3. KEMIJSKI EKVIVALENTI _rjesenja_

Embed Size (px)

DESCRIPTION

rješenja

Text of 3. KEMIJSKI EKVIVALENTI _rjesenja_

3. KEMIJSKI EKVIVALENTI3.1.Vidi STEHIOMETRIJA

Napiimo najprije jednadbu reakcije za monoprotonsku kiselinu, primjerice HCl. NaOH + HCl NaCl + H2O Iz jednadbe proizlazi da se NaOH i HCl neutraliziraju u mnoinskom omjeru 1 : 1. Na temelju te jednadbe moemo postaviti omjer: n(NaOH) : n(HCl) = 1 : 1 Odavde proizlazi da je n(NaOH) = n(HCl) odnosno m(NaOH) m(HCl) = M(NaOH) M(HCl) Odavde proizlazi M(HCl) 36,5 g mol1 m(HCl) = m(NaOH) = 40,0 g = 36,5 g 1 M(NaOH) 40,0 g mol Po istom se naelu dobiju rjeenja za monoprotonske kiseline HClO2, HClO3, HClO4 i H3PO2 =========================================================== Jednadba neutralizacije NaOH s dvoprotonskom kiselinom bit e: 2 NaOH + H2SO4 Na 2SO4 + 2 H2O Moemo postaviti omjer: n(NaOH) : n(H2SO4) = 2 : 1 Odavde proizlazi n(NaOH) = 2 n(H2SO4) m(NaOH) 2 m(H2SO4) = M(NaOH) M(H2SO4l) M(H2SO4) 98,0 g mol1 SO ) = m (NaOH) = 40,0 g = 49,0 g m(H2 4 2 M(NaOH) 2 40,0 g mol1 Po istom se naelu dobije rjeenje za dvoprotonske kiseline, H2CO3 i H3PO3, M(H3PO3) 82,0 g mol1 m(H3PO3) = m(NaOH) = 40,0 g = 41,0 g 2 M(NaOH) 2 40,0 g mol1 ====================================== Za triprotonske kiseline, kao to je H3PO4, vrijedi: M(H3PO4) 98,0 g mol1 m(H3PO4) = m(NaOH) = 40,0 g = 32,7 g 1 3 M(NaOH) 3 40,0 g mol ====================================== Za etiriprotonske kiseline, kao to je H4P4O12 i H4P2O7 vrijedi: 320 g mol1 M(H4P4O12) m(H4P4O12) = m(NaOH) = 40,0 g = 80,0 g 4 M(NaOH) 4 40,0 g mol1

3.2.

Vidi STEHIOMETRIJA

Napiimo najprije jednadbu reakcije primjerice za neutralizaciju NaOH s HNO3. NaOH + HNO3 NaNO3+ H2O Iz jednadbe proizlazi da se NaOH i HNO3 neutraliziraju u mnoinskom omjeru 1 : 1. Na temelju te jednadbe moemo postaviti omjer: n(NaOH) : n(HNO3) = 1 : 1 Odavde proizlazi da je n(NaOH) = n(HNO3) odnosno m(NaOH) m(HNO3) = M(NaOH) M(HNO3) Odavde proizlazi m(HNO3) m(NaOH) = M(NaOH) = 1 mol M(NaOH) = 1 mol 40,0 g mol1 = 40,0 g. M(HNO3) m(HNO3) m(KOH) = M(KOH) = 1 mol M(KOH) = 1 mol 56,11 g mol1 = 56,11 g. M(HNO3) =========================== Iz jednadbe neutralizacije Ba(OH)2 8 H2O s duinm kiselinom Ba(OH)2 8 H2O + 2 HNO3 = Ba(NO3)2 + 10 H Ba(OH)2 8 H2O proizlazi da se Ba(OH) i HNO3 neutraliziraju u mnoinskom omjeru 1 : 2. Na temelju te jednadbe moemo postaviti omjer: n(Ba(OH)2 8 H2O) : n(HNO3) = 1 : 2 Odavde proizlazi n(HNO3) n(Ba(OH)2 8 H2O) = 2 odnosno m(Ba(OH)2 8 H2O) m(HNO3) = M(Ba(OH)2 8 H2O) 2 M(HNO3) Odavde proizlazi m(HNO3) M(Ba(OH)2 8 H2O) 315,48 g mol1 m(Ba(OH)2 8 H2O) = = 1 mol = 157,7 g M(HNO3) 2 2 ============================= Po istom naelu za Al(OH)3 i Fe(OH)3 dobivamo: m(HNO3) M(Al(OH)3) 78,0 g mol1 m(Al(OH)3) = = 1 mol = 26,0 g M(HNO3) 3 3 m(HNO3) M(Fe(OH)3) 106,8 g mol m(Fe(OH)3) = = 1 mol = 35,6 g M(HNO3) 3 31

3.3.

