elégetett anyag molekulaképletét, ha ismert, hogy moláris tömege 180 g/mol! Megoldás: 1) Az égéstermékek alapján az anyag szenet, hidrogént és esetleg oxigént is tartalmazott. CxHyOz + O2 → x CO2 + 0,5y H2O 2) Határozza meg az anyag mennyiségét és a szén tömegét a CO2-ban: ν(CO2) = 8,8 / 44 = 0,2 mol. ν(C) = ν(CO2) = 0,2 mol. m(C) = 0,2 · 12 = 2,4 g 3) Határozza meg az anyag mennyiségét és a hidrogén tömegét H2O-ban: ν(H2O) = 3,6 / 18 = 0,2 mol. ν(H) = 2 ν(H2O) = 2 0,2 ​​= 0,4 mol. m(H) = 0,4 1 = 0,4 g 4) Határozza meg az oxigén tömegét és mennyiségét a szerves anyagokban: m(O) = m(anyag) - m(C) - m(H) = 6 - 2,4 - 0,4 =. 3,2 g ν(O) = 3,2/16 = 0,2 mol. 5) Határozza meg a legegyszerűbb képletet:
  8. 8. 12 x: y: z = ν(C): ν(H): ν(O) = 0,2: 0,4: 0,2 = 1:2: 1. CH2O. Molekulaképlet (CH2O)n 6) Az n érték meghatározásához meghatározzuk a CH2O fragmens M(CH2O) = 12 + 2 + 16 = 30 g/mol moláris tömegét. n = M(anyag) / M(CH2O) = 180 / 30 = 6. Molekulaképlet: C6H12O6 Válasz: Az elégetett anyag molekulaképlete C6H12O6. Független megoldási feladatok: 15. Határozzuk meg egy 300-nál kisebb móltömegű só molekulaképletét, amelyben a nitrogén, a hidrogén, a króm és az oxigén tömegaránya 11,11! 3,17; 41,27, illetve 44,44%. 16. Az A és B elemek 89,89 tömeg% B elemet tartalmazó vegyületet képeznek. Ennek az anyagnak a hidrolizálása során a B elemet és 1,234 tömeg% hidrogént tartalmazó gáz szabadul fel. Határozza meg az A és B elemeket tartalmazó anyag képletét, írja le hidrolízisének reakcióját! 17. Határozza meg a kristályos sóhidrát képletét, ha ismert, hogy a benne lévő nátrium, szén, hidrogén és oxigén tömegaránya 16,08; 4,196; 6,933, illetve 72,73%. 18. Bizonyos mennyiség teljes elégetésekor aromás szénhidrogén sorozat benzol (CnH2n-6) 14,08 g szén-monoxidot (IV) és 3,6 g vizet képez. Javasolja ennek a szénhidrogénnek az izomereinek lehetséges szerkezeti képleteit. 19. Ha 26,7 g aminosavat (CxHyOzNk) oxigénfeleslegben elégetünk, 39,6 g szén-monoxid (IV), 18,9 g víz és 4,2 g nitrogén keletkezik. Határozza meg az aminosav képletét! 1.1.4. Számítások kémiai reakcióegyenletekkel. A termék hozama (η) egy reakcióban vagy folyamatban. 14. példa 0,2 mol alumínium-kloridot tartalmazó oldatot összekeverünk 0,3 mol ezüst-nitrátot tartalmazó oldattal. Határozzuk meg a kivált ezüst-klorid mennyiségét és az oldatban maradt anyagok mennyiségét! A bejutott anyagok mennyisége kémiai reakcióés ennek a reakciónak az eredményeként képződnek, együtthatókként korrelálnak a reakcióegyenletben, például: 2 С2Н6 + 7 О2 → 4 СО2 + 6 Н2О ν(С2Н6) : ν(О2) : ν(СО2) : О(Н2О2) ) = 2 : 7: 4: 6 ν (gyakorlatilag kapott) m (gyakorlatilag kapott) η = = ; ν(elméletileg lehetséges) m(elméletileg lehetséges) η % = η * 100
  9. 9. 13 Megoldás: 1) Írja fel a kémiai reakció egyenletét, és ne felejtse el beállítani a szükséges együtthatókat: AlCl3 + 3 AgNO3 → Al(NO3)3 + 3 AgCl ↓ A reakcióegyenlet szerint 1 mol alumínium-klorid 3 mol ezüst-nitráttal reagál, ebből 1 mol alumínium-nitrát és 3 mol ezüst-klorid képződik. 2) Határozza meg, hogy a két reagens közül melyikben van felesleg. Ennél az anyagmennyiségnél elosztjuk a reakcióegyenlet megfelelő együtthatóival, és összehasonlítjuk a kapott adatokat. Az az anyag, amelyre a kapott érték a legkisebb, hiánycikk: (AlCl3) 0,2 / 1 = 0,2; (AgNO3) 0,3/3 = 0,1. 0,2 > 0,1 Ezért az alumínium-klorid feleslegben, az ezüst-nitrátban pedig hiány van. 3) A számítás mindig a hiányos anyag alapján történik, pl. ezüst-nitráthoz. Az elreagált nitrát és a keletkező ezüst-klorid mennyisége megegyezik egymással, mivel ezekre az anyagokra a reakcióegyenletben szereplő együtthatók megegyeznek, ezért: ν(AgCl) = ν(AgNO3) = 0,3 mol. Az egyenletben szereplő alumínium-klorid és nitrát együtthatók háromszor kisebbek, mint az ezüst-kloridé, ezért a reagált alumínium-klorid és a keletkező alumínium-nitrát mennyisége is háromszor kisebb: ν = ν(AgCl) / 3 = 0,3 / 3 = 0,1 mol Az oldatban 0,2 – 0,1 = 0,1 mol alumínium-klorid maradt reagálatlanul. Nagyon hasznos mindezen érveket és számítási eredményeket a következőképpen megjeleníteni: a reakcióegyenletben a megfelelő képletek fölé írjuk a kiindulási anyagok mennyiségét, alattuk a reagált és képződött anyagok mennyiségét, a feleslegben lévő anyagot, ill. A kémiai egyenlet reakciójának jobb oldalán zárójelben a reakció után maradt, a maradék mennyiséget aláírva. Volt: 0,2 0,3 AlCl3 + 3 AgNO3 → Al(NO3)3 + 3 AgCl ↓ + (AlCl3) Reagált: 0,1 0,3 lett: 0,1 0,3 0,1 Válasz: Kicsapott 0,3 mol AgCl, NO3 0,1 mol Al03 és Al0. a megoldásban. 15. példa A 6,8 g cink-kloridot és 5,85 g nátrium-szulfidot tartalmazó oldatok összekeverése után keletkezett csapadékot feleslegben kezeljük. sósav. A felszabaduló gázt oxigénfeleslegben elégetjük, az égéstermékeket feleslegben lévő nátrium-hidroxid-oldatban oldjuk. Határozza meg a képződött só tömegét.
