Hoe scheikundige problemen op te lossen, kant-en-klare oplossingen. Typische chemische problemen oplossen

We bespraken het algemene algoritme voor het oplossen van probleem nr. 35 (C5). Het is tijd om naar specifieke voorbeelden te kijken en u een selectie van problemen aan te bieden die u zelf kunt oplossen.

Voorbeeld 2. Voor de volledige hydrogenering van 5,4 g van een bepaald alkyn is 4,48 liter waterstof (n.s.) nodig. Bepaal de molecuulformule van dit alkyn.

Oplossing. Wij zullen handelen in overeenstemming met het algemene plan. Stel dat een molecuul van een onbekend alkyn n koolstofatomen bevat. Algemene formule van de homologe reeks C n H 2n-2. Hydrogenering van alkynen verloopt volgens de vergelijking:

C n H 2n-2 + 2H 2 = C n H 2n+2.

De hoeveelheid waterstof die reageerde, kan worden gevonden met behulp van de formule n = V/Vm. In dit geval is n = 4,48/22,4 = 0,2 mol.

De vergelijking laat zien dat 1 mol alkyn 2 mol waterstof toevoegt (bedenk dat we het in de probleemstelling hebben over compleet hydrogenering), daarom n(CnH2n-2) = 0,1 mol.

Gebaseerd op de massa en hoeveelheid van het alkyn, vinden we de molaire massa ervan: M(C n H 2n-2) = m(massa)/n(hoeveelheid) = 5,4/0,1 = 54 (g/mol).

Het relatieve molecuulgewicht van een alkyn is de som van n atoommassa's koolstof en 2n-2 atoommassa's waterstof. We krijgen de vergelijking:

12n + 2n - 2 = 54.

We lossen de lineaire vergelijking op, we krijgen: n = 4. Alkynformule: C 4 H 6.

Antwoord: C4H6.

Ik zou de aandacht willen vestigen op één belangrijk punt: de molecuulformule C 4 H 6 komt overeen met verschillende isomeren, waaronder twee alkynen (butyn-1 en butyn-2). Op basis van deze problemen zullen we de structuurformule van de onderzochte stof niet ondubbelzinnig kunnen vaststellen. In dit geval is dit echter niet nodig!

Voorbeeld 3. Wanneer 112 liter (n.a.) van een onbekend cycloalkaan wordt verbrand in een overmaat aan zuurstof, wordt 336 liter CO 2 gevormd. Bepaal de structuurformule van het cycloalkaan.

Oplossing. De algemene formule van de homologe reeks cycloalkanen: C n H 2n. Bij volledige verbranding van cycloalkanen worden, net als bij de verbranding van koolwaterstoffen, koolstofdioxide en water gevormd:

C n H 2n + 1,5n O 2 = n CO 2 + n H 2 O.

Let op: de coëfficiënten in de reactievergelijking zijn in dit geval afhankelijk van n!

Tijdens de reactie werd 336/22,4 = 15 mol kooldioxide gevormd. 112/22,4 = 5 mol koolwaterstof kwam in de reactie terecht.

Een verdere redenering ligt voor de hand: als er 15 mol CO2 wordt gevormd per 5 mol cycloalkaan, worden er 15 moleculen kooldioxide gevormd per 5 moleculen koolwaterstof, dat wil zeggen dat één cycloalkaanmolecuul 3 CO2-moleculen produceert. Omdat elk molecuul koolmonoxide (IV) één koolstofatoom bevat, kunnen we concluderen: één cycloalkaanmolecuul bevat 3 koolstofatomen.

Conclusie: n = 3, cycloalkaanformule - C 3 H 6.

Zoals u kunt zien, ‘past’ de oplossing voor dit probleem niet in het algemene algoritme. We hebben hier niet naar de molaire massa van de verbinding gezocht en ook geen vergelijking gemaakt. Volgens formele criteria is dit voorbeeld niet vergelijkbaar met het standaardprobleem C5. Maar ik heb hierboven al benadrukt dat het belangrijk is om het algoritme niet uit het hoofd te leren, maar om de BETEKENIS te begrijpen van de acties die worden uitgevoerd. Als u de betekenis begrijpt, kunt u zelf tijdens het Unified State Exam wijzigingen aanbrengen in het algemene schema en de meest rationele oplossing kiezen.

Er is nog een "eigenaardigheid" in dit voorbeeld: het is noodzakelijk om niet alleen de moleculaire, maar ook de structuurformule van de verbinding te vinden. In de vorige taak konden we dit niet doen, maar in dit voorbeeld: alstublieft! Feit is dat de formule C 3 H 6 overeenkomt met slechts één isomeer: ​​cyclopropaan.

Antwoord: cyclopropaan.

Voorbeeld 4. 116 g van een beetje verzadigd aldehyde werd lange tijd verwarmd met een ammoniakoplossing van zilveroxide. De reactie produceerde 432 g metallisch zilver. Bepaal de molecuulformule van het aldehyde.

Oplossing. De algemene formule van de homologe reeks verzadigde aldehyden is: C n H 2n+1 COH. Aldehyden worden gemakkelijk geoxideerd tot carbonzuren, vooral onder invloed van een ammoniakoplossing van zilveroxide:

C n H 2n+1 COH + Ag 2 O = C n H 2n+1 COOH + 2 Ag.

Opmerking. In werkelijkheid wordt de reactie beschreven door een complexere vergelijking. Wanneer Ag 2 O wordt toegevoegd aan een waterige ammoniakoplossing, wordt een complexe verbinding OH gevormd: diamminezilverhydroxide. Het is deze verbinding die werkt als een oxidatiemiddel. Tijdens de reactie wordt een ammoniumzout van een carbonzuur gevormd:

C n H 2n+1 COH + 2OH = C n H 2n+1 COONH 4 + 2Ag + 3NH 3 + H 2 O.

Nog een belangrijk punt! De oxidatie van formaldehyde (HCOH) wordt niet beschreven door de gegeven vergelijking. Wanneer HCOH reageert met een ammoniakoplossing van zilveroxide, komen 4 mol Ag per 1 mol aldehyde vrij:

НCOH + 2Ag2O = CO2 + H2O + 4Ag.