Vidi STEHIOMETRIJA

Mol je 6,022 1023 estica definirane kemijske formule. Kemijsku formulu moemo proizvoljno definirati, prmjerice KMnO4, ili 1/5 KMnO4 i td. Mase jednog mola tvari u zadatku definiranih formula jesu:: m(NaCl) = 58,44 g m( CaC2O4) = 64,05 g m( CaCl2 6 H2O) = 109,54 g m( FeSO4 7 H2O) = 139,02 m( Cd(BrO3)2 H2O) = 193,1 g m(1/6 Ca3(C6H5O7)2 4 H2O) = 95,09 g ili M(NaCl) = 58,44 g mol1 M( CaC2O4) = 64,05 g mol1 M( CaCl2 6 H2O) = 109,54 g mol1

M( FeSO4 7 H2O) = 139,02 g mol1 M( Cd(BrO3)2 H2O) = 193,1 g mol1 M(1/6 Ca3(C6H5O7)2 4 H2O) = 95,09 g mol1

3.4. a)

Vidi STEHIOMETRIJA

Najprije treba napisati jednadbu reakcije, a potom zadanu masu hidroksida iskazati jedinicom mol. H2SO4 + Ba(OH)2 BaSO4 + 2 H2O Iz jednadbe proizlazi da se H2SO4 i Ba(OH)2 neutraliziraju u mnoinskom omjeru 1 : 1. Na temelju te jednadbe moemo postaviti omjer: n(H2SO4) : n(Ba(OH)2) = 1 : 1 Odavde proizlazi da je n(H2SO4) = n(Ba(OH)2) odnosno m(Ba(OH)2) 100 g n(H2SO4) = = = 0,584 mol M(Ba(OH)2) 171,3 g mol1 b) 3 H2SO4 + 2 Al(OH)3 Al2(SO4)3 + 6 H2O n(H2SO4) : n(Al(OH)3) = 3 : 2 Odavde proizlazi da je n(H2SO4) = (3/2) n(Al(OH)3) odnosno m(Al(OH)3) 100 g n(H2SO4) = (3/2) = (3/2) = 1,923 mol M(Al(OH)3) 78,0 g mol1 c) H2SO4 + 2 KOH K2SO4 + 2 H2O n(H2SO4) : n(KOH) = 1 : 2 Odavde proizlazi da je n(H2SO4) = (1/2) n(KOH) odnosno m(KOH) 100 g n(H2SO4) = (1/2) = (1/2) = 0,891 mol M(KOH) 56,1 g mol1 d) H2SO4 + Na2CO3 Na2SO4 + CO2 + H2O n(H2SO4) : n(Na2CO3) = 1 : 1 Odavde proizlazi da je n(H2SO4) = n(Na2CO3) odnosno m(Na2CO3) 100 g n(H2SO4) = = = 0,943 mol M(Na2CO3) 106 g mol1

3.5. a)

