obliczenia stechimetryczne+ przykładowe zadania.pdf

(348 KB) Pobierz
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu - liczba Avogadro, mol, masa
molowa, molowa objętość gazów, obliczenia stechiometryczne + zadania
z rozwiązaniami
I. Podstawowe definicje
1. Masa atomowa - masa atomu wyrażona w atomowych jednostkach masy [u] - unitach
2. Atomowa jednostka masy - unit [u] - 1/12 masy atomu izotopu węgla 12 C
1u =
masy atomu węgla 12 C = 1,66·10 -27 kg = 1,66·10 -24 g
3. Mol - ilość materii zawierająca liczbę cząsteczek równą liczbie atomów izotopów
węgla 12 C zwartych w masie 12g nuklidu węgla 12 C, czyli zbiór 6,02·10 23 atomów,
cząsteczek lub jonów
4. Liczba Avogadra - określa liczbę drobin (atomów, cząsteczek, jonów, elektronów) w
molu materii
N A = 6,02·10 23 mol -1
5. Masa molowa - masa jednego mola drobin (atomów, jonów, cząsteczek) wyrażana w
gramach, co do wartości liczbowej jest równa masie atomowej (cząsteczkowej
pierwiastka lub zawiązku chemicznego)
M = m·N A = [g/mol] = [g·mol -1 ], gdzie m - masa drobiny
Interpretacja
Drobina
Masa atomowa - m at
lub cząsteczkowa - m cz
Liczba
cząsteczek
w 1 molu
Liczba atomów w
1 molu
Masa molowa
M
6,02·10 23
Cl
m at = 35,45u
-
35,45g/mol
Cl 2
m cz = 70,90u
6,02·10 23
2·6,02·10 23
70,90g/mol
O
m at = 16u
-
6,02·10 23
16g/mol
6,02·10 23
2· 6,02·10 23
O 2
m cz = 32u
32g/mol
6,02·10 23
3·6,02·10 23
O 3
m cz = 48u
48g/mol
H 2 O
m cz = 18u
6,02·10 23
2 · 6,02·10 23 at. H +
6,02·10 23 at. O
18g/mol
H 2 S O 4
m cz = 98u
6,02·10 23
2 · 6,02·10 23 at. H +
4 ·6,02·10 23 at. O +
6,02·10 23 at. S
98g/mol
Ca C O 3
m cz = 100u
6,02·10 23
6,02·10 23 at. Ca +
3 ·6,02·10 23 at. O +
6,02·10 23 at. C
100g/mol
Przykłady:
Obliczanie mas molowych:
M H 2 O = 2·M H + 1·M O = 2·1g/mol + 16g/mol = 18g/mol
M H 2 SO 4 = 2·M H + 1·M S + 4·M O = 2·1g/mol + 32g/mol + 4·16g/mol = 98g/mol
M CaCO 3 = 1·M Ca + 1·M C + 3·M O = 40g/mol + 12g/mol + 3·16g/mol =
100g/mol
M Al 2 (SO 4 ) 3 = 2·M Al + 3·M S + 12·M O = 2·27g/mol + 3·32g/mol + 12·16g/mol =
342g/mol
M [Al(OH) 6 ]Na 3 =1· M Al + 6·M O + 6·M H + 3·M Na = 27g/mol + 6·16g/mol +
6·1g/mol + 3·23g/mol = 198g/mol
884019665.245.png 884019665.256.png 884019665.267.png 884019665.278.png 884019665.001.png 884019665.012.png 884019665.023.png 884019665.034.png 884019665.044.png 884019665.054.png 884019665.065.png 884019665.075.png 884019665.086.png 884019665.097.png 884019665.108.png 884019665.119.png 884019665.130.png 884019665.141.png 884019665.152.png 884019665.163.png 884019665.174.png 884019665.184.png 884019665.195.png 884019665.206.png 884019665.215.png 884019665.216.png 884019665.217.png 884019665.218.png 884019665.219.png 884019665.220.png 884019665.221.png 884019665.222.png 884019665.223.png 884019665.224.png 884019665.225.png 884019665.226.png 884019665.227.png 884019665.228.png 884019665.229.png 884019665.230.png 884019665.231.png 884019665.232.png 884019665.233.png 884019665.234.png 884019665.235.png 884019665.236.png 884019665.237.png 884019665.238.png 884019665.239.png 884019665.240.png 884019665.241.png 884019665.242.png 884019665.243.png 884019665.244.png 884019665.246.png 884019665.247.png 884019665.248.png 884019665.249.png 884019665.250.png 884019665.251.png 884019665.252.png 884019665.253.png 884019665.254.png 884019665.255.png 884019665.257.png 884019665.258.png 884019665.259.png 884019665.260.png 884019665.261.png 884019665.262.png 884019665.263.png 884019665.264.png 884019665.265.png 884019665.266.png 884019665.268.png 884019665.269.png 884019665.270.png 884019665.271.png 