Wees voorzichtig bij het oplossen van problemen met de oxidatie van carbonylverbindingen!

Laten we terugkeren naar ons voorbeeld. Op basis van de massa vrijgekomen zilver kun je de hoeveelheid van dit metaal vinden: n(Ag) = m/M = 432/108 = 4 (mol). Volgens de vergelijking worden per 1 mol aldehyde 2 mol zilver gevormd, dus n(aldehyde) = 0,5n(Ag) = 0,5*4 = 2 mol.

Molaire massa van aldehyde = 116/2 = 58 g/mol. Probeer de volgende stappen zelf uit te voeren: je moet een vergelijking maken, deze oplossen en conclusies trekken.

Antwoord: C 2 H 5 COH.

Voorbeeld 5. Wanneer 3,1 g van een bepaald primair amine reageert met een voldoende hoeveelheid HBr, ontstaat er 11,2 g zout. Bepaal de formule van het amine.

Oplossing. Primaire aminen (C n H 2n + 1 NH 2) vormen bij interactie met zuren alkylammoniumzouten:

С n H 2n+1 NH 2 + HBr = [С n H 2n+1 NH 3 ] + Br - .

Helaas zullen we, op basis van de massa van het amine en het gevormde zout, de hoeveelheden ervan niet kunnen achterhalen (aangezien de molmassa's onbekend zijn). Laten we een andere weg inslaan. Laten we de wet van behoud van massa onthouden: m(amine) + m(HBr) = m(zout), dus m(HBr) = m(zout) - m(amine) = 11,2 - 3,1 = 8,1.

Besteed aandacht aan deze techniek, die heel vaak wordt gebruikt bij het oplossen van C 5. Zelfs als de massa van het reagens niet expliciet in de probleemstelling wordt vermeld, kun je proberen deze te vinden uit de massa's van andere verbindingen.

We zijn dus weer op het goede spoor met het standaardalgoritme. Op basis van de massa waterstofbromide vinden we de hoeveelheid, n(HBr) = n(amine), M(amine) = 31 g/mol.

Antwoord: CH3NH2.

Voorbeeld 6. Een bepaalde hoeveelheid alkeen X vormt bij reactie met een overmaat chloor 11,3 g dichloride, en bij reactie met een overmaat broom 20,2 g dibromide. Bepaal de molecuulformule van X.

Oplossing. Alkenen voegen chloor en broom toe om dihalogeenderivaten te vormen:

C n H 2n + Cl 2 = C n H 2n Cl 2,

C n H 2n + Br 2 = C n H 2n Br 2.

Bij dit probleem is het zinloos om te proberen de hoeveelheid dichloride of dibromide (hun molmassa's zijn onbekend) of de hoeveelheid chloor of broom (hun massa's zijn onbekend) te vinden.

We gebruiken één niet-standaard techniek. De molaire massa van C n H 2n Cl 2 is 12n + 2n + 71 = 14n + 71. M(C n H 2n Br 2) = 14n + 160.

De massa's dihalogeniden zijn ook bekend. Je kunt de verkregen hoeveelheden stoffen vinden: n(C n H 2n Cl 2) = m/M = 11,3/(14n + 71). n(CnH2nBr2) = 20,2/(14n + 160).

Volgens afspraak is de hoeveelheid dichloride gelijk aan de hoeveelheid dibromide. Dit feit stelt ons in staat de vergelijking te maken: 11,3/(14n + 71) = 20,2/(14n + 160).

Deze vergelijking heeft een unieke oplossing: n = 3.

Antwoord: C 3 H 6

In het laatste deel bied ik je een selectie van problemen van het type C5 aan met verschillende moeilijkheidsgraden. Probeer ze zelf op te lossen - het zal een uitstekende training zijn voordat je het Unified State Exam in Chemistry aflegt!

Lesontwikkelingen (lesnotities)

Aandacht! Het sitebeheer is niet verantwoordelijk voor de inhoud van methodologische ontwikkelingen, noch voor de overeenstemming van de ontwikkeling met de Federal State Educational Standard.

Vraag nr. 21 van het OGE-examenmateriaal in de scheikunde is een probleem met de vergelijking van een chemische reactie. De Specificatie van controlemeetmaterialen voor het hoofdstaatsexamen scheikunde in 2018 specificeert de volgende vaardigheden die moeten worden getest en werkwijzen bij het uitvoeren van deze taak: « Berekening van de massafractie opgeloste stof in een oplossing. Berekening van de hoeveelheid van een stof, massa of volume van een stof uit de hoeveelheid stof, massa of volume van een van de reactanten of producten van een reactie.” Analyse van demonstratiewerken en open banktaken maakte het mogelijk om drie soorten taken te identificeren die in examenpapieren worden gebruikt. Ter voorbereiding op de OGE los ik voorbeelden van elk type probleem op met studenten en bied ik soortgelijke taken aan, geselecteerd bij een open bank, voor onafhankelijke oplossing. Bij het oplossen van problemen met chemische reactievergelijkingen gebruik ik het algoritme dat wordt gepresenteerd in het scheikundeboek van O.S.

1 soort

De massa van een oplossing van het product of een van de uitgangsmaterialen van de reactie wordt gegeven. Bereken de massa (volume) van de uitgangsstof of het reactieproduct.

1 actie: We berekenen de massa van het product of een van de uitgangsstoffen van de reactie.

Actie 2: Met behulp van het algoritme berekenen we de massa of het volume van de uitgangsstof.

Voorbeeldtaak: NAAR oplossing aluminiumchloride met een gewicht van 53,2 g en een massafractie van 5% werd een overmaat zilvernitraatoplossing toegevoegd. Bereken de massa van het gevormde sediment.

Analyse van de oplossing

1. NAAR oplossing aluminiumsulfaat met een gewicht van 34,2 g en een massafractie van 10% werd een overmaat bariumnitraatoplossing toegevoegd. Bereken de massa van het gevormde sediment.
2. Kooldioxide werd door een oplossing van calciumhydroxide geleid. 324 g gevormd oplossing calciumbicarbonaat met een massafractie van 1%. Bereken het volume gereageerd gas.

