Upload
zeki
View
261
Download
2
Embed Size (px)
DESCRIPTION
VI. VÝPOČET Z CHEMICKÉ ROVNICE. ZÁKLADNÍ POJMY :. Chemická rovnice (např. hoření zemního plynu):. CH 4 + 2 O 2 → CO 2 + 2 H 2 O. CH 4 , O 2 jsou reaktanty ; CO 2 , H 2 O jsou produkty ; čísla 2 jsou stechiometrické koeficienty. Někdy do rovnice píšeme i skupenství : - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
VI. VÝPOČET Z CHEMICKÉ VI. VÝPOČET Z CHEMICKÉ ROVNICEROVNICE
Chemická rovnice (např. hoření zemního plynu):
CH4, O2 jsou reaktanty; CO2, H2O jsou produkty;
čísla 2 jsou stechiometrické koeficienty
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
Někdy do rovnice píšeme i skupenství:
g je plyn, l kapalina, s tuhá fáze;
aq označuje látku ve vodném roztoku.
ZÁKLADNÍ POJMY :
Např.: Odstraňování kotelního kamene CaCO3 octem (vodným roztokem kyseliny octové CH3COOH); zároveň uniká plyn CO2:
CaCO3(s) + CH3COOH(aq) → (CH3COO)2Ca(aq) + CO2(g)
URČENÍ STECHIOM. KOEFICIENTŮ :
Např.: x Al(OH)3 + y H2SO4 → Al2 (SO4)3 + z H2O
Bilance hmotnosti: počet atomů každého prvku musí být na obou stranách rovnice shodný
Postup: Začni prvkem tvořícím nejméně sloučenin. Nakonec si nech vodík a kyslík.
Al: vlevo x atomů Al, vpravo 2 atomy, proto x = 2
O: počet atomů O: 2*3 + 3*4 = 3*4 + z; proto z = 6; tj.:
2 Al(OH)3 + 3 H2SO4 → Al2 (SO4)3 + 6 H2O
Kontrola H : 2*3 + 3*2 ?=? 6*2
12 = 12 tj. vše je v pořádku
S: vlevo y atomů S, vpravo 3; proto y = 3
2 3
VÝPOČTY Z CHEM. ROVNICE :
Určíme stech.koef. rovnice (1): bilance Fe, O, H
Př.1/VI: Při hašení požáru vodou může za vysokých teplot i železo reagovat s vodou za vzniku vodíku ( ! ) :
Zreaguje-li 10 kg železa:
A) Kolik kg Fe2O3 vznikne?
B) Jaký objem vodíku za n.p. vznikne?
C) Jaký objem vodíku vznikne při 1000oC a 95kPa ?
→2 33Fe H2O H2 Fe2O3+ + (1)
ze 2 molů Fe vznikne 1 mol Fe2O3
mFe = 10 kg
MFe2O3= 159,6 g.mol-1
Zreagováním 10 kg Fe vznikne 14,3 kg Fe2O3.
Zreaguje-li 10 kg železa:A) Kolik kg Fe2O3 vznikne?
2 Fe + 3 H2O → 3 H2 + 1 Fe2O3
mFe2O3 = ?
MFe= 55,9 g.mol-1
z 2 * 55,9 g Fe.............1 * 159,6 g Fe2O3
gg
ggx 5,14275
9,552
100006,159
z rovnice plyne:
vyjádřeme v g:
otázka ze zadání: z 10 000 g Fe............x g Fe2O3
ze 2 molů Fe vzniknou 3 moly H2
mFe = 10 kg
Jaký je tedy objem 268,3 molů H2 za n.p. ?
Zreaguje-li 10 kg železa:B) Jaký objem vodíku za n.p. vznikne?
2 Fe + 3 H2O → 3 H2 + 1 Fe2O3
VH2 = ? (za n.p.)