  10. 10. 14 Megoldás: 1) Számítsa ki az eredeti oldatokban lévő anyagok mennyiségét: ν(ZnCl2) = 6,8 / 136 = 0,05 mol; ν(Na2S)=5,85/78=0,075 mol. 2) Írjuk fel a lezajló kémiai reakciók összes egyenletét, határozzuk meg, melyik kiindulási anyag hiányzott, és jelöljük meg a reagáló és keletkező anyagok mennyiségét: Volt: 0,05 0,075 ZnCl2 + Na2S → ZnS ↓ + 2 NaCl + (Na2S) (1) Reagált: 0,05 0,05 lett: 0,05 volt: 0,05 felesleg ZnS + 2 HCl → ZnCl2 + H2S (2) Reagált: 0,05 felesleg: 0,05 volt: 0,05 felesleg 2 H2S + 3 SO2 + 2 O2 + 2 3) Reagált: 0,05 lett: 0,05 Volt: 0,05 felesleg SO2 + 2 NaOH → Na2SO3 + H2O (4) Reagált: 0,05 lett: 0,05 Az első egyenletreakció szerint egy mól cink-klorid reagál egy mól nátrium-szulfiddal. A probléma körülményei szerint a nátrium-szulfid mennyisége nagyobb, mint a cink-kloridé, ezért ez utóbbi hiánycikk, és minden számítást erre végeznek. A fentebb feljegyzett reakciósorból egyértelműen kitűnik, hogy végtermék(nátrium-szulfit) annyi képződik, mint a cink-klorid (0,05 mol). 3) Határozza meg a nátrium-szulfit tömegét: m(Na2SO3) = ν(Na2SO3) M(Na2SO3) = 0,05 126 = 6,3 g. Válasz: m(Na2SO3) = 6,3 g 16. példa Határozza meg a kénsav tömegét, amely képes! egy tonna piritből nyerhető, ha a pörkölési reakcióban a kén(IV)-oxid hozama 90%, a kén(IV)-oxid katalitikus oxidációjában pedig az elméleti 95%-a. Megoldás: 1) 2) ν(FeS2) = m(FeS2) / M(FeS2) = 1000 kg / 120 = 8,33 kilomol. (1 kilomol = 1000 mol) 2) 4 FeS2 + 11O2 → 2 Fe2O3 + 8 SO2
  11. 11. 15 Mivel a reakcióegyenletben a SO2 együttható kétszer akkora, mint a FeS2 együttható, ν(SO2) elméletileg lehetséges = 2 · ν(FeS2) = 2 · 8,33 = 16,66 kilomol. ν(SO2) gyakorlatilag kapott = η · ν(SO2) elméletileg lehetséges = 0,9 · 16,66 = 15 kilomol. 3) 2 SO2 + O2 → 2 SO3 ν(SO3) elméletileg lehetséges = ν(SO2) = 15 kilomol. ν(SO3) gyakorlatilag kapott = η · ν(SO3) elméletileg lehetséges = 0,95 · 15 = 14,25 kilomol. 4) SO3 + H2O → H2SO4 ν(H2SO4) = ν(SO3) = 14,25 kilomol. A kitermelés az utolsó reakcióban 100%. m(H2SO4) = ν(H2SO4) M(H2SO4) = 14,25 98 = 1397 kg. Válasz: m(H2SO4) = 1397 kg. A független megoldás feladatai: 20. 66,6 g kalcium-kloridot tartalmazó oldathoz 32,8 g nátrium-ortofoszfátot tartalmazó oldatot adtunk. Határozzuk meg a csapadék tömegét és az oldatban maradó anyagok tömegét! 21. 77,5 tonna 80% kalcium-foszfátot és 20% nem redukáló szennyeződést tartalmazó érc redukciójával nyert foszfort használtuk fel az orto előállításához. foszforsav. Határozza meg a kapott sav tömegét, ha a folyamat minden szakaszában a hozamot 100%-nak tételezzük fel. 22. Mekkora tömegű hidrogént, nitrogént és oxigént kell felhasználni 150,8 kg salétromsav előállításához, ha az ammónia szintézis reakciójában a hozam 70%, az ammónia katalitikus oxidációjában nitrogén-oxiddá (II) - 90%, a nitrogén-monoxid (II) nitrogén-monoxiddá (IY) oxidációja – 100%, a nitrogén-monoxid (IY) vízzel és oxigénnel való reakciójában – 95%. 1.2. Gázokkal kapcsolatos problémák. 1.2.1. A gáz moláris térfogata (VM). Normál körülmények (n.s.). 17. példa Határozza meg a 26,88 liter oxigén tömegét at normál körülmények között. A gáz moláris térfogata az 1 mol gáz által elfoglalt térfogat VM = V(gáz) / ν(gáz); V(gáz) = ν(gáz) VM; ν(gáz) = ​​V(gáz) / VM sz.: P = 101,3 kPa, T = 0o C = 273 K. VM (sz.) = 22,4 l Kombinált gáztörvény: P1 V1 / T1 = P2 V2 / T2 = 101,3 · V(n.s.) / 273 Mengyelejev – Clapeyron egyenlet: P V = ν R T; R = 8,31 J/(mol K)
  12. 12. 16 Megoldás: 1) Határozza meg az anyag mennyiségét: ν(O2) = V(O2) / VM = 26,88 / 22,4 = 1,2 mol! 2) Határozzuk meg az oxigén tömegét: m(O2) = ν(O2) M(O2) = 1,2 32 = 38,4 g Válasz: m(O2) = 38,4 g 18. példa 15 l gáz 18 o C-on és 122 kPa nyomáson 30,3 g. Határozzuk meg ennek a gáznak a moláris tömegét. Megoldás: 1) Átalakítsa a hőmérsékletet Kelvinre: T = 18 + 273 = 291 K. 2) Csökkentse a térfogatot normál körülményekre a kombinált gáztörvény segítségével: V(n.s.) = (P V 273) / (T 101,3) = (122) · 15 · 273) / (291 · 101,3) = 499590 / 29478,3 = 16,95 l. 3) Határozza meg az anyag mennyiségét és a gáz moláris tömegét: ν(gáz) = ​​V(n.s.) / VM = 16,95 / 22,4 = 0,757 mol; M (gáz) = m (gáz) / ν (gáz) = 30,3 / 0,757 = 40 g/mol. A probléma a Mengyelejev–Clapeyron egyenlet segítségével is megoldható: ν(gáz) = ​​PV / RT = (122 15) / (8,31 291) = 1830 / 2418 = 0,757 mol. Válasz: M(gáz) = 40 g/mol. 19. példa 75 g kalcium-karbonátot helyezünk egy 5,6 literes edénybe. Az edényt lezártuk és 400 o C-on addig melegítettük teljes bomlás só. Határozza meg a nyomást az edényben ezen a hőmérsékleten. Megoldás: 1) CaCO3 → CaO + CO2 ν(CO2) = ν(CaCO3) = m(CaCO3) / M(CaCO3) = 75 / 100 = 0,75 mol. 2) Határozza meg az edényben lévő levegő mennyiségét: ν(levegő) = V(edény) / 22,4 = 5,6 / 22,4 = 0,25 mol. 3) Találd meg teljes mennyiség edényben lévő gázok anyagai bomlás után: ν(gázok) = ν(levegő) + ν(CO2) = 0,75 + 0,25 = 1 mol. 4) T = 400 + 273 = 673 K; P = νRT / V = ​​(1 8,31 673) / 5,6 = 998,7 kPa. Válasz: P = 998,7 kPa.
  13. 13. 17 Független megoldási feladatok 23. Mekkora térfogatot (n.s.) foglal el a metán (CH4), amelynek tömege megegyezik 40 liter nitrogén tömegével (n.s.) 24. Bizonyos mennyiségű nitrogén kalcinálása következtében réz-nitrát, 11,2 liter gázok szabadultak fel (n.n.). Határozza meg az eredeti só tömegét. 25. 66,6 g némi karbonát kalcinálása után 48 g fém(II)-oxid keletkezett, amelyben a fém tömeghányada 80%, 6,72 l gáz és bizonyos mennyiségű víz. Határozza meg az eredeti só képletét! 26. Egy 2,8 literes hengerben 2000 kPa nyomáson, 25 o C hőmérsékleten szén-monoxidot (IV) vezettünk át feleslegben lévő nátrium-hidroxid oldaton. Határozza meg a képződött só tömegét. 1.2.2. Abszolút (ρ) és relatív (D) gázsűrűség 20. példa Gázsűrűség a sz. 3,615 g/l. Határozza meg a gáz moláris tömegét és sűrűségét hidrogénben és levegőben! Megoldás: 1) Határozzuk meg a gáz moláris tömegét: M(gáz) = ρ(n.s.) · 22,4 = 3,615 · 22,4 = 81 g/mol. 2) Határozza meg a hidrogén sűrűségét: DH2 = M(gáz) / M(H2) = 81 / 2 = 40,5. 3) Határozza meg a levegő sűrűségét: D(levegő) = M(gáz) / M(levegő) = 81 / 29 = 2,79. Válasz: M(gáz) = 81 g/mol; DH2 = 40,5; D(levegő) = 2,79. 21. példa Javasoljon lehetséges szerkezeti képleteket egy olyan szénhidrogénre, amelynek levegőben a sűrűsége 1,448. Megoldás: CxNu képlet. M (CxHy) = D (levegő) 29 = 1,448 29 = 42 g/mol. Egy ilyen móltömegű szénhidrogén nem tartalmazhat háromnál több szénatomot, mert különben a moláris tömege nagyobb lenne 42-nél. Nem tartalmazhat kevesebbet háromnál, mert különben a hidrogénatomok száma túl nagy lenne. y = 42 – 12 3 = 6. Szénhidrogén képlet C3H6. ρ = m/V [g/l]; m = ρ V; M(gáz) = ρ · VM; M(gáz) = ρ(n.a.) · 22,4 D2 = ρ1 / ρ2 = M1 / ​​​​M2; M1 = D2 * M2 M (gáz) = D H2 2 = D N2 28 = DO2 32 = D (levegő) 29
  14. 14. 18 Ez a képlet két szénhidrogénnek felel meg - a propén (CH2=CH–CH3) és a ciklopropán-CH2 panel (CH2 CH2) Válasz: propén és ciklopropán. 22. példa Ugyanazt az edényt váltakozva töltöttük meg azonos körülmények között három különböző gázzal, és a megtöltött edény tömege minden alkalommal 832, 942 és 858 g volt. Határozzuk meg az első gáz moláris gázát, ha ismert, hogy a második gáz sűrűsége a harmadikhoz képest 2,45, a harmadik gázé pedig 14,5 hidrogénhez viszonyítva. Megoldás: 1) Határozzuk meg a harmadik és a második gáz moláris tömegét: M(3) = DH2 · M(H2) = 14,5 · 2 = 29 g/mol; M(2) = D3 · M(3) = 2,45 · 29 = 71 g/mol. 2) Mivel a gáz térfogata mindhárom esetben azonos volt, mindhárom gáz mennyisége egyenlő egymással. Legyen minden gáz mennyisége x és a tartály tömege y, akkor a harmadik gáz tömege 29x, a második gázé 71x. A gázos tartály tömege a második esetben 71x + y, a harmadik esetben pedig 29x + y. 71x + y = 942 42x = 84 y = 942 – 71 2 = 800 ν (gáz) = 2 mol; 29x + y = 858 x = 2 m (edények) = 800 g. 3) m (első gáz) = 832 – 800 = 32 g; M (első gáz) = m (első gáz) / ν (gáz) = 32 / 2 = 16 g/mol. Válasz: M (első gáz) = 16 g/mol. Független megoldási feladatok 27. A levegőben lévő gáz sűrűsége 1,586. Határozza meg, hogy milyen gázról van szó, ha ismert, hogy két elemből áll, és az oxigén, mint elem tömeghányada 69,5%. 28. A foszforgőz sűrűsége 400°C-on és 101,3 kPa nyomáson 2,246 g/l. Határozza meg a foszfor molekulaképletét ilyen körülmények között. 29. Határozza meg a 3 liter nitrogénből és 7 liter szén-dioxidból álló hidrogén alapú gázelegy sűrűségét! 30. Milyen térfogatarányban van egy keverékben az oxigén és a metán (CH4), ha ennek a keveréknek a hidrogénhez viszonyított relatív sűrűsége 10. 31. Milyen térfogatarányban van a nitrogén és a hidrogén egy keverékben, ha ebből 10 liter keverék a talaj szintjén? 8 g tömegűek 32. Ennek eredményeként termikus bomlás 37,8 g ismeretlen sóból 3,36 l (n.s.) 14 hidrogénsűrűségű gáz halmazállapotú egyszerű anyag, 10,8 g nemfém-oxid (I), amelyben az oxigén tömeghányada 88,89%, és fém (III) ) oxid, amelyben a fém tömeghányada 68,42%. Határozza meg az eredeti só legegyszerűbb képletét!