2e weergave

De massa van een oplossing van een stof of reactieproduct wordt gegeven. Bereken de massafractie van de stof of het reactieproduct.

1 actie: Met behulp van het algoritme berekenen we de massa van de oorspronkelijke substantie (product) van de reactie. We letten niet op de massa van de oplossing.

Actie 2: We kennen de massa van de uitgangsstof (product) - we hebben deze in de eerste stap gevonden. We kennen de massa van de oplossing - deze wordt gegeven in de voorwaarde. Het vinden van de massafractie.

Voorbeeldtaak: 73 gram oplossing zoutzuur werd gemengd met een portie calciumcarbonaat. In dit geval kwam er 0,896 liter gas vrij. Bereken de massafractie van het origineel oplossing van zoutzuur.

Analyse van de oplossing

2. ω = m(in-va)/m(oplossing) · 100%

ω = 2,92/73 100= 4%

Problemen voor onafhankelijke oplossing.

1. Tot 200 gr oplossing calciumchloride-natriumcarbonaatoplossing werd toegevoegd totdat de precipitatie stopte. De massa van het sediment was 12,0 g. Bereken de massafractie calciumchloride in de oorspronkelijke oplossing. (Stel dat de relatieve atoommassa van chloor 35,5 is)
2. Nadat 4,4 g kooldioxide door 320 g is geleid oplossing kaliumhydroxide om een ​​oplossing van medium zout te verkrijgen. Bereken de massafractie alkali in de oplossing

Type 3

De massafractie van de oplossing van de uitgangsstof wordt gegeven. Bepaal de massa van de uitgangsstof.

1 Actie. Zoek met behulp van het algoritme de massa van de uitgangsstof.

2 Actie. We kennen de massa van de uitgangsstof (vanaf de eerste actie). We kennen de massafractie (uit de voorwaarde). Bereken de massa van de oplossing.

Voorbeeld taak: Een overmaat bariumchloride-oplossing werd toegevoegd aan een oplossing van kaliumcarbonaat met een massafractie van 6%. Als resultaat werd een neerslag gevormd met een gewicht van 9,85 g. Bepaal de massa van de initiële kaliumcarbonaatoplossing.

Analyse van de oplossing

2. ω = m(in-va)/m(oplossing) · 100%

m(oplossing) = 6,9/6 ▪100% = 115 g.

Problemen om zelfstandig op te lossen

1. Na het leiden van 11,2 liter (N.S.) ammoniak door een 10% oplossing van zwavelzuur werd een oplossing van middelmatig zout verkregen. Bepaal de massa van de oorspronkelijke zwavelzuuroplossing.
2. Wanneer 4,48 liter kooldioxide (n.o.) door een oplossing van bariumhydroxide met een massafractie van 12% werd geleid, werd bariumcarbonaat gevormd. Bereken de massa van de oorspronkelijke bariumhydroxideoplossing.

Algoritme voor het oplossen van problemen met behulp van vergelijkingen van chemische reacties

1. Korte beschrijving van de probleemomstandigheden.
2. De vergelijking van een chemische reactie schrijven.
3. Bekende en onbekende hoeveelheden over de formules van stoffen schrijven.
4. Noteer onder de formules van stoffen de hoeveelheden, molmassa's en massa's (of molaire volumes en volumes) van stoffen.
5. Proporties opmaken en oplossen.
6. Het vastleggen van de taakreactie.

Het oplossen van scheikundeproblemen op school kan enkele problemen opleveren voor schoolkinderen. Daarom plaatsen we een aantal voorbeelden van oplossingen voor de belangrijkste soorten scheikundeproblemen op school, met een gedetailleerde analyse.

Om problemen in de scheikunde op te lossen, moet je een aantal formules kennen die in de onderstaande tabel staan ​​vermeld. Als je deze eenvoudige set op de juiste manier gebruikt, kun je vrijwel elk probleem van een scheikundecursus oplossen.

Berekeningen van de hoeveelheid stof	Berekeningen delen	Berekening van de opbrengst van het reactieproduct
ν=m/M, ν=V/V M , ν=N/N EEN, v=PV/RT	ω=m u/m omw, φ=V h/V omw, χ=ν h/ν omw	η = m pr./m theorie. , η = V pr./V-theorie. , η = ν pr./ν theorie.
v – hoeveelheid stof (mol); v h - quotiënt hoeveelheid stof (mol); v volume - totale hoeveelheid stof (mol); m-massa (g); m h — gedeeltelijke massa (g); m ongeveer - totale massa (g); V-inhoud (l); VM - volume 1 mol (l); V h - privévolume (l); V ongeveer - totaal volume (l); N is het aantal deeltjes (atomen, moleculen, ionen); N A - getal van Avogadro (aantal deeltjes in 1 mol stof) N A =6,02×10 23; Q is de hoeveelheid elektriciteit (C); F is de constante van Faraday (F »96500 C); P - druk (Pa) (1 atm » 10 5 Pa); R is de universele gasconstante R » 8,31 J/(mol×K); T – absolute temperatuur (K); ω-massafractie; φ—volumefractie; χ—molfractie; η is de opbrengst van het reactieproduct; m ave., V ave., v praktische massa, volume, hoeveelheid substantie; m-theorie, V-theorie, ν-theorie - massa, volume, hoeveelheid materie is theoretisch.

Berekening van de massa van een bepaalde hoeveelheid stof

Oefening:

Bepaal de massa van 5 mol water (H 2 O).

Oplossing:

1. Bereken de molaire massa van een stof met behulp van het periodiek systeem van Mendelejev. De massa's van alle atomen worden afgerond op de dichtstbijzijnde eenheid, chloor, op 35,5.
   M(H2O)=2×1+16=18 g/mol
2. Vind de massa van water met behulp van de formule:
   m = ν×M(H 2 O) = 5 mol × 18 g/mol = 90 g
3. Schrijf het antwoord op:
   Antwoord: de massa van 5 mol water is 90 g

Berekening van de massafractie van de opgeloste stof

Oefening:

Bereken de massafractie van zout (NaCl) in de oplossing die wordt verkregen door 25 g zout op te lossen in 475 g water.