MFe= 55,9 g.mol-1
z 2 * 55,9 g Fe.............3 moly H2
23,2689,552
100003 Hmolů
g
gmolyx
z rovnice plyne:
vyjádřeme v g a molech:
otázka ze zadání: z 10 000 g Fe............x molů H2
Pokud počítáme s plynem, je VÝHODNÉ nechat v přímé úměrnosti moly plynu !
Jaký je tedy objem 268,3 molů H2 (vzniklých reakcí 10 kg Fe) za n.p. ?
333 01,660091
3,2684,22 mdm
mol
moldmx
Za n.p. má jeden mol plynu objem 22,4 dm3.
1 mol………………………. 22,4 dm3
268,3 mol……………………… x dm3
Zreagováním 10 kg Fe vznikne 6,01 m3 H2 za n.p.
Zreagováním 10 kg Fe vznikne 29,9 m3 H2 při 1000oC a 95 kPa.
Zreaguje-li 10 kg železa:C) Jaký objem vodíku vznikne při 1000oC a 95 kPa?
Z předchozího příkladu (B) víme, že reakcí 10 kg železa vznikne 268,3 molů vodíku.
Otázka zní – jaký bude mít objem 268,3 molů vodíku H2 (vzniklých reakcí 10 kg Fe) při teplotě 1000 oC a tlaku 95 kPa ?
VH2 = ?; p = 95 kPa; T = 1000 oC + 273,15 = 1273,15 K
TRnVp *** p
TRnV HH
2
2
?
33
113
9,2910.95
15,1273...31,83,2682
2m
Pa
KKmolmPamol
p
TRnV HH
ze 2 molů Zn vzniknou 2 moly ZnO
mZn = 5 kg
MZnO = 81,4 g.mol-1
Shořelo-li 5 kg Zn, vzniklo 6,2 kg ZnO.
Př.2/VI: Sami: Shořelo-li 5 kg práškového zinku, jaká hmotnost oxidu zinečnatého vznikla?
Zn + O2 → ZnOmZnO = ?
MZn= 65,4 g.mol-1
z 2 * 65,4 g Zn.............2 * 81,4 g ZnO
kggg
ggx 2,62,6223
4,652
50004,81*2
z rovnice plyne:
vyjádřeme v g:
otázka ze zadání: z 5 000 g Zn..............x g ZnO
2 2
ze 2 molů Al vzniknou 3 moly H2
mAl = 0,5 kg
Jaký je tedy objem 27,8 molů H2 za n.p. ?
Př.3/VI: Sami: Jaký objem vodíku za n.p.vznikne reakcí 0,5kg hliníku s kyselinou sírovou?
Al + H2SO4 → H2 + Al2(SO4)3
VH2 = ? (za n.p.)
MAl= 27 g.mol-1
z 2 * 27 g Al.............3 moly H2
28,27272
5003 Hmolů
g
gmolyx
z rovnice plyne:
vyjádřeme v g a molech:
otázka ze zadání: z 500 g Al…..........x molů H2
Pokud počítáme s plynem, je VÝHODNÉ nechat v přímé úměrnosti moly plynu !
2 3 3
Jaký je tedy objem 27,8 molů H2 (vzniklých reakcí 0,5 kg Al) za n.p. ?
33 7,6221
8,274,22 dm
mol
moldmx
Za n.p. má jeden mol plynu objem 22,4 dm3.
1 mol………………………. 22,4 dm3
27,8 mol……………………… x dm3
Zreagováním 0,5 kg Al s H2SO4 vznikne 622,7 dm3 H2 za n.p.
ze 2 molů KClO3 vzniknou 3 moly O2
mKClO3 = 100 g
Jaký je tedy objem 1,22 molů O2 při 101 kPa a 30 oC ?
Př.4/VI: Sami: Při tepelném rozkladu chlorečnanu draselného (Travex) vzniká kyslík. Jaký objem O2 se uvolní při 30oC a 101 kPa při rozkladu 100 g KClO3 ?
KClO3 → O2 + KClVO2 = ?