  15. 15. 19 1.2.3. A gáz térfogata (ϕ) és moláris (χ) hányada a keverékben. Gázelegy átlagos moláris tömege (Mav.) 23. példa Határozza meg elegyükben a metán és a hidrogén mól- és térfogatarányát, ha a metán tömeghányada 80%. Megoldás: 1) Legyen 100 g keverék, akkor m(CH4) = 100 · 0,8 = 80 g m(H2) = 100 – 80 = 20 g 2) Határozzuk meg a gázanyagok mennyiségét: ν(CH4 ) = m (CH4)/M(CH4) = 80/16 = 5 mol; ν(H2)=m(H2)/M(H2)=20/2=10 mol. A keverék összes komponensének ν összege = 5 + 10 = 15 mol. 3) Határozza meg a gázok moláris és térfogati hányadát: ϕ(CH4) = χ(CH4) = ν(CH4) / a keverék összes komponensének ν összege = 5 / 15 = 0,333 (33,3%) ϕ(H2) = χ (H2) = 1 - χ(CH4) = 1 - 0,333 = 0,667 (66,7%). Válasz: ϕ(CH4) = χ(CH4) = 33,3%; ϕ(H2) = χ(H2) = 66,7%. 24. példa Határozza meg az ólom(II)-nitrát hőbomlása eredményeként kapott gáz átlagos moláris tömegét! Megoldás: 2 Pb(NO3)2 → 2 PbO + 4 NO2 + O2 A gázelegy NO2-ból és O2-ből áll, és a reakcióegyenlet szerint két mólból 4 mol nitrogén-oxid (IV) és 1 mol oxigén keletkezik. ólom-nitrát - összesen 5 mol gáz. V(keverék komponens) ν(keverék komponens) ϕ = ; χ = ; V (keverék) a keverék összes komponensének ν összege ϕ % = ϕ · 100 χ % = χ · 100 Мср. = χ1 · М1 + χ2 · М2 + ….. a keverék összes összetevőjére. Gázoknál χ = ϕ. Ms. (gáz) = ϕ1 · М1 + ϕ2 · М2 + ….. a keverék összes összetevőjére. ν1 · М1 + ν2 · М2 + ….. V1 · M1 + V2 · M2 + …… Мср. = ; Ms. (gáz) = ν1 + ν2 + ….. a gázelegy teljes térfogata
  16. 16. 20 1) Számítsa ki a gázok móltörtjeit ebben a keverékben: χ(NO2) = ν(NO2) / [ν(NO2) + ν(O2)] = 4 / 5 = 0,8! χ(O2) = ν(O2) / [ν(NO2) + ν(O2)] = 1/5 = 0,2. 2) Határozza meg a gázelegy átlagos moláris tömegét: Msr. = χ(NO2) M(NO2) + χ(O2) M(O2) = 0,8 46 + 0,2 32 = 43,2 g/mol. Válasz: Mr. = 43,2 g/mol. 25. példa: Normál körülmények között mérve mekkora térfogatú etánt és hidrogént kell venni 20 liter (n.s.) 0,5 levegősűrűségű gázkeverék előállításához. Megoldás: 1) Határozza meg a gázelegy átlagos moláris tömegét: Ms. = Tej · 29 = 0,5 · 29 = 14,5 g/mol. 2) Kiszámítjuk a gázok kezdeti térfogatát az átlagos moláris tömeg képlete alapján: 14,5 = / 20; 30 V(C2H6) + 2 V(H2) = 14,5 20 = 290,30 V(C2H6) + 2 V(H2) = 290 30 V(C2H6) + 2 V(H2) = 290 V(C2H6) + V( H2) = 20 °C 2 2 V(C2H6) + 2 V(H2) = 40 ± 28 V(C2H6) = 250; V(C2H6) = 8,93 l; V(H2) = 20 – V(C2H6) = 20 – 8,93 = 11,07 l. Válasz: V(C2H6) = 8,93 l; V(H2) = 11,07 l. 26. példa Egy 5,6 liter űrtartalmú, normál körülmények között nitrogénnel megtöltött edénybe 37 g nátrium-nitrát és kalcium-karbonát keveréket helyeztünk. Az edényt lezártuk, és addig melegítettük, amíg a benne lévő sók teljesen le nem bomlottak. Határozza meg a kalcinálás utáni szilárd maradékban lévő anyagok tömegét és a sók lebontása után az edényben elhelyezkedő gázelegy összetételét (térfogat%-ban), ha ismert, hogy oxigénsűrűsége 1,08! Megoldás: 1) Kiszámoljuk az edényben lévő nitrogénanyag mennyiségét és a keletkező gázelegy átlagos moláris tömegét: ν(N2) = V(N2) / 22,4 = 5,6 / 22,4 = 0,25 mol. úr = DO2 M(O2) = 1,08 32 = 34,56 g/mol. 2) A kiindulási keverék tartalmazzon x mól nátrium-nitrátot és y mól kalcium-karbonátot. Volt: x 2 NaNO3 → 2 NaNO2 + O2 Kialakult: x 0,5x
  17. 17. 21 Volt: y CaCO3 → CaO + CO2 Készült: y m(NaNO3) = M(NaNO3) · ν(NaNO3) = 85x; m(CaCO3) = M(CaCO3) ν(CaCO3) = 100y. 85x + 100y = 37. 3) ν(gázok a kapott keverékben) = ν(N2) + ν(O2) + ν(CO2) = 0,25 + 0,5x + y. úr = / 34,56 = 0,25 + 0,5x + y; 28 · 0,25 + 32 · 0,5x + 44 · y = 34,56 · (0,25 + 0,5x + y); 8,64 + 17,28x + 34,56 év = 7 + 16x + 44 év; 1,28x – 9,44y = - 1,64 4) Összeállítunk egy egyenletrendszert és megoldjuk: 85x + 100y = 37 85x + 100y = 37 727y = 145,9 1,28x - 9,44y = - 1,6 -8 1,6 -8 1,6 . 9 y = 0,2 x = (37 – 20) / 85 = 0,2. 5) Határozza meg a keverékben lévő gázok térfogati hányadát és a keletkező szilárd termékek tömegét: ν(gázok a kapott keverékben) = 0,25 + 0,5x + y = 0,25 + 0,1 + 0,2 = 0,55 ϕ (N2 ) = χ( N2) = 0,25/0,55 = 0,4545 (45,45%); ϕ(O2)=χ(O2)=0,1/0,55=0,1818 (18,18%); ϕ(CO2) = χ(CO2) = 0,2/0,55 = 0,3636 (36,36%); m(NaNO2)=M(NaNO2)x=69 0,2=13,8 g; m(CaO) = M(CaO) · y = 56 · 0,2 = 11,2 g Válasz: ϕ (N2) = 45,45%; ϕ(02) = 18,18%; ϕ(CO2) = 36,36%; m(NaNO2) = 13,8 g; m(CaO) = 11,2 g Független megoldás feladatai 33. 12,32 l nitrogén-oxid (N) és nitrogén-oxid (IV) keveréke a sz. 19,855 g tömegűek. Határozzuk meg a gázok térfogati hányadát a keverékben. 34. 20 liter metán és etilén keverékéhez 10 liter oxigént adtunk. Határozza meg a kapott gázkeverékben lévő anyagok térfogati hányadát, ha ismert, hogy a levegő sűrűsége 0,8046. 35. Határozza meg az ezüst-nitrát hőbomlása eredményeként kapott gáz átlagos moláris tömegét! 36. Ezüst és réz-nitrátok keverékének hőbomlása következtében 1,4655 levegősűrűségű gázelegy keletkezett. Határozza meg az anyagok tömeghányadát a sók kezdeti keverékében! 37. A kalcium-karbonát és réz-nitrát keverékének kalcinálása során keletkező gázelegy hidrogénsűrűsége 21,647. Határozza meg az anyagok tömeghányadát a kalcinálás utáni maradékban.