Oplossing:

1. Schrijf de formule op voor het vinden van de massafractie:
   ω(%) = (m water / m oplossing)×100%
2. Bereken de massa van de oplossing.
   m oplossing = m(H 2 O) + m(NaCl) = 475 + 25 = 500 g
3. Bereken de massafractie door de waarden in de formule te vervangen.
   ω(NaCl) = (m mengsel /m oplossing)×100% = (25/500)×100%=5%
4. Schrijf het antwoord op.
   Antwoord: massafractie NaCl is 5%

Berekening van de massa van een stof in een oplossing op basis van zijn massafractie

Oefening:

Hoeveel gram suiker en water zijn nodig om 200 g van een 5%-oplossing te verkrijgen?

Oplossing:

1. Schrijf de formule op om de massafractie van de opgeloste stof te bepalen.
   ω=m water / m oplossing → m water = m oplossing ×ω
2. Bereken de massa zout.
   m mengsel (zout) = 200×0,05=10 g
3. Bepaal de massa van water.
   m(H 2 O) = m (oplossing) - m (zout) = 200 - 10 = 190 g
4. Schrijf het antwoord op.
   Antwoord: je moet 10 g suiker en 190 g water nemen

Bepaling van de opbrengst aan het reactieproduct als percentage van het theoretisch mogelijke

Oefening:

Bereken de opbrengst aan ammoniumnitraat (NH 4 NO 3) als percentage van het theoretisch mogelijke, als door 85 g ammoniak (NH 3) in een oplossing van salpeterzuur (HNO 3) te leiden, 380 g kunstmest werd verkregen.

Oplossing:

1. Schrijf de vergelijking van de chemische reactie op en rangschik de coëfficiënten
   NH3 + HNO3 = NH4 NO3
2. Schrijf de gegevens uit de probleemstelling boven de reactievergelijking.
   

   m = 85 g				mpr. = 380 g
   NH3	+	HNO3	=	NH4NO3

3. Bereken onder de formules van stoffen de hoeveelheid van een stof volgens de coëfficiënten als het product van de hoeveelheid stof door de molaire massa van de stof:
   
4. De praktisch verkregen massa ammoniumnitraat is bekend (380 g). Om de theoretische massa van ammoniumnitraat te bepalen, maakt u een verhouding
   85/17=x/380
   
5. Los de vergelijking op, bepaal x.
   x=400 g theoretische massa ammoniumnitraat
6. Bepaal de opbrengst van het reactieproduct (%), waarbij u de praktische massa vergelijkt met de theoretische massa en vermenigvuldigt met 100%
   η=m ex/m-theorie. =(380/400)×100%=95%
7. Schrijf het antwoord op.
   Antwoord: de opbrengst aan ammoniumnitraat was 95%.

Berekening van de massa van het product op basis van de bekende massa van het reagens dat een bepaald aandeel onzuiverheden bevat

Oefening:

Bereken de massa calciumoxide (CaO) die wordt verkregen door het stoken van 300 g kalksteen (CaCO 3) met 10% onzuiverheden.

Oplossing:

1. Schrijf de vergelijking van de chemische reactie op en voer de coëfficiënten in.
   CaCO 3 = CaO + CO 2
2. Bereken de massa zuiver CaCO 3 in kalksteen.
   ω(puur) = 100% - 10% = 90% of 0,9;
   m(CaCO3) = 300×0,9=270 g
3. Schrijf de resulterende massa CaCO 3 boven de formule CaCO 3 in de reactievergelijking. De gewenste massa CaO wordt aangegeven met x.
   

   270 gr		x g
   CaCO3	=	Sao	+	CO2

4. Noteer onder de formules van de stoffen in de vergelijking de hoeveelheid van de stof (volgens de coëfficiënten); het product van de hoeveelheden stoffen door hun molaire massa (moleculaire massa van CaCO 3 = 100 , CaO = 56 ).
   
5. Maak een verhouding.
   270/100=x/56
6. Los De vergelijking op.
   x = 151,2 gram
7. Schrijf het antwoord op.
   Antwoord: de massa calciumoxide zal 151,2 g zijn

Berekening van de massa van het reactieproduct als de opbrengst van het reactieproduct bekend is

Oefening:

Hoeveel gram ammoniumnitraat (NH 4 NO 3) kan worden verkregen door 44,8 liter ammoniak (N.S.) te laten reageren met salpeterzuur, als bekend is dat de praktische opbrengst 80% bedraagt ​​van het theoretisch mogelijke?

Oplossing:

1. Schrijf de vergelijking van de chemische reactie op en rangschik de coëfficiënten.
   NH3 + HNO3 = NH4 NO3
2. Schrijf deze voorwaarden van het probleem boven de reactievergelijking. Geef de massa ammoniumnitraat aan met x.
   
3. Schrijf onder de reactievergelijking:
   a) de hoeveelheid stoffen volgens de coëfficiënten;
   b) het product van het molaire volume ammoniak en de hoeveelheid stof; het product van de molaire massa NH 4 NO 3 en de hoeveelheid stof.
4. Maak een verhouding.
   44,4/22,4=x/80
5. Los de vergelijking op door x (theoretische massa ammoniumnitraat) te vinden:
   x= 160 gram.
6. Vind de praktische massa van NH 4 NO 3 door de theoretische massa te vermenigvuldigen met de praktische opbrengst (in fracties van eenheid)
   m(NH 4 NO 3) = 160 × 0,8 = 128 g
7. Schrijf je antwoord op.
   Antwoord: de massa ammoniumnitraat zal 128 g zijn.

Bepaling van de massa van het product als een van de reagentia in overmaat wordt ingenomen

Oefening:

14 g calciumoxide (CaO) werd behandeld met een oplossing die 37,8 g salpeterzuur (HNO 3) bevatte. Bereken de massa van het reactieproduct.

Oplossing:

1. Schrijf de reactievergelijking op, rangschik de coëfficiënten
   CaO + 2HNO 3 = Ca(NO 3) 2 + H 2 O
2. Bepaal het aantal mol reactanten met behulp van de formule: ν = m/M
   v(CaO) = 14/56 = 0,25 mol;
   ν(HNO3) = 37,8/63 = 0,6 mol.
   