MKClO3= 122,5 g.mol-1
z 2 * 122,5 g KClO3.............3 moly O2
222,15,1222
1003 Omolů
g
gmolyx
z rovnice plyne:
vyjádřeme v g a molech:
otázka ze zadání: z 100 g KClO3…............x molů O2
Pokud počítáme s plynem, je VÝHODNÉ nechat v přímé úměrnosti moly plynu !
2 23
p = 101 kPa; T = 30 oC
Tepelným rozkladem 100 g KClO3 vznikne 0,03 m3 O2 (30 dm3 O2) při teplotě 30 oC a tlaku 101 kPa.
Otázka zní – jaký bude mít objem 1,22 molů kyslíku O2 (vzniklých rozkladem 100 g KClO3) při teplotě 30 oC a tlaku 101 kPa ?
VO2 = ?; p = 101 kPa; T = 30 oC + 273,15 = 303,15 K
TRnVp *** p
TRnV OO
2
2
?
33
113
03,010.101
15,303...31,822,12
2m
Pa
KKmolmPamol
p
TRnV OO
Př.5/VI: Při havárii vyteklo 50 litrů koncentrované HCl do prázdné jímky.
Pozn. dosud do chem.reakce vstupovaly čisté látky (100%)teď: roztok HCl (36%); označme ho indexem S.
Kolik kg Ca(OH)2 potřebujeme pro její neutralizaci? Kon-
centrovaná HCl je roztok o wHCl = 36 %; hustota roztoku je
1,18 kg.dm-3 .
Pro výpočet je třeba zjistit hmotnost čisté (100%) HCl
hmotnost čisté (100%) HCl vypočítat pomocí hmotnostního zlomku ze zadání (w = 36%)
hmotnost roztoku HCl vypočítat za pomocí hustoty a objemu
VS = 50 dm3 S = 1,18 kg.dm-3 w = 0,36 (=36%)
kapaliny jsou obvykle zadány objemem, ve výpočtech se ale používají hmotnosti
nutno převést objem na hmotnost – pomocí HUSTOTY
S
SS V
m SSS Vm
%)36(5950.18,1 33 wHClkgdmdmkgmS
Do odpadní jímky vyteklo 59 kg HCl (w=36%), ve kterých tvoří kyselina 36% hmotnosti a zbytek – tj. 64% hmotnosti tvoří voda
Jaká je tedy hmotnost čisté (100%) HCl ?
59 kg……..…..100 %
x kg………….36 %kgkgx 2,21
100
3659
Do odpadní jímky uniklo 21,2 kg 100% HCl (tím jsme se zbavili wkyseliny ze zadání), dále postupujeme jak jsme zvyklí pro výpočet dle chem. rovnice pro čisté látky
2
2 moly HCl reagují s 1 molem Ca(OH)2
mHCl = 21,2 kg
MCa(OH)2= 74,1 g.mol-1
Na neutralizaci 50l HCl (36%) je potřeba 21,5 kg Ca(OH)2.
HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + H2OmCa(OH)2 = ?
MHCl = 36,5 g.mol-1
z 2 * 36,5 g HCl.............1 * 74,1 g Ca(OH)2
kggg
ggx 5,215,21519
5,362
212001,74
z rovnice plyne:
vyjádřeme v g:
otázka ze zadání: z 21 200 g HCl..............x g Ca(OH)2
mHCl = 21,2 kg mCa(OH)2 = ?
21
Př.6/VI: Doma: Vypočtěte objem kyslíku za n.p., který vznikne rozkladem 10 kg roztoku peroxidu vodíku o wH2O2 = 0,3. (rovnici nejdříve vyčíslete!, 988 dm3 O2)
Př.7/VI: Doma: Reakcí dusičnanu barnatého a uhličitanu sodného (sody) vzniká sraženina uhličitanu barnatého. Kolik gramů dusičnanu barnatého potřebujete k přípravě 100 g uhličitanu barnatého? (rovnici nejdříve vyčíslete; 132,4 g Ba(NO3)2)
Ba(NO3)2 +
H2O2 O2 → H2O +
NaNO3 BaCO3Na2CO3 +→
sraženina