  18. 18. 22 38. Kálium-réz-nitrát keverék termikus bomlása következtében 8,4 liter gáz (n.s.) szabadult fel. Határozza meg a kiindulási sókeverék tömegét, ha ismert, hogy a nitrogén, mint elem tömeghányada 14,302% volt. 39. 45 g ismeretlen fém nitrátjának hőbomlása következtében 20 g fém(III)-oxid keletkezett, melyben a fém tömeghányada 70%, és egy gázelegy, melynek sűrűsége kb. 1,984 g/l (n.s.). Határozza meg az eredeti só képletét, és írja le a bomlási reakciójának egyenletét! 40. 9,76 g szerves anyag oxigénfeleslegben történő elégetése következtében 10,08 g víz és 8,96 l (n.s.) szén-dioxid és nitrogén 1,275 oxigénsűrűségű keveréke keletkezett. Javaslat szerkezeti képletégett anyag, ha ismert, hogy moláris tömege kisebb, mint 80 g/mol. 41. Só szerves sav 9,8 liter (n.s.) oxigénben égett el, ennek eredményeként 7,29 g víz és 8,288 liter (n.s.) három gáz keveréke keletkezett. Miután ezt a gázelegyet feleslegben lúgos oldaton átengedtük, térfogata 6,048 literrel csökkent, a visszamaradó nitrogén-oxigén keverék sűrűsége 1,3482 g/l volt. Határozza meg az égett anyag képletét! 42. A fehérjék részét képező, 4,68 g tömegű aminosav mintáját oxigénfeleslegben elégettük. Az égéstermékek normál állapotba hozása után. 3,96 g víz szabadult fel, és 5,376 liter gázkeverék maradt vissza, melynek térfogata 6-szorosára csökkent a lúgos feleslegben való áthaladás után. A lúg által nem abszorbeált gázelegy hidrogénsűrűsége 15. Határozza meg az elégetett aminosav képletét! 1.2.4. Számítások gázokat tartalmazó reakcióegyenletekkel 27. példa 2 liter metil-amint (CH3NH2) összekeverünk 6 liter oxigénnel normál körülmények között, és meggyújtjuk. Határozzuk meg a kapott gázelegy sűrűségét és térfogatát, miután normál körülményekre hoztuk. Megoldás: 4 CH3NH2 + 9 O2 → 4 CO2 + 2 N2 + 10 H2O ↓ + (O2) 1) Határozza meg, melyik anyag volt feleslegben és melyikben volt hiány! Ehhez elosztjuk a forrásgázok térfogatát a reakcióegyenletben szereplő együtthatókkal, és az így kapott értékeket összehasonlítjuk egymással: 2 / 4 = 0,5; 6/9 = 0,667; 0,667 > 0,5. Következésképpen az oxigén feleslegben volt, a metil-amin pedig hiány volt. 2) A számítást a hiányos anyag alapján végezzük, pl. metil-aminhoz. A reakcióegyenlet szerint 4 térfogatrész metil-amin reagál 9 térfogat oxigénnel, térfogatnyi gázzal, amelyek kémiai reakcióba lépnek, és e reakció eredményeként keletkeznek, azonos körülmények között mérve, együtthatókként korrelálnak. a reakcióegyenlet, például: 2 CH4 → C2H2 + 3 H2 V(CH4) : V(C2H2) : V(H2) = 2:1:3
  19. 19. 23 4 térfogatrész szén-monoxid (IV) és 2 térfogat nitrogén képződésével (a víz normál körülmények között kondenzálódik folyadékká). Így a képződött CO2 térfogata megegyezik az elégetett metil-amin térfogatával (2 l), a képződött nitrogén térfogata kétszer kisebb (1 l), a reagált oxigén térfogata 4/9-szerese a metil-amin térfogatának (2,25 2 = 4 ,5 l). Maradt oxigén (6 – 4,5 = 1,5 l). Volt: 2 6 4 CH3NH2 + 9 O2 → 4 CO2 + 2 N2 + 10 H2O ↓ + (O2) Reagált: 2 4,5 lett: 2 1 1,5 3) A végső gázelegy 2 l CO2-t, 1 l N2-t és 1,5 l O2-t tartalmaz . V(végső gázkeverék) = V(CO2) + V(N2) + V(O2) = 2 + 1 + 1,5 = 4,5 l. 4) Határozza meg a végső gázelegy átlagos moláris tömegét és sűrűségét: Msr. = ϕ(СО2) М(СО2) + ϕ(N2) M(N2) + ϕ(О2) М(О2) = (2 / 4,5) 44 + (1 / 4,5) 28 + (1,5 / 4,5) 32 = 36,44 g/mol. ρ = Msr. / 22,4 = 36,44 / 22,4 = 1,627 g/l. Válasz: V (végső gázkeverék) = 4,5 l; ρ = 1,627 g/l. 28. példa Szén-monoxid (IV) átengedése után 16 hidrogénsűrűségű gázelegy képződik. Határozzuk meg a (II) szén-monoxid hozamát ebben a reakcióban. Megoldás: CO2 + C → 2 CO 1) Határozza meg a képződött gáz átlagos moláris tömegét és a gázok térfogati hányadát a végső keverékben: Mcavg. = 16 · 2 = 32 g/mol. ϕ(СО2) · 44 + ϕ(СО) · 28 = 32; ϕ(СО) = 1 - ϕ(СО2); ϕ(СО2) 44 + 28 (1 - ϕ(СО2) = 32; 16 ϕ(СО2) = 4; ϕ(СО2) = 0,25; ϕ(СО) = 1 – 0,25 = 0, 75. 2) Tegyük fel, hogy 1 liter gázelegy keletkezett, ekkor V(CO2) = 0,25 l, V(CO) = 0,75 l. A reakcióegyenletben szereplő együtthatók szerint a reagált CO2 térfogata 2-szer kisebb, mint a képződött CO térfogata: V(reagált CO2) = 0,75 / 2 = 0,375 l. A kezdeti CO2 össztérfogata = V (reagált CO2) + V (CO2 a végső gázkeverékben) = 0,375 + 0,25 = 0,625 l. 0,625 l CO2-ból elméletileg 0,625 · 2 = 1,25 l CO képződhet. Hozam = V (CO gyakorlatilag kapott) / V (CO elméletileg lehetséges) = 0,75 / 1,25 = 0,6 (60%) Válasz: A CO hozama 60%.
