Embed Size (px)
Citation preview
Stoichiometry 1
SI jedinice i mjere
7 osnovnih veličina
duljina: m
masa: kg
vrijeme: s
temperatura: K
količina tvari: mol
električna struja: A
intensitet svijetla: cd
Izvedene jedinice iz SI sustava
1000 mm = 1 m
1 L = 1 dm3
koncentracija: mol L – 1
gustoća: g cm – 3
brzina: km/hr
Uvijek koristi mjernu jedinicu za
oznaĉavanje neke veliĉine!
Stoichiometry 2
Konverzija mjernih jedinica
1 m1 km
---------------
1000000 mm
1000 mm
------------
1 m= 0.001 km
Koja je masa 250 mL etanola čija je gustoća = 0.789 g / mL?
0.789 g
------------
1 mL= ____ g ethanol 250 mL etanola
Stoichiometry 3
Konverzija mjernih jedinica
Pretvori 50 milja po satu u metre u sekundi (1 mile = 1.609 km)
50 milja
---------
1 hr
1.609 km
------------
1 mile
1000 m
------------
1 km
1 hr
------------
60 min
1 min
------------
60 s
= 22 m s – 1
1 hr
--------------
3600 s
1609 km
--------------
1 mile
Stoichiometry 4
Za mjerenje mase u laboratoriju se koristi vaganje.
Metrički sustav Anglosaksonski sustav
Masa gram funta
g lb
Vrijeme se u laboratoriju mjeri satom ili
štopericom.
Stoichiometry 5
MJERENJEMetrički sustav Anglosaksonski s.
Za mjerenje duljine koristi se kao mjerni instrument metar.
Duljina metar inči, stope
m in ft
Površina je definirana kao duljina x širina, (mjerni
instrument: metar).
Površina kvadratni metar kvadratna stopa
m2 ft2
Volumen je definiran kao duljina x širina x visina (mjerni
instrument: metar ili graduriani cilindar).
Volumen litra ili kubični decimetar galon, kvart
L dm3 gal qt
Stoichiometry 6
MJERENJE TEMPERATURE• Temperatura je svojstvo tvari koje odreĎuje
protok topline (mjerni instrument:
termometar).
Izraţava se pomoću tri različite skale.
Fahrenheit oF oF = (1.8 oC) + 32
Celsius oC oC = (oF - 32)/1.8
Kelvin K K = oC + 273.15
Stoichiometry 7
Dimenzijska analizaDimenzijska analiza (ili jedinična analiza) jest matematička metoda za
rješavanje problema mjerenja . Osnovni koncept jest uporabiti mjernu jedinicu povezanu s vrstom mjerenja pri odreĎivanju slijedećeg koraka potrebnog za rješavanje problema.
Pri tome je dobro upitati se slijedeće:
1. Trebam li baš tu mjernu jedinicu?
Ako ne, tada se riješi te jedinice dijeljenjem iznosa ako je jedinica brojnik, (ako je jedinica nazivnik, tada pomnoţi iznos).
2. Što zapravo ţelim?
Postavi jedinicu od interesa na suprotno mjesto u zagradama.
Brojnik
Nazivnik
Stoichiometry 8
Dimenzijska analiza1. Pretvori 15.0 mL u L (litre).
15.0 mL L
Počni s onim što je zadano te odmah nakon mjerenja zapiši sustav zagrada:
15.0 mL ( ______)
Slijedeće: “Ţelim li mL?” Ako je odgovor ne tada se riješi mL dijeljenjem te jedinice, to jest, njenim postavljanjem u nazivnik
15.0 mL(_______) =
mL
Upitaj se, “Što zapravo ţelim?” u ovom slučaju ţelimo litre (L) pa se jedinica “L” treba postaviti u brojnik (u zagradi).
15.0 mL (____ L__) =
mL
2. Na kraju poveţi jedinice s korektnim brojevima. Izračunaj i problem je riješen.
15.0 mL(__1 L__) = 1.5 x 10-5 L
1x106 mL
Stoichiometry 9
KONVERZIJAPretvori slijedeće:
1. 28.0 m mmZa pretvorbu m tu mm moraš znati odnos izmeĎu metra(m) i millimetra (mm). U 1 m ima 1000 mm.
28.0 m ( 1000 mm ) = 28.0 x 104 mm
1 m
2. 65.9 lb kg
U svakom 1 kg ima 2.2 lb.
65.9 lb ( 1 kg ) = 30.0 kg
2.2 lb
Stoichiometry 10
Pretvori slijedeće:
7.00 in3 mL
Ne moţemo direktno pretvoriti in3 u mL. Prvo ćemo
krenuti s in3 a završiti s mL. Ako znaš da je 1 mL = 1
cm3, tada ti je potreban još odnos izmeĎu in i cm.
1 in = 2.54 cm 1 mL = 1 cm3
7.00 in3 ( 2.54 cm )3 ( 1 mL ) = ?
1 in 1 cm3
Izračunaj:
7.00 in3 ( 16.387 cm3 ) ( 1 mL ) = 115 mL
1 in3 1 cm3
Stoichiometry 11
RELATIVNA ATOMSKA
I MOLEKULSKA MASA
Stoichiometry 12
ATOMI
Atomi i elementi prvi su puta otkriveni tijekom 16., 17. i 18. stoljeća.
Otkriće elektrona 1897. (Dalton) pokazalo je da se u atomima nalaze
još fundamentalnije čestice.
14 godina kasnije, Rutherford je otkrio da se većina mase atoma
nalazi u sičušnoj jezgri (nucleus) čiji je radijus samo 1/100000 u odnosu
na cijeli atom.
U međuvremenu, Max Planck (1858-1947) je postavio teoriju da se
svijetlost sastoji od fotona koji su ekvivalenit česticama valnog
gibanja.
Stoichiometry 13
STRUKTURA ATOMA
Svaki atom se sastoji od odreĎenog broja elektrona, protona and
neutrona
Elektroni imaju negativni naboj, protoni pozitivni naboj, a neutroni su
neutralni
Protoni i neutroni imaju podjednaku masu, te su oko 2000 puta su teţi
od elektrona
Masa elektrona me, masa protona mp i masa neutrona mn sufundamentalne konstante, i mogu se pronaći u tablici (PERIODNI SUSTAV ELEMENATA).
rel/rnuc 104-105
Teţe čestice (protoni i
neutroni) locirani su u atomskoj jezgri
(nucleusu), electroni zauzimaju
mnogo veći volumen oko jezgre
(elektronski oblak).
Stoichiometry 14
Struktura jezgre
Kemija:
Promjene elektronskog oblaka
elektromagnetske sile
Tipične energije interakcija:
400 kJ/mol
Kemijska priroda atoma definirana je brojem
protona (atomskim brojem)
Stoichiometry 15
Jezgra je definirana:
• Atomskim brojem Z = broj protona
• Masenim brojem A = broj protona + broj neutrona
Stoichiometry 16
Simboli različitih jezgara
Kemijski element
Skup svih atoma s istim atomskim brojem (Z)
Stoichiometry 17
Periodni sustav elemenata
(klasificiran je prema atomskom broju)
Stoichiometry 18
Izotopi
• Jezgre istog broja protona (Z) ali razliĉitog
broja neutrona (razliĉitog A)
• Npr., izotopi vodika:
Stoichiometry 19
Atomska jedinica mase
1 u = 1/12 x m(126C)
= 1.6604 x 10-27 kg
= 937.48 MeV
Zbog vrlo malene mase atoma znanstvenici su dogovorno uveli osnovnu masu tzv. UNIFICIRANU ATOMSKU JEDINICU MASE – u.
Stoichiometry 20
Relativna atomska masa (Ar)
Ar (E) = mA(AE) / u
Broj koji kaže koliko puta je prosječna masa atoma nekog elementa veća od unificirane atomske jedinice mase.