3. Schrijf de berekende hoeveelheden van de stof boven de reactievergelijking. Onder de vergelijking staan ​​de hoeveelheden van de stof volgens de stoichiometrische coëfficiënten.
   
4. Bepaal de stof die bij een tekort is ingenomen door de verhoudingen van de hoeveelheden stoffen die zijn ingenomen te vergelijken met de stoichiometrische coëfficiënten.
   0,25/1 < 0,6/2
   Bijgevolg wordt salpeterzuur bij tekort ingenomen. We zullen het gebruiken om de massa van het product te bepalen.
5. Schrijf onder de formule van calciumnitraat (Ca(NO 3) 2) in de vergelijking:
   a) de hoeveelheid stof, volgens de stoichiometrische coëfficiënt;
   b) het product van de molaire massa en de hoeveelheid stof. Boven de formule (Ca(NO 3) 2) - x g.

   0,25 mol		0,6 mol		x g
   CaO	+	2HNO3	=	Ca(NEEN 3) 2	+	H2O
   1 mol		2 mol		1 mol
   				m = 1×164g

6. Maak een verhouding
   0,25/1=x/164
7. Definieer x
   x = 41 gram
8. Schrijf je antwoord op.
   Antwoord: de massa zout (Ca(NO 3) 2) zal 41 g zijn.

Berekeningen met behulp van thermochemische reactievergelijkingen

Oefening:

Hoeveel warmte komt er vrij als 200 g koper(II)oxide (CuO) wordt opgelost in zoutzuur (waterige oplossing van HCl), als de thermochemische vergelijking van de reactie is:

CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O + 63,6 kJ

Oplossing:

1. Schrijf de gegevens uit de probleemstelling boven de reactievergelijking
   
2. Schrijf onder de formule van koperoxide de hoeveelheid (volgens de coëfficiënt); product van de molaire massa en de hoeveelheid stof. Plaats x boven de hoeveelheid warmte in de reactievergelijking.
   

   200 gr
   CuO	+	2HCl	=	CuCl2	+	H2O	+	63,6 kJ
   1 mol
   m = 1×80 g

3. Maak een verhouding.
   200/80=x/63,6
4. Bereken x.
   x=159 kJ
5. Schrijf het antwoord op.
   Antwoord: wanneer 200 g CuO wordt opgelost in zoutzuur, komt er 159 kJ warmte vrij.

Een thermochemische vergelijking schrijven

Oefening:

Bij de verbranding van 6 gram magnesium komt 152 kJ warmte vrij. Stel een thermochemische vergelijking op voor de vorming van magnesiumoxide.

Oplossing:

1. Schrijf de vergelijking van de chemische reactie op, waarin de warmte vrijkomt. Rangschik de coëfficiënten.
   2Mg + O2 = 2MgO + Q
2. 
   

   6 gram						152
   2 mg	+	O2	=	2MgO	+	Q

3. Schrijf onder de formules van de stoffen:
   a) hoeveelheid stof (volgens coëfficiënten);
   b) het product van de molaire massa en de hoeveelheid stof. Zet x onder het thermische effect van de reactie.
   
4. Maak een verhouding.
   6/(2×24)=152/x
5. Bereken x (hoeveelheid warmte, volgens de vergelijking)
   x=1216 kJ
6. Schrijf de thermochemische vergelijking op in je antwoord.
   Antwoord: 2Mg + O 2 = 2MgO + 1216 kJ

Berekening van gasvolumes met behulp van chemische vergelijkingen

Oefening:

Wanneer ammoniak (NH 3) in aanwezigheid van een katalysator met zuurstof wordt geoxideerd, ontstaan ​​stikstofoxide (II) en water. Hoeveel volume zuurstof reageert met 20 liter ammoniak?

Oplossing:

1. Schrijf de reactievergelijking op en wijs de coëfficiënten toe.
   4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O
2. Schrijf de gegevens uit de probleemstelling boven de reactievergelijking.
   

   20 l		X
   4NH3	+	5O2	=	4NO	+	6H2O

3. Noteer onder de reactievergelijking de hoeveelheden stoffen volgens de coëfficiënten.
   
4. Maak een verhouding.
   20/4=x/5
5. Vind x.
   x= 25 liter
6. Schrijf het antwoord op.
   Antwoord: 25 liter zuurstof.

Bepaling van het volume van een gasvormig product uit een bekende massa van een reagens dat onzuiverheden bevat

Oefening:

Welk volume (n.v.) kooldioxide (CO 2) zal vrijkomen wanneer 50 g marmer (CaCO 3) met 10% onzuiverheden in zoutzuur wordt opgelost?

Oplossing:

1. Schrijf de vergelijking van de chemische reactie op en rangschik de coëfficiënten.
   CaCO 3 + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2
2. Bereken de hoeveelheid zuiver CaCO 3 in 50 g marmer.
   ω(CaCO3) = 100% - 10% =90%
   Om te converteren naar fracties van een eenheid, deelt u deze door 100%.
   w(CaCO3) = 90%/100%=0,9
   m(CaCO 3) = m(marmer) × w(CaCO 3) = 50 × 0,9 = 45 g
3. Schrijf de resulterende waarde boven calciumcarbonaat in de reactievergelijking. Plaats x l boven CO 2.
   

   45 gr								X
   CaCO3	+	2HCl	=	CaCl2	+	H2O	+	CO2

4. Schrijf onder de formules van de stoffen:
   a) de hoeveelheid stof, volgens de coëfficiënten;
   b) het product van de molaire massa door de hoeveelheid stof, als we het hebben over de massa van een stof, en het product van het molaire volume door de hoeveelheid stof, als we het hebben over het volume van een stof.

   Berekening van de mengselsamenstelling met behulp van de chemische reactievergelijking

   Oefening:

   Voor de volledige verbranding van een mengsel van methaan en koolmonoxide (II) was hetzelfde volume zuurstof nodig. Bepaal de samenstelling van het gasmengsel in volumefracties.