Vidi STEHIOMETRIJA

Najprije treba napisati jednadbu reakcije, a potom zadanu masu soli iskazati jedinicom mol. NaOH + Na2HPO4 12 H2O Na3PO4 + 13 H2O Iz jednadbe proizlazi da se NaOH i Na2HPO4 12 H2O neutraliziraju u mnoinskom omjeru 1 : 1. Na temelju te jednadbe moemo postaviti omjer: n(NaOH) : n(Na2HPO4 12 H2O) = 1 : 1 Odavde proizlazi da je n(NaOH) = n(Na2HPO4 12 H2O) odnosno m(Na2HPO4 12 H2O) 100 g n(NaOH) = = = 0,279 mol M(Na2HPO4 12 H2O) 358,1 g mol1 b) 2 NaOH + CuSO4 5 H2O Cu(OH)2 + Na2SO4 + 5 H2O n(NaOH) : n(CuSO4 5 H2O) = 2 : 1 n(NaOH) = 2 n(CuSO4 5 H2O) 100 g m(CuSO4 5 H2O) n(NaOH) = 2 = 2 = 0,801 mol 249,7 g mol1 M(CuSO4 5 H2O) c) 3 NaOH + Fe(NO3)3 9 H2O 3 Fe(OH)3 + 3 NaNO3 + 9 H2O n(NaOH) : n(Fe(NO3)3 9 H2O) = 3 : 1 n(NaOH) = 3 n(Fe(NO3)3 9 H2O) 100 g m(Fe(NO3)3 9 H2O) n(NaOH) = 3 = 3 = 0,743 mol 404,0 g mol1 M(Fe(NO3)3 9 H2O) d) 6 NaOH + Cr2(SO4)3 2 Cr(OH)3 + 3 Na2SO4 n(NaOH) : n(Cr2(SO4)3) = 6 : 1 n(NaOH) = 6 n(Cr2(SO4)3) m(Cr2(SO4)3) 100,0 g n(NaOH) = 6 = 6 = 1,530 mol M(Cr2(SO4)3) 392,2 g mol1

3.6.

Vidi STEHIOMETRIJA

Najprije treba napisati jednadbu reakcije, a potom zadanu masu ugljikova dioksida iskazati jedinicom mol. Normalne soli: a) 2 NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O n(NaOH) : n(CO2) = 2 : 1 n(NaOH) = 2 n(CO2) m(NaOH) m(CO2) = 2 M(NaOH) M(CO2) m(CO2) 132,0 g m(NaOH) = 2 M(NaOH) = 2 40,00 g mol1 = 240 g M(CO2) 44,01 g mol1 b) 2 KOH + CO2 K2CO3 + H2O 132,0 g m(CO2) m(KOH) = 2 M(KOH) = 2 56,11 g mol1 = 336,7 g M(CO2) 44,01 g mol1 c) Ba(OH)2 + CO2 BaCO3 + H2O m(CO2) 132,0 g m(Ba(OH)2) = M(Ba(OH)2) = 171,3 g mol1 = 514,0 g 44,01 g mol1 M(CO2) d) Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O 132,0 g m(CO2) m(Ca(OH)2) = M(Ca(OH)2) = 74,09 g mol1 = 222,3 g 1 44,01 g mol M(CO2) Kisele soli a) NaOH + CO2 NaHCO3 n(NaOH) : n(CO2) = 1 : 1 n(NaOH) = n(CO2) m(NaOH) m(CO2) = M(NaOH) M(CO2) 132,0 g m(CO2) m(NaOH) = M(NaOH) = 40,00 g mol1 = 120 g M(CO2) 44,01 g mol1 Kad nastaju kisele soli u svim sluajevima utroi se upola manje hidroksida b) m(KOH) = 168,3 g c) m(Ba(OH)2) = 257,0 g d) m(Ca(OH)2) =111,2 g

3.7.

Vidi STEHIOMETRIJA

Problem rjeavamo jednakim postupkom kao u zadatku 3.6. Normalne soli: a) 2 NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O m(SO2) 128,0 g m(NaOH) = 2 M(NaOH) = 2 40,00 g mol1 = 159,8 g 64,06 g mol1 M(SO2) b) 128,0 g m(SO2) m(KOH) = 2 M(KOH) = 2 56,11 g mol1 = 224,2 g M(SO2) 64,06 g mol1 c) Ca(OH)2 + SO2 CaSO3 + H2O 128,0 g m(SO2) m(Ca(OH)2) = M(Ca(OH)2) = 74,09 g mol1 = 148,0 g 64,06 g mol1 M(SO2) Kad nastaju kisele soli u svim se sluajevima utroi upola manje hidroksida. NaOH + SO2 NaHSO3 a) m(NaOH) = 79,92 g b) m(KOH) = 112,1 g c) m(Ca(OH)2) = 74,0 g

3.8.

Vidi STEHIOMETRIJA

2 ZnS + 3 O2 2 ZnO + 2 SO2 n(ZnS) : n(ZnO) = 1 : 1 n(ZnS) = n(ZnO) m(ZnO) m(ZnS) = M(ZnO) M(ZnS) m(ZnS) 106 g 1 m(ZnO) = M(ZnO) = 81,37 g mol = 835,2 kg M(ZnS) 97,43 g mol1 Kako je n(ZnS) : n(SO2) = 1 : 1 proizlazi: m(ZnS) 106 g m(SO2) = M(SO2) = 64,06 g mol1 = 657,5 kg M(ZnS) 97,43 g mol1

3.9.