Relativna molekulska masa (Mr)
Broj koji kaže koliko puta je masa molekule nekog spoja veća od unificirane atomske jedinice mase.Može se izračunati i zbrajanjem relativnih atomskih masa atoma u molekuli.
Mr (y) = mf(y) / u
Stoichiometry 21
Količina tvari (mol)
Koliko 40K atoma (0.012% prirodnog K) ima u 500 mg KCl?
Avogadro je predložio koncept uvođenjem:
Avogadrov broj NA = 6.022 x 1023
0.5 g KCl
0.00012 mol 40K
--------------------
1 mol K
1 mol K
---------------
(39.1+35.5) g
6.022 * 1023 atoma
--------------
1 mol
= 4.8e17 40K atoms
Stoichiometry 22
MOL
“n”Izraz mol sličan je
izrazu “tucet”.
Kako tucet označava
“12”; tako mol
odgovara 6.022 x 1023.
Vrlo velika količina.
Jer su atomi i
molekule vrlo sićušni.
Mol je zapravo
Avogadrov broj, NA
1 mol = NA= n = 6.022
x 1023 čestica
Čestice mogu biti
atomi, molekule, ioni,
electroni (čak i jabuke
ili prozori).
Stoichiometry 23
MOL & ATOMSKA MASAAtomska masa
(težina) izražava se u
odnosu na mol.
Atomska masa
poznata je i kao
MOLARNA MASA.
Atomska masa =
masa elementa
PODIJELJENA 1
molom tog elementa.
Atomska masa =
masa/množina ili M = m/n.
Jedinica atomske mase je
gram po molu ili g/mol.
Na primjer:
H = 1.008 ajm
= 1.008 g/mol
= 6.022 x 1023 atoma
= 1 molarna masa
Stoichiometry 24
RAČUNANJE MOLA.
Ispuni praznine.
Mol kisikovog atoma
sadrži _______ atoma i
teži ______ grama.
Mol kisika sadrži
_____ molekula i
____ atoma te teži
_______ grama.
Mol fluorovog
atoma sadrži
_________ atoma i
teži _____grama.
Mol fluora
sadrži __________
molekula i
________ atoma, a
teži ______ grama.
6.022 x 1023
15.999
6.022 x 1023
2(6.022 x 1023 )
31.998 or
2(15.999)
6.022 x 1023
19.00
6.022 x 1023
12.044 x 1023
38.00
Stoichiometry 25
RAČUNANJE MOLA.Pristup dimenzijske analize.
Koliko mola Mg
sadrži 15.0 grama
Mg?
Odgovor:
15.0 g (1 mole/24.3g)
= 0.617 mola.
Koliko atoma Mg
sadrži 15.0 grama
Mg?
Odgovor:
15.0 g (1 mol/24.3g) =
0.617 mola.
tada
0.617 mola (6.022 x 1023
atoma/ 1 mol) = 3.72 x
1023 atoma.
Stoichiometry 26
MOLARNA MASA
Molarna masa neke tvari jest
masa u gramima za jedan
mol te tvari.
H2SO4 sadrži 2-H atoma, 1-S
atom & 4-O atoma. Svaki
od tih atoma doprinosi
ukupnoj masi spoja.
2H + 1S + 4O = H2SO4
tako
2(1.008 g/mol) + 1(32.06
g/mol) + 4(15.99 g/mol)
= 98.04 g/mol
Izraĉunaj
molarnu
masu za
slijedeće
spojeve.
1. K3PO4
2. Ca(OH)2
3. (NH4)2SO3
4. SrCl2. 6H2O
Odgovor.
1. 3K + P + 4O =
212 g/mol
2. Ca + 2O + 2H =
74 g/mol
3. 2N + 8H + S + 3O
= 116 g/mol
4. Sr + 2Cl + 12H +
6O = 267 g/mol
Stoichiometry 27
Koja će masa natrija sadržavati jednaki broj
atoma kao 100.0 g kalija?
100.0g K (1 mol K / 39.1 g K) (6.022x1023 K-atoma/1
mol K) = 1.540 x 10 24 K-atoma.
Budući treba biti broj atoma K = broj atom Na
1.540x1024 atoma Na (1 mol/ 6.02 x1023 atoma) (22.98
g/ 1 mol) = 58.77 g Na
MOLNI problem.
Stoichiometry 28
MOLNI problem.
Otopina sulfatne kiseline sadrži 65% masenog udjela H2SO4 i
ima gustoću od 1.56 g/mL. Koliko molova kiseline ima u 1.00
L takve otopine?
1.00L (1000 mL/1L) = 1000 mL otopine
rV = m 1000 mL (1.56 g/mL) =1560 g otopine
Ali otopina H2SO4 je samo 65%:
65 % = (x / 1560 g) 100 pa je x= masa of H2SO4 =
1014 g
1014 g H2SO4 (1 mol / 98.04 g) = 10.3 mola
ZADACI1. Kolika je molarna masa Fe(NO2)3.6H2O
2. Koliko molova ima u 750.0 g Fe(NO2)3?
3. Koliko grama Fe ima u 0.097 molova Fe2(CO3)3?
4. Koliko atoma sadrţi 25.0 g dušika (N2)?
5. Koliko grama kalij-nitrita će sadrţavati 6.78 x 1024
kalijevih atoma?
6. Ako 25.0 g kalcij-klorida reagira s 25.0 g natrij-karbonata, koliko molova od svake tvari će zapravo sudjelovati u toj reakciji?
301.9 g/mol
3.868 mol
11 g
1.07 x 1024 N-atoms
957 g
CaCl2 = 0.225 mol & Na2CO3 = 0.236 mol
ZADACI ZA VJEŢBANJE______1. Koja je molarna masa Ba(NO3)2.4H2O
a) 185.0 b) 261.0 c) 333.3 d) 1044
______2. Koliko se molova nalazi u 54.78g Cu(NO3)2?
a) 0.2921mol b) 3.424mol c) 187.5mol d) 0.399
______3. Koji od slijedećih spojeva sadrţi najveći broj molekula?
a) 125.0 g HCl b) 15.0 g C6H12O6 c) 170.0 g of I2
______4. Koliko grama srebra ima u 0.754 mola AgNO3?
a) 0.488 g b) 81.3 g c) 128g d) 170g
______5. 7.0 g dušika (N2) sadrţi
a) 7.0 atoma N c) 3.0 x 1023 atoma N
b) 0.25 mola N d) 7.0 atomskih masa N
______6. Koliko atoma ima u 56.9 g kalij-nitrita?
______7. Ako 16.054 g kalcij-klorida reagira s 25.004 g natrij-karbonata, koliko je molova od svakog spoja sudjelovalo u reakciji?
Stoichiometry 31
Kemijska formula
Molekularna formula: H2O H2O2 C6H12
Empirijska formula: - HO CH2
Strukturna formula: H-O-H H-O-O-H
Strukture
Stoichiometry 32
Kemijska formula
- služi za označavanje određene vrste tvari
Molekulska formula: prikazuje stvarni odnos broja atoma
elemenata u molekuli (vrstu i broj atoma koji
grade molekulu)
Empirijska formula: prikazuje najmanji odnos broja atoma nekog
elementa u molekuli ili formulskoj jedinki
kemijskog spoja
Strukturna formula: prikazuje kako su ti atomi međusobno
povezani u molekuli
Stoichiometry 33
Kemijska formula
Eksperiment za određivanje kemijskog sastava (formule)
CxH2y =(spaljivanje u O2)=> x CO2 + y H2O
Nakon spaljivanja, iz masa CO2 i H2O određuje se relativni sastav H
i C.
Za određivanje N i O koriste se neke druge metode.
Ako 1.00 g nekog spoja koji sadrži samo C i H je potpuno spaljeno,
nastalo je 3.14 g CO2 i 1.29 g H2O. Koja je empirijska formula tog
spoja?