884019665.272.png 884019665.273.png 884019665.274.png 884019665.275.png 884019665.276.png 884019665.277.png 884019665.279.png 884019665.280.png 884019665.281.png 884019665.282.png 884019665.283.png 884019665.284.png 884019665.285.png 884019665.286.png 884019665.287.png 884019665.288.png 884019665.002.png 884019665.003.png 884019665.004.png 884019665.005.png 884019665.006.png 884019665.007.png 884019665.008.png 884019665.009.png 884019665.010.png 884019665.011.png 884019665.013.png 884019665.014.png 884019665.015.png 884019665.016.png 884019665.017.png 884019665.018.png 884019665.019.png 884019665.020.png 884019665.021.png 884019665.022.png 884019665.024.png 884019665.025.png 884019665.026.png 884019665.027.png 884019665.028.png 884019665.029.png 884019665.030.png 884019665.031.png 884019665.032.png 884019665.033.png 884019665.035.png 884019665.036.png 884019665.037.png
 
Zadania:
Zad. 1. Oblicz:
a) masę molową ortofosforanu(V) wapnia Ca 3 (PO 4 ) 2 ;
b) masę 0,2mola w/w soli,
c) masę 1,5mola w/w soli,
d) liczbę cząsteczek w 0,4mola w/w soli;
e) liczbę moli w próbce o masie 77,5g w/w soli .
Rozwiązanie:
a) M Ca 3 (PO 4 ) 2 = 3·40g/mol + 2·31g/mol + 8·16g/mol = 310g/mol
b) obliczenie można wykonać korzystając z proporcji lub ze wzoru ( m = n · M), gdzie
m -masa próbki w g, n - liczba moli, M - masa molowa substancji.
Obliczenie z proporcji Obliczenie ze wzoru
1mol -------- 310g m = n · M = 0,2mol · 310g/mol = 62g
0,2mol ----- x
--------------------
x = 62g
c) jak w ppkt. b
1mol -------- 310g m = n · M = 1,5mol · 310g/mol = 465g
1,5mol ----- x
--------------------
x = 465g
d) na 1 mol substancji składa N A = 6,02·10 23 cząsteczek, oblicza się z proporcji
1 mol ---------- 6,02·10 23
0,4mol --------- x
---------------------------
x = 2,408·10 23 cząsteczek
e) jak w ppkt. b
1mol --------- 310g m = n · M ; n =
x ----------- 77,5g
---------------------------
x = 0,25 mola
Zad.2. Oblicz:
a) masę próbki siarkowodoru (H 2 S) na którą składa się 3,01·10 23 cząsteczek tego
związku,
b) liczbę atomów H i liczbę atomów S w próbce tego związku o masie 17g,
c) masę próbki siarczku miedzi(II) CuS, która zawiera tyle samo atomów siarki, która
zawarta jest w 34,2g siarczanu(VI) glinu Al 2 (SO 4 ) 3
Rozwiązanie:
a) na 1 mol wchodzi 6,02·10 23 cząsteczek związku
M H 2 S = 34g/mol
34g --------------- 6,02·10 23
x --------------- 3,01·10 23 x = 17g
--------------------------------
884019665.038.png 884019665.039.png
b) na 1 mol (34g) H 2 S wchodzą 2 mole wodoru i 1 mol siarki a na 1 mol składa się
6,02·10 23 atomów, stąd w 17g - patrz zad. a:
34g ---------- 2·6,02·10 23 at. H 34g ------------- 6,02·10 23 at. S
17g ---------- x 17g ------------- x
------------------------------------- ----------------------------------------
x = 6,02·10 23 at. H x = 3,01·10 23 at. S
c) na 1 mol siarczku miedzi zawiera 1 mol atomów siarki, natomiast 1 mol siarczanu(VI)
glinu zawiera 3mole siarki, stąd należy obliczyć liczbę at. S w próbce 34,2g tego
związku
M Al 2 (SO 4 ) 3 = 342g/mol M CuS = 64g/mol + 32g/mol = 96g/mol
342g --------- 3·6,02·10 23 at. S w 96g tego związku znajduje się
34,2g --------- x 6,02·10 23 at. S stąd
-------------------------------------
x = 1,806·10 23 at. S 96g -------------- 6,02·10 23 at. S
x ---------------- 1,806·10 23 at. S
-----------------------------------------
x = 28,8g
Odp. Taka sama liczba at. S co w 34,2g siarczanu(VI) glinu znajduje się w
28,8gramach siarczku miedzi(II )
Zad. 3 Oblicz udział procentowy poszczególnych pierwiastków siarczanu(VI) wapnia
CaSO 4 .