   Oplossing:

   1. Schrijf reactievergelijkingen op en wijs coëfficiënten toe.
      CO + 1/2O 2 = CO 2
      CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O
   2. Geef de hoeveelheid koolmonoxide (CO) aan als x, en de hoeveelheid methaan als y
      

   45 gr								X
   CaCO3	+	2HCl	=

   X
   CO	+	1/2О 2	=	CO2
   bij
   CH 4	+	2O 2	=	CO2	+	2H 2 O

5. Bepaal de hoeveelheid zuurstof die nodig is voor de verbranding van x mol CO en y mol CH 4.
   

   X		0,5 x
   CO	+	1/2О 2	=	CO2
   bij		2у
   CH 4	+	2O 2	=	CO2	+	2H 2 O

6. Trek een conclusie over de relatie tussen de hoeveelheid zuurstof en het gasmengsel.
   Gelijkheid van volumes van gassen duidt op gelijkheid van hoeveelheden substantie.
7. Schrijf een vergelijking.
   x + y = 0,5x + 2y
8. Vereenvoudig de vergelijking.
   0,5 x = y
9. Neem als hoeveelheid CO 1 mol en bepaal de benodigde hoeveelheid CH4.
   Als x=1, dan is y=0,5
10. Zoek de totale hoeveelheid van de stof.
    x + y = 1 + 0,5 = 1,5
11. Bepaal de volumefractie koolmonoxide (CO) en methaan in het mengsel.
    φ(СО) = 1/1,5 = 2/3
    φ(CH 4) = 0,5/1,5 = 1/3
12. Schrijf het antwoord op.
    Antwoord: de volumefractie van CO is 2/3, en CH 4 is 1/3.

Referentiemateriaal:

Mendelejev tafel

Oplosbaarheid tabel

In deze sectie systematiseer ik de analyse van problemen uit de OGE in de chemie. Net als in de sectie vindt u gedetailleerde analyses met instructies voor het oplossen van typische problemen in de scheikunde in de 9e klas OGE. Voordat ik elk blok met typische problemen analyseer, geef ik theoretische informatie, zonder welke het oplossen van deze taak onmogelijk is. Er is slechts zoveel theorie als voldoende is om enerzijds de taak met succes te voltooien. Aan de andere kant probeerde ik de theoretische stof in een interessante en begrijpelijke taal te beschrijven. Ik ben er zeker van dat je na het voltooien van de training met mijn materialen niet alleen de OGE in de scheikunde met succes zult behalen, maar ook verliefd zult worden op dit onderwerp.

Algemene informatie over het examen

OGE in de chemie bestaat uit drie onderdelen.

In het eerste deel 15 taken met één antwoord- dit is het eerste niveau en de taken daarin zijn niet moeilijk, mits je uiteraard basiskennis van de scheikunde hebt. Voor deze taken zijn geen berekeningen nodig, met uitzondering van taak 15.

Het tweede deel bestaat uit vier vragen- in de eerste twee - 16 en 17 moet je twee juiste antwoorden kiezen, en in 18 en 19 de waarden of uitspraken uit de rechterkolom met de linkerkant correleren.

Het derde deel is probleemoplossing. Op 20 moet je de reactie gelijk maken en de coëfficiënten bepalen, en op 21 moet je het rekenprobleem oplossen.

Vierde deel - praktisch, is niet moeilijk, maar je moet voorzichtig en voorzichtig zijn, zoals altijd als je met scheikunde werkt.

Totaalbedrag gegeven voor werk 140 minuten.

Hieronder staan ​​typische varianten van taken, vergezeld van de theorie die nodig is voor de oplossing. Alle taken zijn thematisch - tegenover elke taak staat een onderwerp aangegeven voor algemeen begrip.

Methoden voor het oplossen van problemen in de chemie

Bij het oplossen van problemen moet u zich laten leiden door een paar eenvoudige regels:

1. Lees de taakvoorwaarden goed door;
2. Schrijf op wat er gegeven wordt;
3. Converteer, indien nodig, eenheden van fysieke hoeveelheden naar SI-eenheden (sommige niet-systeemeenheden zijn toegestaan, bijvoorbeeld liters);
4. Schrijf, indien nodig, de reactievergelijking op en rangschik de coëfficiënten;
5. Los een probleem op door gebruik te maken van het concept van de hoeveelheid van een stof, en niet van de methode om verhoudingen op te stellen;
6. Schrijf het antwoord op.

Om je met succes voor te bereiden op de scheikunde, moet je de oplossingen voor de problemen in de tekst zorgvuldig overwegen, en er ook zelf een voldoende aantal oplossen. Het is tijdens het oplossen van problemen dat de theoretische basisprincipes van de cursus scheikunde zullen worden versterkt. Het is noodzakelijk om problemen op te lossen gedurende de hele tijd dat je scheikunde studeert en je voorbereidt op het examen.

Je kunt de problemen op deze pagina gebruiken, of je kunt een goede verzameling problemen en oefeningen downloaden met oplossingen voor standaard en gecompliceerde problemen (M. I. Lebedeva, I. A. Ankudimova): download.

Mol, molaire massa

Molaire massa is de verhouding tussen de massa van een stof en de hoeveelheid stof, d.w.z.

M(x) = m(x)/ν(x), (1)

waarbij M(x) de molmassa van stof X is, m(x) de massa van stof X is, ν(x) de hoeveelheid stof X is. De SI-eenheid van molmassa is kg/mol, maar de eenheid g Meestal wordt /mol gebruikt. Eenheid van massa – g, kg. De SI-eenheid voor de hoeveelheid van een stof is de mol.

Elk scheikundig probleem opgelost door de hoeveelheid stof. U moet de basisformule onthouden:

ν(x) = m(x)/ M(x) = V(x)/V m = N/N EEN , (2)

waarbij V(x) het volume is van de stof X(l), V m het molaire volume van het gas is (l/mol), N het aantal deeltjes is, NA de constante van Avogadro is.

1. Massa bepalen natriumjodide NaI hoeveelheid stof 0,6 mol.

Gegeven: v(NaI)= 0,6 mol.

Vinden: m(NaI) =?

Oplossing. De molaire massa van natriumjodide is:

M(NaI) = M(Na) + M(I) = 23 + 127 = 150 g/mol

Bepaal de massa van NaI:

m(NaI) = ν(NaI) M(NaI) = 0,6 150 = 90 g.