Stoichiometry 34
Kemijske & fizikalne reakcije
Kemijska reakcija:
4 NH3 + 3 O2 2 N2 + 6 H2O
Ravnoteža: (atomi ne mogu biti uništeni ili stvoreni ni iz čega)
__ Al + __ O2 __ Al2O3
__ C6H14O4 + __ O2 __ CO2 + __ H2O
__ H3PO4 + __ CaO __ Ca3(PO4)2 + __ H2O
Fizikalna reakcija: (s = čvrsto stanje; l = tekuće stanje; g =
plinovito stanje)
H2O(s) H2O(l) (za fazne prijelaze
H2O(s) H2O(g) događaju se promjene energije sustava)
Stehiometrijski koeficijenti
Stoichiometry 35
Stehiometrija
Stehiometrija: označava kvantitativni odnos između reaktanata i
produkata uravnoteženih kemijskom jednadžbom. Kvantitet se
može izraziti u količini (množini) tvari, masi, težini ili volumenu.
Koliko KCl i O2 nastaje raspadom 123.0 g KClO3?
2 KClO3(s) 2 KCl (s) + 3 O2 (g)
245.2 g 149.2 g 96 g
123.0 x y
iskoristi proporcionalni odnos da dobiješ x = 74.8 g KCl; y = 48.2 g O2
Stoichiometry 36
Informacije dobivene iz kemijske jednadţbe
2 C6H6 (l) + 15 O2 (g) 12 CO2 (g) + 6 H2O (g)
U ovoj reakciji sudjeluje 2 molekule benzena s 15 molekula
kisika te nastaje 12 molekula ugljik-dioksida i 6 molekula vode.
Ova jednadžba se također može čitati : 2 mola benzena reagira s
15 mola kisika te nastaje 12 mola ugljik-dioksida i 6 mola vode.
Budući da je odnos izmeĎu stvarnog broja
molekula i broja molova odreĎen brojem 6.02 x
1023, uobičajeno je kada govorimo o specijama
uključenim u kemijsku jednadţbu govoriti o
MOLNOM ODNOSU tih specija.
Stoichiometry 37
Stehiometrijsko računanje
123.0 g KClO3
Koliko KCl i O2 nastaje raspadom 123.0 g KClO3?
2 KClO3(s) 2 KCl (s) + 3 O2 (g)
245.2 g 149.2 g 96 g
123.0 x y
iz proporcinalnog odnosa slijedi x = 74.8 g KCl; y = 48.2 g O2
96.0 g O2
245.2 g KClO3
1 mol O2
32.0 g O2
22.4 L O2
1 mol O2
123.0 g KClO3
Stoichiometry 38
Maseni udio
Izražava se u postotcima - %
Maseni udio (w) neke tvari u smjesi ili otopini jednak je omjeru mase te tvari
prema ukupnoj masi svih tvari u smjesi ili otopini
w = mtvari / mukupno
w(x,z) = broj atoma (x) * Ar(x) / Mr(z)
Stoichiometry 39
Višak tvari i limitirajući reagens
Reaktant koji se u nekoj kemijskoj reakciji potpuno potroši naziva se
limitirajući reagens ili reaktant. Reaktanti koji ostaju nakon neke reakcije
nepotrošeni nazivaju se višak tvari.
Koliko AgNO3 se treba dodati 25.00 mL 0.1000 M otopine NaCl da bi se
istaložili svi kloridni ioni?
25.00 mL 0.1000 mol NaCl
1000 mL
1 mol AgCl
1 mol NaCl
169.9 g AgNO3
1 mol AgCl
= 0.4248 g AgNO3
Stoichiometry 40
Koliko AgNO3 se treba dodati 25.00 mL 0.1000 M otopine NaCl da bi se
istaložili svi kloridni ioni?
Višak tvari i limitirajući reagens
Ako se uporabi manje od 0.4248 g AgNO3 koji je limitirajući reagens u toj
reakciji? Što ako se uporabi više od 0.4248 g AgNO3 ?
Ako se uporabi 0.3000 g AgNO3 koliko AgCl nastane?
= 0.4248 g AgNO3
0.3000 g AgNO3143.4 g AgCl
169.9 g AgNO3= 0.2532 g AgCl
Stoichiometry 41
Teoretsko i stvarno iskorištenje
ISKORIŠTENJE REAKCIJE
= 0.2532 g AgCl0.3000 g AgNO3
Iz prethodnog primjera slijedi,
+ 25.00 mL
0.1000 M NaClOvaj iznos predstavlja
teoretsko iskorištenje,
međutim, u reakcijama u
laboratoriju dobije se
uglavnom manje -
stvarno iskorištenje.
Iskorištenje =stvarno iskorištenje * 100 %
teoretsko iskorištenje
Stoichiometry 42
Iskorištenje u smjesama
Ako se 2.0 g smjese NaCl i NaNO3 otopi u vodi, te se doda dovoljna
količina AgNO3. Nakon reakcije suhi AgCl teži 1.0 g. Koji je postotak
NaCl u smjesi?
Na+, Cl– i NO3– ioni prisutni su u otopini; dodajemo Ag+ i NO3
– ione
Ag+ + Cl– AgCl
1.0 g AgCl58.5 g NaCl
143.5 g AgCl100 % NaCl
2.0 g smjese= 20.4 % NaCl
Je li iz ovog eksperimenta moguće dobiti više od 5.0 g AgCl? Zašto?
Stoichiometry 43
ZADACI ZA VJEŢBU
1. Izračunaj masu prosječnog atoma srebra te je izrazi u mg!
Ar(Ag) =107.868
ma(Ag) = ?
u
AgmAgAr a
ma(Ag) = Ar(Ag) * u =
= 107.868 * 1.66*10-27 kg =
= 179.06 *10-27 kg = 1.79 *10-25 kg
= 1.79 *10-22 g
Masa 1 atoma Ag jest 1.79 *10-22 g.
Stoichiometry 44
ZADACI ZA VJEŢBU
2. Izračunaj relativnu molekulsku masu sumporne kiseline!
Mr(H2SO4) = ?
Mr(H2SO4) = 2* Ar(h) + Ar(S) + 4* Ar(O) =
= 2*1.008 + 32.06 + 4*16.00
= 2.016 + 32.06 + 64.00
= 98.076 =
= 98.1
Mr(H2SO4) = 98.1 što znači da je masa molekule
H2SO4 98.1 puta veća od unificirane atomske
jedinice mase.
Mr dobijemo zbrajanjem pojedini Ar.
Relativne atomske mase očitamo iz PSE.
Stoichiometry 45
ZADACI ZA VJEŢBU3. Plinoviti amonijak čini molekula NH3. Izračunajte masu
jedne molekule NH3 u miligramima!
mf(NH3) = ?
Mr(NH3) = Ar(N) + 3*Ar(H) = 14.01 + 3*1.008 = 17.03
mf(NH3) = 17.03 * u =
= 17.03 * 1.66*10-27 kg =
= 2.829*10-26 kg =
= 2.829*10-20 mg jer 1kg = 103g = 106mg
Masa molekule NH3 jest 2.829*10-20 mg.
u
NHmNHMr
f 3
3 uNHMrNHm f 33
Stoichiometry 46
ZADACI ZA VJEŢBU4. Koliko je mola cinka u 1 kg Zn!
Ar(Zn) = 65.38
M(Zn) = 65.38 gmol-1
mf(NH3) = ?
n(Zn) = 1000g / 65.38 gmol-1 =
= 15.295 mola
Uzorak cinka mase 1kg sadrţi 15.295 mola.
)(ZnM
ZnmZnn
Stoichiometry 47
ZADACI ZA VJEŢBU5. Neka kuglica od čistog ţeljeza ima 0.5 mola Fe.
Koliko atoma ima u toj kuglici?
n(Fe) = 0.5 mola
N(Fe) = ?
N(Fe) = 0.5 mola * 6.022*1023 mol-1 =
= 3.011*1023
Kuglica sadrţi 3.011*1023 atoma Fe.