Rozwiązanie:
Obliczenie masy molowej M = 40g/mol + 32g/mol + 4·16g/mol = 136g/mol
136g stanowi całość, czyli 100%, do rozwiązania stosujemy proporcję:
136g -------- 100% 136g ------ 100% 136g ------- 100%
40g -------- x 32g ----- x 64g ------- x
-------------------- -------------------- --------------------
x = 29,41%Ca x = 23,53% S x = 47,06% O
Zad.4. Dla cząsteczki związki chemicznego o następującym udziale procentowym mas
pierwiastków w cząsteczce: Al - 15,79%; S - 28,07%; O - 56,14% ustal wzór
rzeczywisty tego związku.
Rozwiązanie:
Empiryczny wzór : Al x S y O z
W rozwiązaniu należy przejąć, że masa molowa tego związku wynosi 100g/mol
Stąd: m Al = 15,79g,
m S = 28,07g,
m O = 56,14g
Obliczenie liczby atomów pierwiastków w cząsteczce:
n Al =
1 2 = x
n S =
: 0,58 mol 1,5 · 2 3 = y
n O =
6 12 = z
884019665.040.png 884019665.041.png 884019665.042.png 884019665.043.png 884019665.045.png 884019665.046.png 884019665.047.png 884019665.048.png 884019665.049.png 884019665.050.png
 
wyjaśnienie - obliczone wartości należy podzielić przez najmniejszą wartość,
przemnożenie przez 2 jest konieczne, ponieważ w cząsteczce nie może być
1,5 atomu,
Wzór empiryczny: Al 2 S 3 O 12 wzór rzeczywisty: Al 2 (SO 4 ) 3
Zad. 5. Ustal wzór empiryczny i rzeczywisty uwodnionej soli, jeżeli procentowy udział
mas pierwiastków jest następujący: Na - 16,08%; C - 4,20%; O - 72,72%;
H - 7,0%.
Rozwiązanie:
Wzór empiryczny hydratu: Na x C y O z ·nH 2 O
Metoda obliczenia jak w zad. 4.
n Na =
2 = x
n C =
: 0,35 mol 1 = y
n O =
13
n H =
20
n = 20 at H : 2 = 10 H 2 O
z = 13 - n = 13 - 10 = 3
Wzór rzeczywisty: Na 2 CO 3 ·10H 2 O
II. Objętość molowa i objętość molowa gazów
1. Objętość molowa - objętość, jaką zajmuje jeden mol substancji w określonych
warunkach ciśnienia i temp.
V M =
,
gdzie M - masa molowa, d - gęstość,
Zadania
Zad.1. W warunkach standardowych (25 o C i 1013hPa) gęstość etanolu wynosi
0,7893g/cm 3 . Oblicz objętość molową etanolu (C 2 H 5 -OH).
Rozwiązanie:
M = 46g/mol V M =
Zad.2. Największą gęstość woda posiada w temp. 4 o C, w temp. powyżej i poniżej tej
temp. gęstość wody maleje. Oblicz gęstość wody w tej temp. i ciśnieniu 1013hPa,
jeżeli w tych warunkach 1 mol wody zajmuje objętość 18cm 3 .
Rozwiązanie:
M = 18g/mol d =
884019665.051.png 884019665.052.png 884019665.053.png 884019665.055.png 884019665.056.png 884019665.057.png 884019665.058.png 884019665.059.png 884019665.060.png 884019665.061.png 884019665.062.png 884019665.063.png 884019665.064.png 884019665.066.png 884019665.067.png
 
Zad. 3. Gęstość złota wynosi 19,32g/cm 3 . Zakładając, że obrączka jest wykonana z
czystego złota, oblicz jej masę jeżeli po wrzuceniu do wody zostało wyparte
0,25cm 3 wody .
Rozwiązanie:
Objętość obrączki jest równa objętości wypartej wody
1cm 3 Au --------- 19,32g
0,25cm 3 ---------- x
----------------------------
x = 4,83g
2. Objętość molowa gazów - jeden mol dowolnego gazu w warunkach normalnych
(warunki normalne: T = 0 o C tj. 273K i ciśnienie p = 1013hPa) zajmuje objętość
22,4dm 3 , co oznacza, że tej samej objętości znajduje się identyczna liczba cząsteczek
dowolnego gazu.