2. Bepaal de hoeveelheid stof atomair boor aanwezig in natriumtetraboraat Na 2 B 4 O 7 met een gewicht van 40,4 g.

Gegeven: m(Na2B4O7) = 40,4 g.

Vinden: ν(B)=?

Oplossing. De molaire massa van natriumtetraboraat is 202 g/mol. Bepaal de hoeveelheid stof Na 2 B 4 O 7:

ν(Na 2 B 4 O 7) = m(Na 2 B 4 O 7)/ M(Na 2 B 4 O 7) = 40,4/202 = 0,2 mol.

Bedenk dat 1 mol natriumtetraboraatmolecuul 2 mol natriumatomen, 4 mol booratomen en 7 mol zuurstofatomen bevat (zie de natriumtetraboraatformule). Dan is de hoeveelheid atomaire boorstof gelijk aan: ν(B) = 4 ν (Na 2 B 4 O 7) = 4 0,2 = 0,8 mol.

Berekeningen met behulp van chemische formules. Massafractie.

De massafractie van een stof is de verhouding tussen de massa van een bepaalde stof in een systeem en de massa van het gehele systeem, d.w.z. ω(X) =m(X)/m, waarbij ω(X) de massafractie van stof X is, m(X) de massa van stof X is, m de massa van het gehele systeem is. Massafractie is een dimensieloze grootheid. Het wordt uitgedrukt als een fractie van een eenheid of als een percentage. De massafractie van atomaire zuurstof is bijvoorbeeld 0,42 of 42%, d.w.z. ω(O)=0,42. De massafractie van atomair chloor in natriumchloride is 0,607 of 60,7%, d.w.z. ω(Cl)=0,607.

3. Bepaal de massafractie kristallisatiewater in bariumchloridedihydraat BaCl 2 2H 2 O.

Oplossing: De molaire massa van BaCl 2 2H 2 O is:

M(BaCl 2 2H 2 O) = 137+ 2 35,5 + 2 18 = 244 g/mol

Uit de formule BaCl 2 2H 2 O volgt dat 1 mol bariumchloridedihydraat 2 mol H 2 O bevat. Hieruit kunnen we de massa water bepalen die zich in BaCl 2 2H 2 O bevindt:

m(H2O) = 2 18 = 36 g.

We vinden de massafractie van kristallisatiewater in bariumchloridedihydraat BaCl 2 2H 2 O.

ω(H 2 O) = m(H 2 O)/ m(BaCl 2 2H 2 O) = 36/244 = 0,1475 = 14,75%.

4. Zilver met een gewicht van 5,4 g werd geïsoleerd uit een gesteentemonster van 25 g dat het mineraal argentiet Ag 2 S bevatte. Bepaal de massafractie Argentiet in het monster.

Gegeven: m(Ag)=5,4 gram; m = 25 g.

Vinden: ω(Ag2S) =?

Oplossing: we bepalen de hoeveelheid zilverstof die in argentiet wordt aangetroffen: ν(Ag) =m(Ag)/M(Ag) = 5,4/108 = 0,05 mol.

Uit de formule Ag 2 S volgt dat de hoeveelheid argentietstof de helft is van de hoeveelheid zilverstof. Bepaal de hoeveelheid argentietstof:

ν(Ag 2 S)= 0,5 ν(Ag) = 0,5 0,05 = 0,025 mol

We berekenen de massa van argentiet:

m(Ag 2 S) = ν(Ag 2 S) М(Ag 2 S) = 0,025 248 = 6,2 g.

Nu bepalen we de massafractie argentiet in een gesteentemonster van 25 g.

ω(Ag 2 S) = m(Ag 2 S)/ m = 6,2/25 = 0,248 = 24,8%.

Samengestelde formules afleiden

5. Bepaal de eenvoudigste formule van de verbinding kalium met mangaan en zuurstof, als de massafracties van elementen in deze stof respectievelijk 24,7, 34,8 en 40,5% zijn.

Gegeven: ω(K) =24,7%; ω(Mn) =34,8%; ω(O) =40,5%.

Vinden: formule van de verbinding.

Oplossing: voor berekeningen selecteren we de massa van de verbinding gelijk aan 100 g, d.w.z. m=100 g De massa's kalium, mangaan en zuurstof zijn:

m (K) = m ω(K); m(K) = 100 0,247 = 24,7 g;

m (Mn) = m ω(Mn); m (Mn) = 100 0,348 = 34,8 g;

m (O) = m ω(O); m(O) = 100 0,405 = 40,5 gram.

We bepalen de hoeveelheden atomaire stoffen kalium, mangaan en zuurstof:

ν(K)= m(K)/M(K) = 24,7/39= 0,63 mol

ν(Mn)= m(Mn)/ М(Mn) = 34,8/ 55 = 0,63 mol

ν(O)= m(O)/ M(O) = 40,5/16 = 2,5 mol

We vinden de verhouding van de hoeveelheden stoffen:

v(K) : v(Mn) : v(O) = 0,63: 0,63: 2,5.

Als we de rechterkant van de gelijkheid delen door een kleiner getal (0,63), krijgen we:

ν(K) : ν(Mn) : ν(O) = 1: 1: 4.

Daarom is de eenvoudigste formule voor de verbinding KMnO 4.

6. De verbranding van 1,3 g van een stof produceerde 4,4 g koolmonoxide (IV) en 0,9 g water. Zoek de molecuulformule stof als de waterstofdichtheid 39 is.

Gegeven: m(in-va) =1,3 g; m(C02)=4,4 g; m(H2O) = 0,9 g; DH2 =39.

Vinden: formule van een stof.

Oplossing: Laten we aannemen dat de stof die we zoeken koolstof, waterstof en zuurstof bevat, omdat tijdens de verbranding werden CO 2 en H 2 O gevormd. Vervolgens is het noodzakelijk om de hoeveelheden CO 2 en H 2 O-stoffen te vinden om de hoeveelheden atomaire koolstof-, waterstof- en zuurstofstoffen te bepalen.

ν(CO 2) = m(CO 2)/ M(CO 2) = 4,4/44 = 0,1 mol;

ν(H 2 O) = m(H 2 O)/ M(H 2 O) = 0,9/18 = 0,05 mol.