AN
FeNFen
Stoichiometry 48
ZADACI ZA VJEŢBU
6. Izračunajte ukupan broj atoma u smjesi koja je nastala
mješanjem 0.4 mola Zn i 0.5 mola S!
n(Zn) = 0.4 mola
n(S) = 0.5 mola
----------------------
N = ?
N = 6.022*1023 mol-1 (0.4 mola + 0.5 mola) =
= 5.4 * 1023
Smjesa Zn i S ima ukupno 5.4*1023 atoma.
Ukupan broja atoma (N) jednak je zbroju
svih atoma Zn i S u smjesi.
N = N(Zn) + N(S) a kako je N = NA * n to je
N = NA * n(Zn) + NA * n(S) =
N = NA * {n(Zn) + n(S)}
Stoichiometry 49
ZADACI ZA VJEŢBU
7. Izračunajte ukupan broj iona u 6 mola ZnCl2!
n(ZnCl2) = 6 mola
----------------------
Nukupno = ?
Nukupno = 3 * 6.022*1023 mol-1 * 6 mola) =
= 1.08 * 1025
U šest mola ZnCl2 nalazi se 1.08*1025 iona.
Jedna formulska jedinka cink-klorida sadrţi
3 iona (1 Zn2+ i 2 Cl-)
Nukupno = 3*N(ZnCl2)
N(ZnCl2) = NA * n(ZnCl2)
Stoichiometry 50
ZADACI ZA VJEŢBU
8. Koliko mola atoma dušika sadrţi 1.27*1022 molekula
hidrazina (N2H4)?
N(N2H4) = 1.27*1022
----------------------
n(N) = ?
1.27*1022 molekula hidrazina sadrţi 4.22*10-2 mola atoma dušika.
1 mol N2H4 sadrţi 2 mola N
1 mol N2H4 sadrţi 6.022*1023 molekula N2H4
x mola N2H4 sadrţi 1.27*1022 molekula N2H4
N = NA * n pa je n(N2H4) = N(N2H4) / NA
2.11*10-2 mola N2H4 sadrţi 1.27*1022 molekula N2H4
2.11*10-2 mola N2H4 sadrţi x mola N
n(N) = 2 mola * 2.11*10-2 mola / 1mol = 4.22*10-2 mola
Stoichiometry 51
ZADACI ZA VJEŢBU9. Izračunajte
a) Mnoţinu atoma Na i C u kristalu sode (Na2CO3*10H2O)
mase 2.9 grama,
b) Brojnost molekula vode u istom uzorku kristala sode!
m (Na2CO3*10H2O) = 2.9 g
----------------------
a) n (Na) = ? N(C) = ?
b) N(H2O) = ?
Mr(Na2CO3*10H2O) = 2*23 + 12.01 + 13*16.00 + 20*1.008 =
= 46 + 12.01 + 208 + 20.16 =
= 286,17 M(Na2CO3*10H2O) = 286.17 gmol-1
n(Na2CO3*10H2O) = 2.9 g / 286.17 gmol-1 = 0.01 mol
n(Na) = 2* n(Na2CO3*10H2O) = 2*0.01mol = 0.02 mola
n(C) = n(Na2CO3*10H2O) = 0.01 mol
U kristalu sode mase 2.9 g ima 0.02 mola Na i 0.01 mol C.
Mr(soda) = 2Ar(Na) + Ar(C) + 13Ar(O) + 20Ar(H)
n(soda) = m(soda) / M(soda)
Jedna formulska jedinka sode sadrţi 2 atoma Na
I 1 atom C, pa u 1 molu kristalne sode ima 2 mola
Na i 1 mol C.
Stoichiometry 52
ZADACI ZA VJEŢBU9. Izračunajte
a) Mnoţinu atoma Na i C u kristalu sode (Na2CO3*10H2O)
mase 2.9 grama,
b) Brojnost molekula vode u istom uzorku kristala sode!
m (Na2CO3*10H2O) = 2.9 g
----------------------
a) n (Na) = ? N(C) = ?
b) N(H2O) = ?
n(Na2CO3*10H2O) : N(H2O) = 1:10
n(H2O) = 10* n(Na2CO3*10H2O) = 10*0.01mol = 0.1 mola
N(H2O) = n(H2O) * NA = 0.1 mol * 6.022*1023 mol-1 =
= 6.022*1022
U kristalu sode mase 2.9 g ima 6.022*1022 molekula vode.
Mr(soda) = 2Ar(Na) + Ar(C) + 13Ar(O) + 20Ar(H)
n(soda) = m(soda) / M(soda)
Jedna formulska jedinka sode sadrţi 10 molekula
vode, pa u 1 molu kristalne sode ima 10 mola
H2O.
Stoichiometry 53
ZADACI ZA VJEŢBU10. Koliko atoma zlata ima u 1 mg uzorka čistog zlata?
m(Au) = 1 mg = 10-3 g
M(Au) = 196.966 gmol-1----------------------------------------------
N(Au) = ?
n(Au) = 0.001 g / 196.966 gmol-1 =
= 5.077*10-6 mola
N(Au) = 5.077*10-6 mola * 6.022*1023 mol-1
= 3.057*1018
U 1 mg čistog Au ima 3.057*1018 atoma Au.
AN
AuNAun
Stoichiometry 54
ZADACI ZA VJEŢBU11. Odredi maseni udio Na u molekuli Na2SO4!
Imamo zadanu formulu spoja
iz koje slijedi
mf(Na2SO4)
w(Na/Na2SO4) = ?
w(Na/Na2SO4) = 2*23 / 142 = 0.324*100 = 32.4 %
Maseni udio Na u molekuli Na2SO4 iznosi 32.4%.
)(*)(**2)(
*)(*)(
*)()(
)(*)(
)(
4242
4242
4242
42
NaArNNamNNam
uSONaMrNSONam
uSONaMrSONam
SONamNSONam
SONam
NamNaw
AaA
A
f
fA
Stoichiometry 55
ZADACI ZA VJEŢBU
12. Uzorak nekog spoja sadrţi 0.0887 mola atoma K, 2.65*1022
atoma C i 0.132 mola atoma O. Odredi empirijsku formulu spoja!
n(K) = 0.0887 mola
n(O) = 0.132 mola
N(C) = 2.65*1022
Empirijska formula?
n(C) = 2.65*1022 / 6.022*1023mol-1 = 0.44*10-1 mola = 0.044 mola
n(K) : n(C) : n(O) = 0.0887 : 0.044 : 0.132 =
= 0.0887/0.044 : 0.044/0.044 : 0.132/0.044 =
= 2.015 : 1 : 3
Empirijska formula jest K2CO3.
AN
CNCn
Stoichiometry 56
ZADACI ZA VJEŢBU
13. Izračunajte broj molova H2SO4 u 1 L 96%-tne otopine H2SO4,
čija je gustoća 1.84 gcm-3!
V(H2SO4) = 1 l = 1 dm3 = 1000 cm3
M(H2SO4) = 98.08 gmol-1
r(H2SO4) = 1.84 gcm-3
w(H2SO4) = 96%
n(H2SO4) = ?
n(H2SO4) = (1.84 gcm-3 *103 cm3 * 0.96) / 98.08 gmol-1 =
= 18.01 mol
Broj molova zadane H2SO4 iznosi 18.01.
M
Vwn
Vm
mwm
m
mw
V
m
M
mn
otopine
otopineotopine
otopine
otopineotopine
otopine
**
*
*
........
r
r
r
Stoichiometry 57
ZADACI ZA VJEŢBU
14. Koliko mola H2SO4 sadrţi 1 L akumulatorske sulfatne kiseline
koja je 28 %-tna i ima gustoću od 1.202 gcm-3?
V(H2SO4) = 1 dm3 = 1000 cm3
M(H2SO4) = 98.08 gmol-1
r(H2SO4) = 1.202 gcm-3
w(H2SO4) = 28%
n(H2SO4) = ?
n(H2SO4) = (1.202 gcm-3 *103 cm3 * 0.28) / 98.08 gmol-1 =
= 336.56 g / 98.08 gmol-1 = 3.43 mola
1dm3 akumulatorske H2SO4 sadrţi 3.43 mola.