  20. 20. 24 29. példa Bizonyos mennyiségű propént oxigénfelesleggel összekeverünk és meggyújtjuk. A kapott gázelegy térfogata 2,5 literrel kisebb volt, mint a propén és oxigén kezdeti keverékének térfogata (az összes térfogatot normál körülmények között mértük). Határozza meg az elégetett propén, a reakcióba lépő oxigén és a képződött szén-monoxid (IV) térfogatát. Megoldás: 2 C3H6 + 9 O2 → 6 CO2 + 6 H2O ↓ 2x 9x 6x ​​A reakcióegyenlet szerint 2 térfogatrész propén 9 térfogat oxigénnel reagál, és 6 térfogatrész szén-monoxid (IV) keletkezik. Általános változás A gázelegy térfogata a reakció eredményeként 5 térfogat. ∆V = 2x + 9x – 6x = 5x; 5x = 2,5 l; x = 2,5 / 5 = 0,5 l. V (égetett propén) = 2x = 0,5 2 = 1 l; V (reagált oxigén) = 9x = 0,5 9 = 4,5 l; V(képződött CO2) = 6x = 0,5 6 = 3 l. Válasz: V(égetett propén) = 1 l; V (reagált oxigén) = 4,5 l; V(képződött CO2) =3l. 30. példa Az ózonizáló berendezésen áthaladó levegő sűrűsége 3%-kal nőtt. Határozza meg az ózon térfogati hányadát ózonizált levegőben! Megoldás: 3 О2 → 2 О3 3х 2х 1) ρ (ózonozott levegő) = ρ (forráslevegő) + 0,03 ρ (forráslevegő) = 1,03 ρ (forráslevegő) ρ (ózonozott levegő) = m( gáz) / V (ózonozott levegő); ρ(kezdeti levegő) = m(gáz) / V(kezdeti levegő) m(gáz) / V(ózonált levegő) = 1,03 m(gáz) / V(kezdeti levegő) Mivel a gáz tömege ennek hatására nem változik V (forráslevegő) = 1,03 V (ózonozott levegő). 2) Legyen az ózonozott levegő térfogata 1 liter, ekkor az eredeti levegő térfogata 1,03 liter, a térfogatváltozás pedig 0,03 liter. ∆V = 3x – 2x = x; V(O3) = 2x = 2ּ ∆V = 0,03 2 = 0,06 l ϕ(O3) = V(O3) / V (ózonozott levegő) = 0,06 / 1 = 0,06 (6%) Válasz: ϕ(O3) = 6% .
  21. 21. 25 Független megoldás feladatai 43. Ammónia és oxigén keverékét 13 hidrogén sűrűségű platina-ródium katalizátoron vezettük át. Határozzuk meg a keletkező gázelegy összetételét térfogatszázalékban a vízgőz eltávolítása után, ha feltételezzük, hogy az ammónia katalitikus oxidációja 100%-os hozammal megy végbe. 44. Miután 5 liter nitrogén és 7 liter hidrogén keverékét vaskatalizátoron átengedtük, a gázelegy térfogata 2 literrel csökkent. Határozza meg a végső gázelegy sűrűségét hidrogén alapján! Minden térfogatot azonos körülmények között mértünk. 45. Etil-amin (C2H5NH2) oxigénfelesleggel elegyét meggyújtották. A normál körülményekhez való visszatérés után a gázelegy térfogata 36%-kal csökkent. Határozza meg a végső gázkeverékben lévő anyagok térfogathányadát! 46. ​​Ozonizáló berendezésen oxigén és nitrogén keverékét vezettük át, miközben a gázelegy térfogata 10%-kal csökkent, sűrűsége 1,508 g/l lett. Határozza meg a kezdeti nitrogén és oxigén keverék összetételét térfogatszázalékban! 47. Miután etilén (CH2=CH2) és hidrogén keverékét nikkelkatalizátoron átvezettük, a gáz sűrűsége 25%-kal nőtt. A keletkező gáz nem színezi el a brómos vizet. Határozza meg a végső gázkeverékben lévő anyagok térfogathányadát! 48. 14 liter (sz.) térfogatú bután és oxigén keveréket gyújtottak fel. A normál körülményekre való visszatérés után a gázelegy térfogata 8,75 liter lett. Ha ismert, hogy oxigénfeleslegben van, akkor határozza meg a kiindulási és a végső gázelegy összetételét térfogatszázalékban! 49. Az etil-amin elegyének oxigénfelesleggel való elégetése és normál állapotba hozása után a gázok tömege 2,52 grammal csökkent, térfogatuk 3,36 liter lett. Határozza meg a kiindulási és a végső gázkeverék térfogati összetételét (literben). 50. 15,68 liter térfogatú és 1,378 g/l (n.s.) sűrűségű nitrogén-oxigén keveréket vezettünk át ozonátoron. Számítsa ki az ozonátor utáni gázelegy térfogatszázalékban kifejezett összetételét, ha ismert, hogy a hidrogénre vonatkozó sűrűsége 16,51 volt. tűzben. Normálra csökkentése után a gázelegy térfogata 227,5 ml volt, és feleslegben lévő lúgos oldaton átengedve 142,5 ml-re csökkent. Határozza meg a gázok térfogati hányadát az eredeti keverékben! 52. 11,2 l (n.s.) metán melegítve magas hőmérséklet. Ebben az esetben a metán egy része lebomlott, így 20,16 liter térfogatú, 0,2778 g/l (n.s.) sűrűségű gázelegy keletkezett. Egy nikkel katalizátoron való áthaladás után annak térfogata 22,22%-kal csökkent. Határozza meg a gázok térfogati hányadát a végső gázelegyben, ha ismert, hogy nem színteleníti el a brómos vizet! 1.3. Megoldások 1.3.1. Oldott anyag tömeghányada (ω), oldat moláris koncentrációja (C) m(oldott anyag) ω = ; ω % = ω · 100 m (oldat) ν (oldott anyag) 1000 · ρ · ω C = [mol/l]; C = V(oldat) M
  22. 22. 26 31. példa Határozza meg moláris koncentrációés a nátrium-klorid tömeghányada 14,63 g száraz só 100 ml vízben való feloldásával kapott oldatban (az oldat sűrűsége 1,146 g/ml). Megoldás: 1) Határozzuk meg az oldat tömegét: m(oldat) = m(oldat) + m(oldószer); m(H2O) = V ρ = 100 1 = 100 g m(oldat) = m(NaCl) + m(H2O) = 14,63 + 100 = 114,63 g 2) ω(NaCl) = m(NaCl) / m(oldat) = 14,63 / 114,63 = 0,1276 (12,76%) 3) Határozza meg az oldat térfogatát és a só mennyiségét: V(oldat) = m(oldat) / ρ(oldat) = 114,63 / 1,146 = 100 ml = 0,1 l. ν(NaCl)=m(NaCl)/M(NaCl)=14,63/58,5=0,25 mol. 4) C(NaCl) = ν(NaCl) / V (oldat) = 0,25 / 0,1 = 2,5 mol/l. Válasz: ω(NaCl) = 12,76%; C(NaCl) = 2,5 mol/l. 32. példa Mekkora tömegű kálium-kloridot és vizet kell venni ahhoz, hogy 80 g olyan oldatot készítsünk, amelynek só tömegaránya 0,2? Megoldás: 1) m(KCl) = m(oldat) ω(KCl) = 80 0,2 = 16 g 2) m(H2O) = m(oldat) - m(KCl) = 80 – 16 = 64 g. m(KCI) = 16 g; m(H2O) = 64 g 33. példa Mekkora tömegű réz-szulfátot kaphatunk 300 ml réz-szulfát oldat bepárlásával, amelynek tömeghányada 15% és sűrűsége 1,15 g/ml? Megoldás: 1) Határozza meg az oldat tömegét: m(oldat) = V(oldat) ρ(oldat) = 300 1,15 = 345 g 2) Határozza meg az oldott réz-szulfát tömegét: m(CuSO4) = m(oldat) ω(CuSO4) = 345 · 0,15 = 51,75 g 3) Határozza meg a réz-szulfát anyag mennyiségét: ν(CuSO4) = m(CuSO4) / M(CuSO4) = 51,75 / 160 = 0,3234 mol.