V mol = 22,4dm 3 / mol
Gaz
V mol w
warunkach
normalnych
Liczba
cząsteczek
gazu w 1
molu
Masa
molowa
M gazu
Gęstość gazu
d =
22,4dm 3 /mol
6,02·10 23
0,089g/dm 3
H 2
2g/mol
O 2
22,4dm 3 /mol
6,02·10 23
32g/mol
1,43 g/dm 3
22,4dm 3 /mol
6,02·10 23
3,17 g/dm 3
Cl 2
71g/mol
22,4dm 3 /mol
6,02·10 23
1,79 g/dm 3
Ar
40g/mol
NH 3
22,4dm 3 /mol
6,02·10 23
17g/mol
0,75 g/dm 3
CH 4
22,4dm 3 /mol
6,02·10 23
16g/mol
0,71 g/dm 3
22,4dm 3 /mol
N - 78,08%
O - 20,95%
Ar - 0,93%
CO 2 - 0,03%
części
objętościowych
6,02·10 23
1,2928g/cm 3
(bez pary
wodnej,
wilgotność 0%)
Powietrze
atmosferyczne
jako
mieszanina
gazów
Zadania
Zad.4. Oblicz:
a) objętość w warunkach normalnych 0,2mola wodoru,
b) objętość w warunkach normalnych 1,505·10 23 cząsteczek tlenu,
c) gęstość w warunkach normalnych następujących gazów: azotu, ksenonu i
chlorowodoru oraz uszereguj je wg rosnącej gęstości,
d) masę 1dm 3 (warunki normalne) bromowodoru
Rozwiązanie:
a) obliczenie z proporcji b) obliczenie z proporcji
1mol ---------- 22,4dm 3 6,02 ·10 23 cząst. O 2 -------- 22,4dm 3
0,2mol -------- x 1,505·10 23 cząst. O 2 --------- x
---------------------------- ----------------------------------------
x = 4,48dm 3 x = 5,6dm 3
884019665.068.png 884019665.069.png 884019665.070.png 884019665.071.png 884019665.072.png 884019665.073.png 884019665.074.png 884019665.076.png 884019665.077.png 884019665.078.png 884019665.079.png 884019665.080.png 884019665.081.png 884019665.082.png 884019665.083.png 884019665.084.png 884019665.085.png 884019665.087.png 884019665.088.png 884019665.089.png 884019665.090.png 884019665.091.png 884019665.092.png 884019665.093.png 884019665.094.png 884019665.095.png 884019665.096.png 884019665.098.png 884019665.099.png 884019665.100.png 884019665.101.png 884019665.102.png 884019665.103.png 884019665.104.png 884019665.105.png 884019665.106.png 884019665.107.png 884019665.109.png 884019665.110.png 884019665.111.png 884019665.112.png 884019665.113.png 884019665.114.png 884019665.115.png 884019665.116.png 884019665.117.png 884019665.118.png 884019665.120.png 884019665.121.png 884019665.122.png 884019665.123.png 884019665.124.png 884019665.125.png 884019665.126.png 884019665.127.png 884019665.128.png 884019665.129.png 884019665.131.png 884019665.132.png 884019665.133.png 884019665.134.png 884019665.135.png 884019665.136.png 884019665.137.png 884019665.138.png 884019665.139.png 884019665.140.png 884019665.142.png 884019665.143.png 884019665.144.png 884019665.145.png 884019665.146.png 884019665.147.png 884019665.148.png 884019665.149.png 884019665.150.png 884019665.151.png 884019665.153.png 884019665.154.png 884019665.155.png 884019665.156.png 884019665.157.png 884019665.158.png 884019665.159.png 884019665.160.png 884019665.161.png 884019665.162.png 884019665.164.png 884019665.165.png 884019665.166.png 884019665.167.png 884019665.168.png 884019665.169.png 884019665.170.png 884019665.171.png 884019665.172.png 884019665.173.png 884019665.175.png 884019665.176.png 884019665.177.png 884019665.178.png 884019665.179.png 884019665.180.png 884019665.181.png 884019665.182.png
 
884019665.183.png 884019665.185.png 884019665.186.png 884019665.187.png 884019665.188.png 884019665.189.png 884019665.190.png 884019665.191.png 884019665.192.png 884019665.193.png 884019665.194.png 884019665.196.png 884019665.197.png 884019665.198.png 884019665.199.png 884019665.200.png 884019665.201.png 884019665.202.png 884019665.203.png 884019665.204.png 884019665.205.png 884019665.207.png 884019665.208.png 884019665.209.png 884019665.210.png 884019665.211.png 884019665.212.png 884019665.213.png 884019665.214.png
 
Zgłoś jeśli naruszono regulamin