M
Vwn
Vm
mwm
m
mw
V
m
M
mn
otopine
otopineotopine
otopine
otopineotopine
otopine
**
*
*
........
r
r
r
Stoichiometry 58
ZADACI ZA VJEŢBU
15. Enzim peroksidaza izoliran iz eritrocita ima 0.29 % selena.
Koja je najmanja moguća molekularna masa tog enzima ako
Pretpostavimo da 1 mol enzima sadrţi 1 mol selena?
w(Se) = 0.29%
M(enzima) = ?
n(Se) = n(enzima)
m(Se) / M(Se) = m(enzima) / M(enzima)
M(enzima) = m(enzima) * M(Se) / m(Se)
ako je w(Se) = 0.29% onda u 100 g enzima ima 0.29 g Se
pa je M(enzima) = 100g * 78.96 gmol-1 / 0.29 g =
= 2.7*104 gmol-1
Molekularna masa zadanog enzima iznosi 27000 gmol-1.
M
mn
m
mw
otopine
...........
Stoichiometry 59
ZADACI ZA VJEŢBU
16. Odredi empirijsku formulu manganova oksida u kojem je
maseni udio mangana 0.696!
w(Mn) = 0.696 = 69.6%
Empirijska fomula = ?
w(O) = 100% - w(Mn) = (100 – 69.6)% = 30.4 %
n(Mn) : n(O) = m(Mn) / M(Mn) : m(O) / M(O) =
= 69.6 / 54.94 gmol-1 : 30.4 / 16.0 gmol-1 =
= 1.267 mola : 1.900 mola = /: 1.26
= 1 : 1.499 = 1 : 1.5 = /*2
= 2 : 3
Empirijska formula tog spoja je Mn2O3.
M
mn
m
mw
ukupno
...........
Stoichiometry 60
ZADACI ZA VJEŢBU17. Koliko se (u tonama) 96 %-tne sulfatne kiseline moţe dobiti
iz 105 kg pirita koji sadrţi 40 % sumpora?
m(pirita) = 105 kg
w(S/pirit) = 40 %
m(H2SO4) = ?
m(S) = 0.4 * 105 kg = 40 000 kg
1 mol sulfatne kiseline ima 1 mol atoma sumpora
pa je n(S) : n(H2SO4) = 1 : 1
m(H2SO4) = M(H2SO4) * m(S) / M(S) =
= 98.08 gmol-1 * 4*107 g / 32 gmol-1 =
= 1.226*108 g = 122 600 kg 100 %-tne H2SO4
M(96%-tne H2SO4) = 122 600 kg * 100/96 = 127708.3 kg
Iz 105 kg pirita dobije se 127.71 tonu 96 %-tne sulfatne kiseline.
M
mn
m
mw
ukupno
...........
Stoichiometry 61
KEMIJSKE JEDNADŢBE
U kemijskoj se rakciji atomi ne mogu niti uništiti niti stvoriti – broj i vrsta atoma na lijevoj i desnoj strani kemijske jednadžbe moraju biti jednaki:
URAVNOTEŽENJE KEMIJSKE JEDNADŽBE
Kad su jednom definirani produkti i reaktanti neke reakcije –meĊusobni relativni odnosi atoma u kemijskim formulama ne smiju se mjenjati.
Kemijska jednadžba se uravnotežuje mijenjanjem brojeva ispred kemijske formule, a ne mijenjanjem kemijskih formula zapisanih u kemijskoj jednadžbi.
Stoichiometry 62
KEMIJSKA JEDNADŢBA
- prikazuje kemijsku reakciju koja dogodila pod utjecajem slijedećih promjena:
• Nastanak precipitata (nastaje krutina)
• Nastanak vode (razvija se toplina)
• Nastanak plina (nastaju mjehurići)
Ostale promjene koje se mogu dogoditi: Transport elektrona (podruĉje elektrokemije)
Transport topline (podruĉje termokemije)
Stoichiometry 63
KEMIJSKA JEDNADŢBA
- prikazuje JEDINIĈNU kemijsku promjenu pri
kojoj se troše reaktanti i stvaraju produkti odnosno
kemijsku reakciju u kojoj atomi elemenata u nekoj
tvari mijenjaju svoj raspored i stvaraju nove tvari;
atomi koji su postojali na poĉetku reakcije, postoje
i po njenom završetku – ne mijenja se ukupna masa
nego samo raspored atoma - LAVOISIEROV
zakon – ZAKON O OČUVANJU MASE –
ukupna masa reaktanata jednaka je ukupnoj
masi produkata
Stoichiometry 64
Tri osnovna tipa kemijskih jednadţbi:
• MOLEKULARNE - koje se koriste ako su sve tvari koje sudjeluju u
kemijskoj reakciji molekularne iako neke od njih mogu imati ionski
karakter
HCl (aq) + NaOH (aq) NaCl (aq) + H2O (l)
• IONSKE – koje opisuju reakcije u kojima sudjeluju ioni i pišu se
u ionskom obliku
H+ (aq) + Cl-
(aq) + Na+ (aq) + OH-
(aq) Na+ (aq) + Cl-
(aq) + H2O (l)
Taložne, kiselo-bazne i redox reakcije se sve mogu izraziti kao ionske
jednadžbe.
• SKRAĆENE IONSKE – u kojima su uklonjeni SPECTATOR ioni (ioni promatraĉi)
H+ (aq) + OH-
(aq) H2O (l)• SPECTATOR ioni ne sudjeluju u reakciji u nastajanju novih spojeva
(najĉešći takvi ioni su oni iz grupe I PSE, te iz grupe II PSE i NO3-
(nitratni) te C2H3O2- (acetatni) ioni.
Stoichiometry 65
1. Na2SO4(aq) + BaCl2(aq) BaSO4(s) + NaCl(aq)
Napiši ionsku i skraćenu ionsku jednadţbu iz slijedećih
molekularnih jednadţbi (ne zaboravi oznaku (aq) za
ione koji su otopljeni u vodi):
Ionska:
Na+ + SO42- + Ba2+ + Cl- BaSO4(s) + Na+ + Cl-
Skraćena ionska:
SO42-(aq) + Ba2+(aq) BaSO4(s)
2. Al(s) + H2SO4(aq) Al2(SO4)3(aq) + H2(g)
Ionska:
Al(s) + H+ + SO42- Al3+ + SO4
2- + H2(g)
Skraćena ionska:
Al(s) + H+(aq) Al3+(aq) + H2(g)
Stoichiometry 66
Napiši ionsku i skraćenu ionsku jednadţbu iz slijedećih
molekularnih jednadţbi (ne zaboravi oznaku (aq) za
ione koji su otopljeni u vodi):
3. NO2(g) + H2O(l) + O2(g) HNO3(aq)
NO2(g) + H2O(l) + O2(g) H+(aq) + NO3-(aq)
Za ovu reakciju su ionska i skraćena ionska j. identiĉne!
4. HCl(aq) + Fe2(SO4)3(aq) FeCl3(aq) + H2SO4(aq)
H+ + Cl- + Fe3+ + SO42- Fe3+ + Cl- + H+ + SO4
2-
Nema reakcije! Svi sudionici su spectator ioni.