  23. 23. 27 Egy mol réz-szulfát (СuSO4 · 5 H2O) 1 mol réz-szulfátot tartalmaz, ezért ν(СuSO4 · 5 H2O) = ν(CuSO4) = 0,3234 mol. 4) Határozzuk meg a réz-szulfát tömegét: m(СuSO4 5 H2O) = ν(СuSO4 5 H2O) = 0,3234 250 = 80,85 g Válasz: m(СuSO4 5 H2O ) = 80. Mekkora térfogatú vizet és 90%-os savtömeghányadú, 1,7 g/ml sűrűségű kénsavoldatot kell venni 120 ml 40%-os savtömeghányadú és 1,35 g sűrűségű oldat elkészítéséhez /ml? Megoldás: 1) Határozzuk meg a végső oldat tömegét: m(végoldat) = V(végoldat) ρ(végoldat) = 120 1,35 = 162 g 2) Határozzuk meg a kénsav tömegét a végső oldatban: m(! H2SO4) = ω(H2SO4 a végső oldatban) m(végoldat) = 0,4 162 = 64,8 g 3) Határozza meg a kiindulási oldat tömegét és térfogatát, figyelembe véve, hogy a H2SO4 tömege a végső és a kiindulási oldatban egyenlő, mivel a kezdeti oldathoz csak vizet adtunk: m(kiindulási oldat) = m(H2SO4) / ω(H2SO4 a kiindulási oldatban) = 64,8 / 0,9 = 72 g V(kezdeti oldat) = m(kiindulási oldat). ) / ρ(kezdeti oldat oldat) = 72 / 1,7 = 42,35 ml. 4) Határozza meg a víz tömegét: m(víz) = m(végoldat) - m(kiindulási oldat) = 162 – 72 = 90 g A víz sűrűsége 1 g/ml, ezért V(H2O) = 90 ml . Válasz: V(kezdeti oldat) = 42,35 ml; V(H2O) = 90 ml. 35. példa Mekkora térfogatú 20%-os sótömeghányadú és 1,15 g/ml sűrűségű nátrium-klorid-oldatot kell 200 g vízhez adni, hogy 0,07 sótömeghányadú oldatot kapjunk? Megoldás:
  24. 24. 28 1) Jelöljük a kiindulási oldat tömegét x-szel, ekkor a benne lévő nátrium-klorid tömege egyenlő lesz: m(NaCl) = m(kiindulási oldat) · ω(NaCl) = 0,2x. 2) Kifejezzük a végoldat tömegét: m(végoldat) = m(kiindulási oldat) + m(H2O) = x + 200. 3) Összeállítunk egy egyenletet és megkeressük x: m(NaCl) = m(végső) oldat) ω(NaCl a végső oldatban); 0,2x = 0,07 (x + 200); 0,2x = 0,07x + 14; 0,13x = 14; x = 107,7 g 4) Határozza meg az eredeti oldat térfogatát: V (kiindulási NaCl oldat) = m (kiindulási oldat) / ρ (kiindulási oldat) = 107,7 / 1,15 = 93,7 ml. Válasz: V(kiindulási NaCl oldat) = 93,7 ml. 36. példa Milyen tömegű, 0,4 és 0,15 nátrium-hidroxid tömeghányadú oldatokat kell összekeverni, hogy 500 g oldatot kapjunk 30%-os nátrium-hidroxid tömeghányaddal? Megoldás: 1) Jelöljük az első kiindulási oldat tömegét x-szel, ekkor a benne lévő nátrium-hidroxid tömege: m(NaOH az első kiindulási oldatban) = m(oldat) · ω(NaOH) = 0,4x . 2) Jelöljük a második kiindulási oldat tömegét y-val, ekkor a benne lévő nátrium-hidroxid tömege: m(NaOH a második kiindulási oldatban) = m(oldat) · ω(NaOH) = 0,15y. 3) Határozza meg a nátrium-hidroxid tömegét a végső oldatban: 4) m(NaOH a végső oldatban) = m(oldat) ω(NaOH) = 500 0,3 = 150 g 5) A végső oldat tömege egyenlő a kiindulási oldatok tömegeinek összege: x + y = 500 6) A végső oldatban lévő nátrium-hidroxid tömege egyenlő a két kiindulási oldat nátrium-hidroxid tömegének összegével: 0,4x + 0,15y = 150
  25. 25. 29 7) Összeállítunk egy egyenletrendszert és megoldjuk: x + y = 500 x + y = 500 0,625y = 125 x = 300 0,4x + 0,15y = 150 2,5 x + 0,375y = 3205 y = 3205 y : Az első kiindulási oldat tömege = 300 g; a második kiindulási oldat tömege = 200 g 37. példa Határozza meg a kénsav tömeghányadát abban az oldatban, amelyet úgy kapunk, hogy 20 g 10 %-os óleumot 40 g 20 %-os kénsavban oldunk. Megoldás: Az óleum kén(VI)-oxid tiszta kénsavban készült oldata. Amikor az óleumot feloldjuk vizes oldat kénsav, a következő reakció megy végbe: SO3 + H2O → H2SO4 1) Határozza meg az óleum összetételét és a benne lévő kén-oxid (VI) mennyiségét: m(SO3) = m(óleum)ּ ω(SO3) = 20 ּ 0,1 = 2 g; m(H2SO4 óleumban) = 20-2 = 18 g; ν(SO3)=m(SO3)/M(SO3)=2/80=0,025 mol. 2) Határozza meg a SO3-ból képződött kénsav tömegét: A reakcióegyenlet szerint ν(H2SO4 képződött) = ν(SO3) = 0,025 mol m(H2SO4 képződött) = ν(H2SO4 képződött) M(H2SO4) = 0,025 98 = 2 , 45 g 3) Határozza meg a kénsav tömegét az eredeti oldatban: m(H2SO4 az eredeti oldatban) = m(kiindulási oldat) ω(H2SO4 az eredeti oldatban) = 40 0,2 = 8 g 4) Határozza meg! össztömeg kénsav a végső oldatban: m(H2SO4 a végső oldatban) = m(H2SO4 óleumban) + m(H2SO4 képződött) + m(H2SO4 a kiindulási oldatban) = 18 + 2,45 + 8 = 28,45 g határozzuk meg a végső oldat tömegét és a kénsav tömeghányadát a végső oldatban: m(végoldat) = m(óleum) + m(kiindulási oldat) = 20 + 40 = 60 g ω(H2SO4) a végső oldatban ) = m(H2SO4 a végső oldatban) / m(végső oldat) = 28,45 / 60 = 0,474 (47,4%) Válasz: ω(H2SO4 a kapott oldatban) = 47,4%.
  26. 26. 30 Független megoldás feladatai 53. Határozza meg a nátrium-szulfát moláris koncentrációját egy 8%-os sótömeghányadú és 1,09 g/ml sűrűségű oldatban! 54. Mekkora tömegű vizet és réz-szulfátot kell venni 2 liter 0,9 mol/l réz-szulfát moláris koncentrációjú és 1,1 g/ml sűrűségű oldat elkészítéséhez? 55. Hány ml 5%-os sótömeghányadú és 1,05 g/ml sűrűségű réz-szulfát-oldatot kell venni 75 g réz-szulfát feloldásához, hogy olyan oldatot kapjunk, amelynek tömeghányada réz-szulfát 0,2? 56. Milyen tömegű kristályos szódát (Na2CO3 10H2O) és 5%-os nátrium-karbonát-oldatot kell venni 500 ml 12%-os nátrium-karbonát tömeghányadú, 1,125 g/ml sűrűségű oldat elkészítéséhez? 57. Mekkora térfogatú 20 és 50%-os savtömegű, 1,14, illetve 1,39 g/ml sűrűségű kénsavoldatokat kell összekeverni, hogy 1 liter 1,219 g/ml sűrűségű kénsavoldatot kapjunk, 10 amelyből g 1,344 liter ammóniát képes felszívni. 58. Mekkora térfogatú 15 és 45%-os lúgtömegű és 1,14, illetve 1,46 g/ml sűrűségű kálium-hidroxid oldatokat kell összekeverni, hogy 100 g 1,2 g/ml sűrűségű kálium-hidroxid oldatot kapjunk, 10 amelyből ml legfeljebb 1,344 liter szén-monoxidot (IV) képes felvenni. 59. Mekkora térfogatú, 55%-os savtömeghányadú és 1,34 g/ml sűrűségű salétromsavoldat nyerhető 1 m3 (n.s.) ammóniából, ha az ammónia katalitikus oxidációjából származó hozam 98%, ill. a hozam savak abszorpciós oszlopokon - 94%? 60. Mekkora tömegű foszfor-anhidridet (foszfor(V)-oxid) kell feloldani 300 g 20%-os foszforsavban, hogy 50%-os foszforsav tömeghányadú oldatot kapjunk. 61. Mekkora térfogatú kén(IV)-oxidot kell elfogyasztani, hogy 39,28 ml 95%-os savtömeghányadú, 1,833 sűrűségű kénsavoldatból 20%-os kén(VI)-oxid tömeghányadú óleumot kapjunk. g/ml, ha ismert, hogy a (IV) kén-oxid átalakulása (VI) kén-oxiddá 75%-os hozammal megy végbe. 62. Mekkora tömegű (V) foszfor-oxidot kell feloldani 1 liter 1,2 g/ml sűrűségű foszforsav-oldatban, hogy tömeghányada megkétszereződjön, ha ismert, hogy a teljes semlegesítéshez 35 ml hidroxid oldatra volt szükség. 10 g kapott kálium-oldatot 20%-os lúggal és 1,2 g/ml sűrűséggel. 63. 39 ml oldathoz bárium-klorid 20%-os sótömeghányadú és 1,2 g/ml sűrűségű oldathoz 58,66 g 0,75 mol/l koncentrációjú és 1,1 g/ml sűrűségű nátrium-foszfát oldatot adtunk. Határozza meg a kapott oldatban a csapadék tömegét és az anyagok tömeghányadát! 64. 108 ml 12%-os sótömegű, 1,05 g/ml sűrűségű cink-nitrát oldathoz, 72 g 0,9 mol/l koncentrációjú ammónium-foszfát oldathoz 1,08 g/ml sűrűségű. ml-t adtunk hozzá. Határozza meg a kapott oldatban a csapadék tömegét és az anyagok tömeghányadát! 65. 95,36 ml 15%-os sótömegű és 1,12 g/ml sűrűségű alumínium-klorid-oldathoz 192 g 2,5 mol/l koncentrációjú nátrium-hidroxid-oldatot adtunk és