Vidi STEHIOMETRIJA

2 Ag + S Ag2S n(Ag) : n(S) = 2 : 1 n(Ag) = 2 n(S) m(Ag) m(S) = 2 M(Ag) M(S) M(Ag) M(S) = 2 m(S) m(Ag) Kako je m(S) = m(Ag2S) m(Ag) proizlazi M(Ag) 107,868 g mol1 M(S) = 2 (m(Ag2S) m(Ag)) = 2 (24,0993 g 20,9810 g) m(Ag) 20,9810 g = 32,064 g mol .1

3.10.

Vidi STEHIOMETRIJA

2 Cu + O2 CuO n(Cu) : n(O2) = 2 : 1 n(Cu) = 2 n(O2) m(Cu) m(O2) = 2 M(Cu) M(O2) m(O2) m(Cu) = 2 M(Cu) M(O2) Kako je m(O2) = w(O2) (zrak) V(zrak) slijedi: w(O2) (zrak) V(zrak) m(Cu) = 2 M(Cu) M(O2) = 2 63,55 g mol1

0,21 0,0012 g cm 10 cm = 1001 g 31,98 g mol1

3

6

3

3.11.

Vidi STEHIOMETRIJA

Fe + 2 HCl FeCl2 + H2 Najprije treba doznati ima li dovoljno klorovodine kiseline da se svo eljezo otopi. Iz jednadbe reakcije vidimo da su za otapanje 1 mola Fe potrebna 2 mola HCl. Zato emo najprrije izraunati mnoine eljeza i klorovodine kiseline. m(Fe) 5,6 g n(Fe) = = = 0,100 mol 1 M(Fe) 55,85 g mol m(HCl) w(HCl) m(otop. HCl) 0,20 100 g n(HCl) = = = = 0,548 mol M(HCl) M(HCl) g mol1 36,46 g mol1 Vidimo da je klorovodina kiselina u suviku, prema tome je eljezo limitirajui faktor, pa vrijedi: n(Fe) = n(FeCl2) m(Fe) m(FeCl2) = M(Fe) M(FeCl2) m(Fe) 5,6 g m(FeCl2) = M(FeCl2) = 126,75 g mol1 = 12,7 g. M(Fe) 55,85 g mol1

3.12.

Vidi STEHIOMETRIJA

n(MgSO4 7 H2O) = n(Mg) m(MgSO4 7 H2O) m(Mg) = M(MgSO4 7 H2O) M(Mg) Odavde proizlazi m(MgSO4 7 H2O) 10,00 g 1 m(Mg) = M(Mg) = 24,31 g mol = 0,986 g. M(MgSO4 7 H2O) 246,5 g mol1

3.13.

Vidi STEHIOMETRIJA

Najprije treba izraunati mnoine klorovodika i amonijaka. m(HCl) 7,30 g n(HCl) = = = 0,200 mol M(HCl) 36,5 g mol1 4,25 g m(NH3) n(NH3) = = = 0,250 1 M(NH3) 17,0 g mol Napiimo jednadbu reakcije. NH3 + HCl NH4Cl Vidimo da je mnoina klorovodika limitirajui faktor. Reakcijom nasteje 0,20 mol NH4Cl, kojemu je masa: m(NH4Cl) = n(NH4Cl) M(NH4Cl) = 0,200 mol 53,5 g mol Preostalo je 0,050 mol amonijaka, kojemu je masa: m(NH3) = n(NH3) M(NH3) = 0,05 mol 17 g mol1 = 0,85 g.1

= 10,7 g

3.14.

Vidi STEHIOMETRIJA

Problem rjeavamo istim nainom kao u zadatku 3.13. Najprije treba izraunati mnoine srebrova nitrata i natrijeva klorida. m(AgNO3) 50,00 g n(AgNO3) = = = 0,2943 mol M(AgNO3) 169,9 g mol1 m(NaCl) 50,00 g n(NaCl) = = = 0,8556 mol M(NaCl) 58,44 g mol1