Stoichiometry 67
Jednostavna pravila za
URAVNOTEŢENJE KEMIJSKE JEDNADŢBE
Mg + O2 MgO
sastaviti listu sudionika reakcije: metali, nemetali, a “H” & “O” na kraju; specie koje se nalaze u više spojeva ostaviti za kraj popisa
Mg - 1 Mg - 1
O - 2 O - 1
poĉeti s atomom na vrhu; jedan Mg na stranu reaktanata, a drugi Mg na stranu produkata - Mg atom je uravnotežen; slijedeći je kisik; zadnji korak – napisati 2 ispred MgO
Mg + O2 2 MgO
Sada lista izgleda ovako: Mg - 1 Mg - 2
O - 2 O - 2
Pa se treba udvostruĉiti broj Mg na strani reaktanata;
2 Mg + O2 2 MgO
I jednadžba je uravnotežena:
Mg - 2 Mg - 2
O - 2 O - 2
Stoichiometry 68
ZADACI ZA VJEŢBU
Uravnoteži slijedeće jednadžbe:
1. __Na2SO4(aq) + __BaCl2(aq) __BaSO4(s) + __NaCl(aq)
2. __Al(s) + __H2SO4(aq) __Al2(SO4)3(aq) + __H2(g)
3. __NO2(g) + __H2O(l) + __O2(g) __HNO3(aq)
4. __Al(s) + __HCl(aq) __AlCl3(aq) + __H2(g)
5. __C3H8(g) + __O2(g) __CO2(g) + __H2O(g)
2
2
3 3
4 2 4
2 6 2 3
5 3 4
Stoichiometry 69
Uravnoteži slijedeće jednadžbe, te im odredi ionske i skraćene ionske j.:
1. __Na2CO3(aq) + __HNO3(aq) __H2CO3(aq) + __NaNO3 (aq)Pazi: karbonatna kiselina se rapada na ugljik-dioksid i vodu.
2. __KBr(aq) + __I2(g) __ KI(aq) + __Br2(l)
3. __AlCl3(aq) + __K3PO4(aq) __AlPO4(s) + __KCl(aq)
2 2
2 2
3
Ionska: Na+ + CO32- + H+ + NO3
- H2O (l) + CO2(g) + Na+ + NO3-
Skraćena ionska: CO32- + H+ H2O (l) + CO2(g)
Ionska: K+ + Br- + I2(g) K+ + I- + Br2(l)
Skraćena ionska: 2Br- + I2(g) 2I- + Br2(l)
Ionska: Al3+ + Cl- + K+ + PO43- AlPO4(s) + K+ + Cl-
Skraćena ionska: Al3+ + PO43- AlPO4(s)
Stoichiometry 70
StehiometrijaStehiometrija (grč. stoicheion – element): označava kvantitativni
odnos između reaktanata i produkata uravnoteženih kemijskom
jednadžbom. Kvantitet se može izraziti u količini (množini) tvari,
masi, težini ili volumenu.
Stehiometrijska strategija
masa tvari A masa tvari Bkolicina tvari A,u molovima
kolicina tvari B,u molovima
g Amol A
g Amol A
mol B
mol Amol B
g B
mol B
za pretvorbu uzmi
obrnuto proporcionalni
odnos molarne mase:g A mol A
za pretvorbu uzmi
stehiometrijski faktor:mol A mol B
za pretvorbu uzmi
molarnu masu:mol B g B
Stoichiometry 71
KISELINE I BAZE
Kiseline:
Kiselog okusa
Arrheniusova kiselina: svaka tvar koja, otopljena u vodi, povećava koncentraciju hidronijevih (ili oksonijevih) iona (H3O
+)
Baze:
Gorkog i oporog okusa
Arrheniusova baza: svaka tvar koja, otopljena u vodi, povećava koncentraciju hidroksidnih iona(OH-)
HA H2OH2O
H3O+ A-
NaOHH2O
Na+ OH-
Stoichiometry 72
KISELINE I BAZE
Bronsted-Lowryeve kiselina: proton donor
Bronsted-Lowryeva baza: proton akceptor
Lewisova kiselina: elektron akceptor
Lewisova baza: elektron donor
KISELINAH2O
H+ BAZA
A-H2O
BH+BHA
kiselina baza kiselina baza
Stoichiometry 73
JAKE vs SLABE
_ potpuno ionizirane _ parcijalno ionizirane
_ jaki elektroliti _ slabi elektroliti
_ ionske/jako polarne veze _ kovalentne veze
Jake kiseline: Jake baze:
HClO4 LiOH
H2SO4 NaOH
HI KOH
HBr Ca(OH)2
HCl Sr(OH)2
HNO3 Ba(OH)2
KISELINE I BAZE
Stoichiometry 74
KISELINE I BAZEOdredi jesu li slijedeći parovi jake ili slabe kiseline/baze!
a. Al(OH)3 + HCl
b. Ba(OH)2 + HC2H3O2
c. KOH + H2SO4
d. NH3 + H2O
Slaba baza Jaka kiselina
Slaba kiselina
Jaka kiselina
Jaka baza
Jaka baza
Slaba baza Slaba kiselina
Stoichiometry 75
KISELINE I BAZEPredvidite produkte za slijedeće jednadţbe!
a. Al(OH)3 + HCl
b. Ba(OH)2 + HC2H3O2
c. KOH + H2SO4
d. NH3 + H2O
AlCl3 + 3 H2O
Ba(C2H3O2)2 + 2 H2O
K2SO4 + 2 H2O
NH4+ + OH-
2
2
3
Stoichiometry 76
KISELINE I BAZEZa slijedeće kiselo-bazne parove odredite konjugiranu bazu/konjugiranu
kiselinu! Kiselina kao reaktant stvara konjugiranu bazu u kiselo-
baznoj reakciji a baza kao reaktant stvara konjugiranu kiselinu.
a. Al(OH)3 + 3 HCl AlCl3 + 3 H2O
b. Ba(OH)2 + 2 HC2H3O2 Ba(C2H3O2)2 + 2 H2O
c. 2 KOH + H2SO4 K2SO4 + 2 H2O
d. NH3 + H2O NH4+ + OH-
KB KK
KB KK
KB KK
KK KB
Stoichiometry 77
NEUTRALIZACIJA
• Reakcija izmeĊu kiseline i baze pri ĉemu se
izdvaja voda
KISELINA + BAZA → SOL + VODA
• Disocijacija kiselina:
HNO3 H+ + NO3- (disocijacijom 1 mola HNO3 nastaje 1 mol H+ iona)
H2SO4 2H+ + SO42- (disocijacijom 1 mola H2SO4 nastaje 2 mola H+ iona)
H3PO4 3H+ + PO43- (disocijacijom 1 mola H2SO4 nastaje 3 mola H+ iona)
• Disocijacija baza
NaOH Na+ + OH- (disocijacijom 1 mola NaOH nastaje 1 mol OH- iona...)
Stoichiometry 78
NEUTRALIZACIJA
• Reakcija izmeĊu kiseline i baze pri ĉemu se
izdvaja voda
KISELINA + BAZA → SOL + VODA
• Ako pomiješamo vodenu otopinu kiseline i baze nastaje...
H+ + NO3- + Na+ + OH-
Na+ + NO3- + H2O
2H+ + SO42- + 2Na+ + 2OH-
2Na+ + SO42- + 2H2O
2*3H+ + 2PO43- + 3Ca2+ + 3*2OH-
3Ca2+ + 2PO43- + 6H2O
• Ako se pomiješaju otopine dviju soli dolazi do reakcije
IZMJENE KATIONA i ANIONA, npr.
sol1 + sol2 → sol3 + sol4 EKVIVALENCIJA SOLI
Na2SO4 + BaCl2 → 2NaCl + BaSO4
Stoichiometry 79
TITRACIJA
metoda koja se koristi u volumetrijskoj analizi; dodatak otopine se
pažljivo kontrolira tako da se stehiometrijska količina može očitati s
birete; titracija se može izvoditi za trenutne i brze reakcije kakve su
reakcije neutralizacije i oksidacije
Objasnite slijedeće izraze:
neutralizacija,
titracija,
točka ekvivalencije,
indikator
Stoichiometry 80
TITRACIJA
Titracija jake kiseline jakom bazom
Točka završetka titracije = TOČKA NEUTRALIZACIJE = TOČKA EKVIVALENCIJE
U točki ekvivalencije, broj molova kiseline (H+)
izjednačava se s brojem molova baze (OH-) a nastaje
neutralna tvar (H2O):
n(kiselina) = n(baza)
Budući je c=n/V
c(A)*V(A) = c(B)*V(B)
Stoichiometry 81
TITRACIJA1. Ako je za 22.5 mL 0.52M otopine NaOH potrebno
75.00 mL kloridne kiseline, koja je molarna
koncentracija te kiseline?