  27. 27. 31, 1,2 g/ml sűrűséggel. Határozza meg a kapott oldatban a csapadék tömegét és az anyagok tömeghányadát! 66. 28,08 ml higany-nitrát 25%-os sótömeghányadú és 1,25 g/ml sűrűségű oldatához, 19,67 g 1,2 mol/l koncentrációjú és 1,18 sűrűségű kálium-foszfát oldathoz. g/ml-t adtunk hozzá. Határozza meg a kapott oldatban a csapadék tömegét és az anyagok tömeghányadát! 67. 250 ml 14%-os sótömegű, 1,12 g/ml sűrűségű króm(III)-szulfát-oldathoz 222 g 0,75 mol/l koncentrációjú és 1,12 g/ml sűrűségű nátrium-szilikát oldathoz. 1,11 g/ml-t adtunk hozzá. Határozza meg a kapott oldatban a csapadék tömegét és az anyagok tömeghányadát! 68. 23,2 g ismeretlen szervetlen só hevítéskor szilárd maradék nélkül teljesen lebomlanak. A keletkező két gáz vízgőzzel alkotott elegyét 52,44 ml 30%-os savtömegű és 1,16 g/ml sűrűségű sósav oldaton engedtük át, majd 4,48 l (n.s.) elem gáz-halmazállapotú oxidja maradt vissza. (IV) 1,6-os argonsűrűséggel, és az oldatban lévő sav tömeghányada 5,124%-ra csökkent. Határozza meg az eredeti só képletét! 69. 9,84 g ismeretlen, három elemből álló sót 50,89 ml 36,5 %-os hidrogén-klorid tömeghányadú, 1,179 g/ml sűrűségű sósavban oldva csak nátrium-kloridot tartalmazó oldat keletkezett. tömeghányad 10,05%, fém(III)-klorid, amelyben a fém tömeghányada 20,22%, és a hidrogén-klorid tömeghányada 6,27%. Határozza meg az eredeti só legegyszerűbb képletét! 70. A fenolhomológ mintájának 1,792 l (n.s.) oxigénben való elégetése után keletkezett anyagkeveréket 100 ml 1,05 g/ml sűrűségű és 0,6 mol/l moláris lúgkoncentrációjú bárium-hidroxid oldaton vezettük át. Ennek eredményeként 8,274 g csapadék hullott ki az oldatból, és az oldat tömege 99,006 g lett. A lúg által nem abszorbeált gáz térfogata 649,6 ml (n.s.). Határozza meg az elégetett anyag lehetséges szerkezeti képleteit! 1.3.2. Oldhatóság (s) és oldhatósági együttható (S) Az oldhatóság (s) azt mutatja meg, hogy egy anyag hány grammja oldható fel maximálisan 100 g oldószerben. Az oldhatósági együttható (S) megmutatja, hogy hány gramm anyag oldható fel 1 liter oldószerben: m(oldott anyag telített oldat) S = [g/l] V(oldószer) Vizes oldatoknál V(oldószer) = m(H2O) kg-ban: Kétkomponensű oldatnál (egy oldott anyag + víz) ω(telített oldatban lévő anyagok) = S / (1000 + S)
  28. 28. 32 38. példa Az ammónium-klorid oldhatósági együtthatója vízben 15°C-on 350 g/l. Határozzuk meg az ammónium-klorid tömegrészét és moláris koncentrációját telített oldatban, ha sűrűsége 1,08 g/ml. Megoldás: 1) ω(NH4Cl) = S / (1000 + S) = 350 / (1000 + 350) = 350 / 1350 = 0,259 (25,9%) 2) Legyen az oldott anyag tömege 350 g, ekkor: m (oldat ) = m (oldott anyag) + m (oldószer) = 350 + 1000 = 1350 g V (oldat) = m (oldat) / ρ (oldat) = 1350 / 1,08 = 1250 ml = 1,25 l. ν(NH4Cl)=m(NH4Cl)/M(NH4Cl)=350/53,5=6,54 mol. C(NH4Cl) = ν(NH4Cl) / V(oldat) = 6,54 / 1,25 = 5,23 mol/l Válasz: ω(NH4Cl) = 25,9%; C(NH4Cl)=5,23 mol/l. 39. példa Határozza meg a réz-szulfát oldhatósági együtthatóját, ha ismert, hogy a réz-szulfát tömeghányada telített oldatban adott hőmérsékleten 17,2%. Megoldás: 1) Legyen 100 g telített oldat. Meghatározzuk a réz-szulfát tömegét ebben az oldatban: m(CuSO4) = m(oldat) ω(CuSO4) = 100 0,172 = 17,2 g 2) Határozzuk meg a 17,2 g réz-szulfátnak megfelelő réz-szulfát tömegét: m(CuSO4). .5H2O) = M(CuSO4.5H2O) = (17,2 / 160) 250 = 26,9 g 3) Határozza meg a víz térfogatát, amelyet 26,9 g réz-szulfáthoz kell hozzáadni, hogy 100 g telített oldatot kapjunk: m(H2O). ) = m(oldat) – m(CuSO4 5H2O) = 100 – 26,9 = 73,1 g V(H2O) = 73,1 ml = 0,0731 l. 4) Számítsa ki az oldhatósági együtthatót: S = m(CuSO4 5H2O) / V(H2O) = 26,9 / 0,0731 = 368 g/l. Válasz: S(CuSO4 5H2O) = 368 g/l. 40. példa Határozza meg a kálium-klorát (KClO3) csapadék tömegét, amely 100 g nátrium-klorát oldat (a só tömeghányada 31,95%) és 100 g kálium-klorid oldat (tömegfrakció) összekeverésével kapott oldatból. sóból 22,35%), ha ismert , Milyen
  29. 29. 33 a kálium-klorát oldhatósági együtthatója ilyen körülmények között 73 g/l víz. Megoldás: 1) Írja fel a reakcióegyenletet: NaClO3 + KCl → KClO3 ↓ + NaCl 2) Határozza meg az anyagok tömegét és mennyiségét az eredeti oldatokban: m(NaClO3) = 100 · 0,3195 = 31,95 g ν(NaClO3,)! 95/106,5 = 0,3 mol. m(KCl) = 100 · 0,2235 = 22,35 g ν(KCl) = 22,35/74,5 = 0,3 mol. 3) Határozza meg a víz tömegét a kiindulási és a végső oldatban: m(H2O NaClO3 oldatban) = 100 – 31,95 = 68,05 g m(H2O KCl oldatban) = 100 – 22,35 = 77,65 g (H2O in). a végső oldat) = 68,05 + 77,65 = 145,7 g 4) Határozza meg, milyen tömegű KClO3 marad a végső oldatban, a következő arányban: 73 g KClO3 1000 g H2O-ban oldódik x = 145,7 · 73 / 1000 = 10. 145,7 5) Számítsa ki a csapadék tömegét: Összesen a reakcióegyenlet szerint 0,3 mol KClO3 képződhet, ami tömeg = 0,3 · 122,5 = 36,75 g m(üledék) = 36,75 – 10,611 = 26,75 g Válasz: m(üledék) = 26,11 g 41. példa A só oldhatósága 60 o C-on 40 g 100 g vízben, 20 o C-on pedig 12 g 100 g vízben. Határozza meg a só tömegét, amely 300 g 60 o C-on telített oldat 20 o C-ra hűtésekor kicsapódik. Megoldás: 1) Határozza meg a víz tömegét 300 g 60 o C-on telített oldatban, majd az arány növelése: 100 g H2O van 100 + 40 = 140 g oldatban x - 300 x = 100 300 / 140 = 214,3 g 2) Határozza meg a 20 o C-on telített és 214,3 g anyagot tartalmazó oldat tömegét! víz:
  30. 30. 34 100 g H2O 100 + 12 = 112 g oldatban 214,3 - y y = 214,3 112 / 100 = 240 g 3) Határozza meg az üledék tömegét: m(csapadék) = m(oldat). C) – m(20 o C-on telített oldat) = 300 – 240 = 60 g Válasz: m(csapadék) = 60 g Független oldat feladatai 71. Egy telített nátrium-hidrogén-karbonát-oldat moláris sókoncentrációja 1,12 mol /. l és sűrűsége 1,07 g/ml. Határozzuk meg a nátrium-hidrogén-karbonát oldhatósági együtthatóját ilyen körülmények között és tömeghányadát telített oldatban. 72. Határozza meg, mennyi réz-szulfát csapódott ki, amikor 34 ml 30%-os réz-szulfát tömeghányadú és 1,3 g/ml sűrűségű oldatot 0°C-ra hűtöttünk, ha ismert, hogy a réz-szulfát oldhatósági együtthatója 0 °C-on 150 g/l. Mekkora a réz-szulfát tömeghányada a maradék oldatban? 73. Határozza meg annak a csapadéknak a tömegét és összetételét, amely 120 g bárium-klorid-oldat 26%-os tömegarányú sójával és 150 g 50%-os sót tartalmazó nátrium-nitrát-oldat összekeverése után keletkezett. ha ismert, hogy ilyen körülmények között a nátrium-klorid és a bárium-nitrát oldhatósági együtthatója 330, illetve 90,45 g/l(H2O). 74. Mekkora térfogatú, 10%-os vas(II)-szulfát tömeghányadú és 1,1 g/ml sűrűségű oldatot kell venni 55,6 g vas-szulfát (FeSO4,7H2O) feloldásához, hogy vasoldatot kapjunk. (II) 20 °C-on telített szulfát). A vas-szulfát oldhatósági együtthatója ezen a hőmérsékleten 266 g/l. 75. A nátrium-karbonát-monohidrát oldhatósága 50 o C-on 47 g/100 g víz, a kristályos szóda (nátrium-karbonát-dekahidrát) oldhatósága 0 o C-on 6,7 g/100 g víz. Számítsuk ki a kristályos szóda tömegét, amely felszabadul 1 liter 1,2 g/ml sűrűségű, 50 °C-on telített nátrium-karbonát-oldatból 0 °C-ra hűtés után. 1.3.3. Elektrolitikus disszociáció, disszociációs foka (α) 42. példa Határozza meg az ionok moláris koncentrációját alumínium-szulfát oldatában, amelynek tömeghányada 0,2 és sűrűsége 1,23 g/ml. N(ionokká szétesett molekulák) ν(ionokká szétesett anyag) α = = N(kezdeti molekulák) ν( kiindulási anyag) α % = α 100
  31. 31. 35 Megoldás: 1) Az alumínium-szulfát, mint a sók túlnyomó többsége, erős elektrolit, és vizes oldatban teljesen disszociál: Al2(SO4)3 → 2 Al 3+ + 3 SO4 2- 2) Legyen 100 g oldatot, akkor m(Al2(SO4)3) = 100 · 0,2 = 20 g, és V(oldat) = 100 / 1,23 = 81,3 ml = 0,0813 l. ν = 20/342 = 0,0585 mol. A disszociációs egyenlet szerint ν(Al 3+) = ν · 2 = 0,0585 · 2 = 0,117 mol és ν(SO4 2-) = ν · 3 = 0,0585 · 3 = 0,1755 mol. 3) Számítsa ki az ionok koncentrációját az oldatban: C(Al 3+) = ν(Al 3+) / V(oldat) = 0,117 / 0,0813 = 1,44 mol/l. C(SO4 2-) = ν(SO4 2-) / V (oldat) = 0,1755 / 0,0813 = 2,16 mol/l. Válasz: C(Al 3+) = 1,44 mol/l; C(SO42-) = 2,16 mol/l. 43. példa Határozza meg a disszociáció mértékét! hangyasav 0,46 tömegszázalékos vizes oldatában (oldatsűrűség 1 g/ml), ha az oldatban a hangyasav által képződött összes részecske (molekulák és ionok) összkoncentrációja 0,11 mol/l. Megoldás: 1) Legyen 1 liter oldat. Kiszámítjuk a hangyasav mennyiségét és az oldatban lévő összes részecske összanyagmennyiségét: ν(részecskék) = C(részecskék) · V(oldat) = 0,11 · 1 = 0,11 mol. m(oldat) = V(oldat) ρ(oldat) = 1000 g m(HCOOH) = m(oldat) ω(HCOOH) = 1000 0,0046 = 4,6 g ν(HCOOH) = m (HCOOH) / M(HCOOH) = 4,6 /46 = 0,1 mol. 2) Hagyja, hogy x mól HCOOH disszociáljon, majd 0,1 – x mól sav maradt disszociálatlanul és x mól HCOO - ion és x mól H + ion keletkezett: Ez volt: 0,1 HCOOH → HCOO - + H + + (HCOOH) Disszociálva: x lett x x 0,1 – x Az oldatban lévő részecskék teljes anyagmennyisége = x + x + 0,1 – x = 0,1 + x 0,1 + x = 0,11; x = 0,11 – 0,1 = 0,01.
  32. 32. 36 3) Határozza meg a disszociáció mértékét: α = ν(disszociált molekulák) / ν(kezdeti molekulák) = x / 0,1 = 0,01 / 0,1 = 0,1 (10%) Válasz: α(HCOOH) = 10% 44. példa. sz. 1700 ml szén-monoxidot (IV) feloldunk 1 liter vízben. Számítsa ki a keletkezett oldatban a hidrogénionok koncentrációját, ha ismert, hogy az oldott anyagnak csak 6,8%-a alakul szénsavvá, és a szénsav disszociációs foka az első lépésben ilyen körülmények között 0,08%. Hanyagoljuk el a víz disszociációját, a szénsav disszociációját a második szakaszban, és az oldat térfogatának változását az oldódás során. Megoldás: 1) Határozza meg az 1 liter vízben oldódó CO2 anyag mennyiségét: ν(CO2) = V(CO2) / 22,4 = 1,7 / 22,4 = 0,0759 mol! 2) Felírjuk a reakcióegyenletet és meghatározzuk a képződött szénsav anyagmennyiségét: CO2 + H2O → H2CO3 ν(H2CO3) = ν(CO2) η = 0,0759 0,068 = 0,00516 mol 3) Felírjuk a szénsav disszociációs egyenletét első lépésben és számítsa ki az oldatban lévő hidrogénionok koncentrációját: H2CO3 ⇄ HCO3 - + H + α = ν(H +) / ν(H2CO3); ν(H+) = α ν(H2CO3) = 0,0008 0,00516 = 0,00000413 = 4,13 10-6 mol. C(H+) = ν(H+) / V (oldat) = 4,13 10-6 / 1 = 4,13 10-6 mol/l. Válasz: C(H+) = 4,13 10-6 mol/l. Független megoldások feladatai 76. Milyen tömegarányban keverjük össze a 2%-os sótömeghányadú nátrium-szulfát és a 3%-os sótömeghányadú kálium-klorid oldatot, hogy a nátrium-ionok koncentrációja a kapott oldat négyszer nagyobb, mint a káliumionok koncentrációja? 77. Az összevonás eredményeként egyenlő térfogatok bárium-klorid (sűrűsége 1,25 g/ml) és nátrium-nitrát (sűrűsége 1,3 g/ml) telített oldata csapadék képződik, és 1,2 g/ml sűrűségű oldat maradt vissza. Ha ismert, hogy a bárium-klorid oldhatósága, a fennmaradó oldatban lévő ionok moláris koncentrációja
  33. 33. 37 nátrium-nitrát, bárium-nitrát és nátrium-klorid ilyen körülmények között rendre 25, 82, 9,05 és 33 g/100 g víz. 78. A nátrium-karbonát tömeghányada 20 o C-on telített oldatban 0,18. Határozzuk meg a kristályos szóda vízben való oldhatósági együtthatóját ezen a hőmérsékleten és a nátriumionok moláris koncentrációját telített oldatban, ha annak sűrűsége 1,15 g/ml! 79. Határozza meg az 1,2 g ecetsav 500 ml vízben való feloldásakor keletkező részecskék (molekulák és ionok) összkoncentrációját és számát, ha ismert, hogy az ecetsav disszociációs foka ilyen körülmények között 2%. A hangerő változását figyelmen kívül kell hagyni. 80. Számítsa ki a kén-oxid (IV) oldhatóságát vízben (liter gáz per liter vízben), ha ismert, hogy kénes sav Az oldott gáz 38,8%-a áthalad, a savas disszociáció mértéke az első lépésben 8,6% (a disszociáció elhanyagolása a második lépésben), a hidrogénionok koncentrációja a telített oldatban 0,061 mol/l. Az oldat sűrűsége 1,1 g/ml. 81. A foszfor kénnel való reakciójának termékét, amelyben a foszfor a legmagasabb pozitív oxidációs állapotot mutatja, vízbe helyeztük. Hosszabb forralás után a kellemetlen szagú gázfejlődés megszűnéséig 0,004 mol hidrogéniont tartalmazó oldatot kaptunk. Számítsa ki a foszforsav disszociációjának mértékét az első lépésben (a disszociációt figyelmen kívül hagyja a második és harmadik lépésben), ha ismert, hogy amikor a forrás közben felszabaduló gázt feleslegben lévő réz-nitrát oldatba vezettük, 9,6 g fekete csapadék képződik. kicsapódott.


Előző cikk: Következő cikk:

© 2015 .
Az oldalról | Kapcsolatok | Webhelytérkép