HCl + NaOH H2O + NaCl
ca Va = cb Vb može se preurediti u ca = cb Vb / Va
pa je ca = (0.52 M) (22.50 mL) / (75.00 mL)
= 0.16 M
2. Izračunaj molarnu koncentraciju KOH ako je 37.12
mL of 0.843 M HNO3 potrebno za neutralizaciju
40.50 mL of KOH!
Mb = 0.773 mol/L
Stoichiometry 82
TITRACIJA
1. Ako se 37.12 mL 0.543 M LiOH troši za
neutralizaciju 40.50 mL H2SO4, koja je molarna
koncentracija kiseline?
2 LiOH + H2SO4 Li2SO4 + 2 H2O
0.03712 L LiOH (0.543 mol/1 L) = 0.0202 mol LiOH
0.0202 mol LiOH (1 mol H2SO4 / 2 mol LiOH)= 0.0101 mol H2SO4
ca = n/V = 0.010 mol H2SO4 / 0.4050 L = 0.248 M
2. Ako je 20.42 mL otopine Ba(OH)2 potrebno za
titraciju 29.26 mL 0.430 M otopine HCl, koja je
molarna koncentracija otopine barij-hidroksida?
cb = 0.260 mol/L
Stoichiometry 83
ELEKTROLITI
Elektroliti su tvari koje, otopljene u vodi, provode električnu struju. Kiseline, baze i soli su elektroliti.
Soli i jake kiseline i baze tvore jake elektrolite. Oni su u otopini potpuno disocirani – svi mogući ioni dostupni su za provoĎenje elektriciteta.
HCl(s) + H2O H3O+ + Cl-
Slabe kiseline i slabe baze tvore slabe elektrolite. Slabi elektroliti su u otopini parcijalno disocirani – nisu sve tvari u otopini u ionskom, već su neke prisutne u molekularnom stanju. Slabi elektroliti imaju manje iona dostupnih za provoĎenje elktriciteta.
NH3 + H2O NH4+ + OH-
Stoichiometry 84
pH
mjera hidronijevih iona• Skala za mjeru koncentracije hidronijevih iona [H3O
+]
u otopini mora pokrivati veliki raspon. Logaritamska
skala pokriva faktore broja 10. Oznaka “p” u pH
kratica je za log.
• Otopina čiji je pH = 1 ima [H3O+] = 0.1 mol/L ili 10-1
• Otopina čiji je pH = 3 ima [H3O+] = 0.001 mol/L ili 10-3
• Otopina čiji je pH = 7 ima [H3O+] = 0.0000001 mol/L ili
10-7
pH = - log [H3O+]
Stoichiometry 85
pH skala
pokriva raspon od 1 do 10-14 mol/L ili od 1 do 14.
pH = - log [H3O+]
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
kiselo neutralno bazično
Stoichiometry 86
računanje pH vrijednostiAlgebrička manipulacija jednadžbe:
pH = - log [H3O+]
Rezultira jednadžbom:
[H3O+] = 10-pH
Ako je pH mjera koncentracije hidronijevih iona tada se ova jednadžba može iskoristiti i za odreĎivanje koncentracije hidroksidnih iona (baze).
[OH-] = 10-pOH pOH = - log [OH-]
odnosno:
pH + pOH = 14
Stoichiometry 87
ZADACI ZA VJEŢBU1. Reakcijom kalcij-klorida i kalij-fosfata nastaje kalcij-fosfat i kalij-klorid.
Napišite jednadţbu reakcije! Koliko kalcij-klorida i kalij-fosfata treba
uzeti da se dobije 100 g kalcij-fofsfata?
m(Ca3(PO4)2) = 100g M(Ca3(PO4)2) = 310.18 gmol-1
m(CaCl2) = ? M(CaCl2) = 110.99 gmol-1
m(K3PO4) = ? M(K3PO4) = 212.27 gmol-1
Potrebno je uzeti 107.22 g kalcij-klorida i 136.7 g kalij-fosfata.
M
mn CaCl2 + K3PO4 Ca3(PO4)2 + KCl3 2 6
n(Ca3(PO4)2) = 100g / 310.18 gmol-1 = 0.322 mola
n(CaCl2) : n(K3PO4) : n(Ca3(PO4)2) = 3 : 2 : 1
m(CaCl2) = 3 * 0.322 * 110.99 gmol-1 = 107.22 g
n(K3PO4) = 2 * 0.322 * 212.27 gmol-1 = 136.70 g
Stoichiometry 88
ZADACI ZA VJEŢBU2. Kolika je masa kalcij-klorida potrebnog da u reakciji s AgNO3 nastane
12.4 g srebro-klorida?
m(AgCl) = 12.4 g M(AgCl) = 143.3 gmol-1
m(CaCl2) = ? M(CaCl2) = 110.98 gmol-1
Potrebno je uzeti 4.83 g kalcij-klorida.
M
mn CaCl2 + AgNO3 Ca(NO3)2 + AgCl2
n(AgCl) = 12.4 g / 143.3 gmol-1 = 0.087 mola
n(CaCl2) : n(AgCl) = 1 : 2
m(CaCl2) = 1/2 * 0.087 * 110.98 gmol-1 = 4.83 g
Stoichiometry 89
ZADACI ZA VJEŢBU3. Produkti izgaranja saharoze su CO2 i H2O. Koja je masa
saharoze koja moţe sagorjeti 5 mola čistog kisika?
n(O2) = 5 mola M(O2) = 32 gmol-1
m(C12H22O11) = ? M(C12H22O11) = 342 gmol-1
Uz 5 mola čistog kisika moţe sagorjeti 142.5 g saharoze.
M
mn C12H22O11 + 12O2 12 CO2 + 11H2O
n(C12H22O11) : n(O2) = 1 : 12
n(C12H22O11) = 1/12 * 5 mola * 342 gmol-1 = 142.5 g
Stoichiometry 90
ZADACI ZA VJEŢBU4. Koliko grama fosfatne kiseline i kalcij-hidroksida treba
uzeti za pripravu 100 g kalcij-fosfata?
m(Ca3(PO4)2) = 100g M(Ca3(PO4)2) = 310.18 gmol-1
m(Ca(OH)2) = ? M(Ca(OH)2) = 74.09 gmol-1
m(H3PO4) = ? M(H3PO4) = 98.00 gmol-1
Potrebno je uzeti 71.57 g kalcij-hidroksida i 63.11 g
fosfatne kiseline.
M
mn H3PO4 + Ca(OH)2 Ca3(PO4)2 + H2O2 3 6
n(Ca3(PO4)2) = 100g / 310.18 gmol-1 = 0.322 mola
n(Ca(OH)2) : n(H3PO4) : n(Ca3(PO4)2) = 3 : 2 : 1
m(Ca(OH)2) = 3 * 0.322 * 74.09 gmol-1 = 71.57 g
n(H3PO4) = 2 * 0.322 * 98.00 gmol-1 = 63.11 g
Stoichiometry 91
ZADACI ZA VJEŢBU5. Koliko grama natrij-sulfata je potrebno da se iz otopine
koja sadrţi 100 g olovo(II)-nitrata istaloţi sve olovo u
obliku PbSO4?
m(Pb(NO3)2) = 100g M(Pb(NO3)2) = 331.21 gmol-1
m(Na2SO4) = ? M(Na2SO4) = 142.04 gmol-1
Potrebno je uzeti 42.88 g natrij-sulfata za taloţenje olova.
M
mn Pb(NO3)2 + Na2SO4 PbSO4 + NaNO32
n(Pb(NO3)2) = 100g / 331.21 gmol-1 = 0.302 mola
n(Na2SO4) : n(Pb(NO3)2) = 1 : 1
m(Na2SO4) = 1 * 0.302 * 142.04 gmol-1 = 42.88 g
Stoichiometry 92
ZADACI ZA VJEŢBU6. Koliko kristalnog Na2S treba uzeti da se iz otopine koja sadrţi 100 g
bizmut(III)-nitrat pentahidrata istaloţi sav bizmut u obliku bizmut(III)-
sulfida?
m(Bi(NO3)3*5H2O) = 100g
M(Na2S*9H2O) = 240.18 gmol-1
(Bi(NO3)3*5H2O) = 485.07 gmol-1
m(Na2S*9H2O) = ?
Potrebno je uzeti 74.25 g kristalnog natrij-sulfida.
M
mn
2Bi(NO3)3*5H2O + 3Na2S*9H2O Bi2S3 + 6NaNO3 + 14H2O
n(Bi(NO3)3*5H2O) = 100g / 485.07 gmol-1 = 0.206 mola
n(Na2S*9H2O) : n(Bi(NO3)3*5H2O) = 3 : 2
m(Na2S*9H2O) = 3/2 * 0.206 * 240.18 gmol-1 = 74.25 g
Stoichiometry 93
ZADACI ZA VJEŢBU7. Kolika je masa ţivog vapna (CaO) koje se moţe proizvesti
termičkom razgradnjom 1 tone vapnenca u kojem je maseni udio
čistog CaCO3 90 %?
m(vapnenca) = 1 t = 1000 kg
w(CaCO3/vapnenac) = 90 %
M(CaO) = 56 gmol-1
M(CaCO3) = 100 gmol-1
m(CaCO3) = ?
m(CaCO3) = 0.90 * m(vapnenac) = 0.90*1000 kg = 900 kg = 9*105 g
n(CaCO3) = 9*105 g / 100 gmol-1 = 9*103 mola
n(CaO) : n(CaCO3) = 1 : 1
m(CaO) = 9*103 mola * 56 gmol-1 = 504*103 g = 504 kg
Moţe se dobiti 504 kg ţivog vapna.
)(
)()(.....
33
vapnenacm
CACOmCaCOw
M
mn
23 COCaOCaCO
Stoichiometry 94
ZADACI ZA VJEŢBU8. Reakcijom otopine ţeljezo(III)-sulfata i barij-klorida nastaje ţeljezo(III)-
klorid i bijelo talog barij-sulfata. Izračunaj:
a) broj Ba2+ iona u nastalom talogu mase 2.5 g;
b) masu barij-klorida i ţeljezo(III)-sulfata potrebnih da bi nastao talog te
mase!
m(BaSO4) = 2.5g
M(BaSO4) = 233.3 gmol-1
M(BaCl2) = 485.07 gmol-1
M(Fe2(SO4)3) = 399.7 gmol-1
N(Ba2+) = ?
U talogu barij-sulfata mase 2.5 g nalazi se 6.45*1021 Ba2+.
M
mnNnN A .........*
Fe2(SO4)3 + BaCl2 → FeCl3 + BaSO43 2 3
n(BaSO4) = 2.5g / 233.3 gmol-1 = 0.011 mol
n(Ba2+) : n(BaSO4) = 1:1
N(Ba2+) = 1 * 0.011 mol * 6.022*1023 mol-1 = 6.45*1021
Stoichiometry 95
ZADACI ZA VJEŢBU8. Reakcijom otopine ţeljezo(III)-sulfata i barij-klorida nastaje ţeljezo(III)-
klorid i bijelo talog barij-sulfata. Izračunaj:
a) broj Ba2+ iona u nastalom talogu mase 2.5 g;
b) masu barij-klorida i ţeljezo(III)-sulfata potrebnih da bi nastao talog te
mase!
m(BaSO4) = 2.5g
M(BaSO4) = 233.3 gmol-1
M(BaCl2) = 485.07 gmol-1
M(Fe2(SO4)3) = 399.7 gmol-1
m(BaCl2) =? m(Fe2(SO4)3) = ?
Talog barij-sulfata mase 2.5 g nastaje iz 1.44 g ţeljezo(III)-sulfata i 2.23 g barij-klorida.
M
mnNnN A .........*
Fe2(SO4)3 + BaCl2 → FeCl3 + BaSO43 2 3
n(BaSO4) = 2.5g / 233.3 gmol-1 = 0.011 mol
n(BaCl2) : n(Fe2(SO4)3) :n(BaSO4) = 3 : 1 : 3
m(BaCl2) = 3/3 * 0.011 mola * 485.07 gmol-1 = 2.23 g
m(Fe2(SO4)3) = 1/3 * 0.011 mola * 399.7 gmol-1 = 1.44 g
Stoichiometry 96
ZADACI ZA VJEŢBU9. Zagrijavanjem nepoznate količine kalij-klorata (KClO3)
oslobodi se 0.96 g O2. Koja je masa KClO3?
m(O2) = 0.96 g
M(O2) = 32 gmol-1
M(KClO3) = 122.55 gmol-1
m(KClO3) = ?
122.55 g kalij-klorata zagrijavanjem je dalo 0.96 g kisika.
M
mn 2KClO3 → 2KCl + 3 O2
n(O2) = 0.96 g / 32 gmol-1 = 0.03 mola
n(KClO3) : n(O2) = 2 : 3
m(KClO3) = 2/3 * 0.03 mola * 122.55 gmol-1 = 2.451 g
Stoichiometry 97
ZADACI ZA VJEŢBU10. Oktan (C8H18) je tipična molekula koju sadrţi benzin. Izračunaj:
a) masu jedne molekule oktana;
b) Broj molekula oktana u 1 ml tog spoja ako mu je gustoća 820 kgm-3!
a) M(C8H18) = 114.23 gmol-1
N(C8H18) = 1
m(C8H18) =?
Masa jedne molekule oktana jest 1.89*10-22.
M
mn
N
Nn
A
.........
m(C8H18) = n * M = N * NA-1 * M
m(C8H18) = 1 * 114.23 gmol-1 / 6.022*1023 mol-1 =
= 1.89*10-22 g
Stoichiometry 98
ZADACI ZA VJEŢBU10. Oktan (C8H18) je tipična molekula koju sadrţi benzin. Izračunaj:
a) masu jedne molekule oktana;
b) broj molekula oktana u 1 ml tog spoja ako mu je gustoća 820 kgm-3!
b) r(C8H18) = 820 kgm-3 = 820 gdm-3 = 820*10-3 gcm-3 = 0.82*10-3 gcm-3
M(C8H18) = 114.23 gmol-1
V(C8H18) = 1 ml = 1 cm3
N(C8H18) =?
U 1 ml oktana ima 4.3*1021 molekula.
M
NmN
V
m A*......... r
m(C8H18) = 1 cm3 * 0.82 gcm-3 = 0.82 g
N(C8H18) = 0.82 g * 6.022*1023 mol-1 / 114.23 gmol-1 =
= 0.043*1023 =
= 4.3*1021
Stoichiometry 99
Zadaci za vjeţbu1. Koliko se ml 1.25 M otopine LiOH mora dodati za
neutralizaciju 34.7 mL 0.389 M otopine HNO3?
2. Koja je masa Sr(OH)2 potrebna za neutralizaciju 19.54 mL 0.00850 M otopine HBr?
3. Koliko se mL 0.998 M H2SO4 mora utrošiti za neutralizaciju 47.9 mL 1.233 M KOH?
4. Koja je molarna koncentracija hidronijevih iona u otopini čiji je pH 8.25?
5. Koliko iznosi pH otopina koja ima molarnu koncentraciju hidronijevih iona od 9.15 x 10-5?
6. Koliko iznosi pOH otopine čija je molarnakoncentracija hidronijevih iona 8.55 x 10-10?
10.8 mL
0.0101 g
29.6 mL
5.623 x 10-9 M
pH = 4.0
pOH = 4.9