We bepalen de hoeveelheden atomaire koolstof- en waterstofstoffen:

v(C)= v(C02); v(C)=0,1 mol;

v(H)= 2 v(H2O); ν(H) = 2 0,05 = 0,1 mol.

Daarom zullen de massa's koolstof en waterstof gelijk zijn:

m(C) = ν(C) M(C) = 0,1 12 = 1,2 g;

m(N) = ν(N) M(N) = 0,1 1 =0,1 g.

We bepalen de kwalitatieve samenstelling van de stof:

m(in-va) = m(C) + m(H) = 1,2 + 0,1 = 1,3 g.

De stof bestaat dus uitsluitend uit koolstof en waterstof (zie de probleemstelling). Laten we nu het molecuulgewicht bepalen op basis van de gegeven omstandigheden taken waterstofdichtheid van een stof.

M(v-va) = 2 D H2 = 2 39 = 78 g/mol.

ν(С) : ν(Н) = 0,1: 0,1

Als we de rechterkant van de gelijkheid delen door het getal 0,1, krijgen we:

ν(С) : ν(Н) = 1: 1

Laten we het aantal koolstofatomen (of waterstofatomen) nemen als “x”, en vervolgens “x” vermenigvuldigen met de atoommassa’s van koolstof en waterstof en deze som gelijkstellen aan de molecuulmassa van de stof, lossen we de vergelijking op:

12x + x = 78. Dus x = 6. Daarom is de formule van de stof C 6 H 6 - benzeen.

Molair volume van gassen. Wetten van ideale gassen. Volumefractie.

Het molaire volume van een gas is gelijk aan de verhouding tussen het volume van het gas en de hoeveelheid substantie van dit gas, d.w.z.

Vm = V(X)/ ν(x),

waarbij V m het molaire gasvolume is - een constante waarde voor elk gas onder gegeven omstandigheden; V(X) – gasvolume X; ν(x) is de hoeveelheid gassubstantie X. Het molaire volume van gassen onder normale omstandigheden (normale druk pH = 101.325 Pa ≈ 101,3 kPa en temperatuur Tn = 273,15 K ≈ 273 K) is V m = 22,4 l /mol.

Bij berekeningen met gassen is het vaak nodig om van deze omstandigheden over te schakelen naar normale omstandigheden of omgekeerd. In dit geval is het handig om de formule te gebruiken die volgt uit de gecombineerde gaswet van Boyle-Mariotte en Gay-Lussac:

──── = ─── (3)

Waar p druk is; V – volume; T - temperatuur in Kelvin-schaal; de index “n” geeft normale omstandigheden aan.

De samenstelling van gasmengsels wordt vaak uitgedrukt met behulp van de volumefractie: de verhouding van het volume van een bepaalde component tot het totale volume van het systeem, d.w.z.

waarbij φ(X) de volumefractie van component X is; V(X) – volume van component X; V is het volume van het systeem. Volumefractie is een dimensieloze grootheid; deze wordt uitgedrukt in fracties van een eenheid of als percentage.

7. Welke volume neemt bij een temperatuur van 20 o C en een druk van 250 kPa ammoniak op met een gewicht van 51 g?

Gegeven: m(NH3)=51 g; p=250 kPa; t=20ºC.

Vinden: V(NH3) =?

Oplossing: bepaal de hoeveelheid ammoniakstof:

ν(NH 3) = m(NH 3)/ M(NH 3) = 51/17 = 3 mol.

Het volume ammoniak onder normale omstandigheden is:

V(NH 3) = Vm ν(NH 3) = 22,4 3 = 67,2 l.

Met behulp van formule (3) reduceren we het volume ammoniak tot deze omstandigheden [temperatuur T = (273 +20) K = 293 K]:

p n TV n (NH 3) 101,3 293 67,2

V(NH 3) =──────── = ───────── = 29,2 l.

8. Definieer volume, dat onder normale omstandigheden zal worden ingenomen door een gasmengsel dat waterstof bevat, met een gewicht van 1,4 g, en stikstof, met een gewicht van 5,6 g.

Gegeven: m(N2)=5,6 g; m(H2)=1,4; Goed.

Vinden: V(mengsels)=?

Oplossing: vind de hoeveelheden waterstof en stikstofstoffen:

ν(N 2) = m(N 2)/ M(N 2) = 5,6/28 = 0,2 mol

ν(H 2) = m(H 2)/ M(H 2) = 1,4/ 2 = 0,7 mol

Omdat deze gassen onder normale omstandigheden geen interactie met elkaar hebben, zal het volume van het gasmengsel gelijk zijn aan de som van de volumes van de gassen, d.w.z.

V(mengsels)=V(N 2) + V(H 2)=V m ν(N 2) + V m ν(H 2) = 22,4 0,2 + 22,4 0,7 = 20,16 l.

Berekeningen met behulp van chemische vergelijkingen

Berekeningen met behulp van chemische vergelijkingen (stoichiometrische berekeningen) zijn gebaseerd op de wet van behoud van de massa van stoffen. Bij echte chemische processen is de massa van de resulterende producten echter, als gevolg van een onvolledige reactie en verschillende verliezen aan stoffen, vaak kleiner dan die welke zou moeten worden gevormd in overeenstemming met de wet van behoud van de massa van stoffen. De opbrengst aan het reactieproduct (of de massafractie van de opbrengst) is de verhouding, uitgedrukt als percentage, van de massa van het feitelijk verkregen product tot de massa ervan, die moet worden gevormd in overeenstemming met de theoretische berekening, d.w.z.

η = /m(X) (4)

Waarbij η de productopbrengst is,%; mp (X) is de massa van product X verkregen in het echte proces; m(X) – berekende massa van stof X.

Bij die taken waarbij de productopbrengst niet gespecificeerd is, wordt aangenomen dat deze kwantitatief (theoretisch) is, d.w.z. η=100%.

9. Welke massa fosfor moet verbrand worden voor het krijgen fosfor (V) oxide met een gewicht van 7,1 g?

Gegeven: m(P2O5) = 7,1 g.

Vinden: m(P) =?

Oplossing: we schrijven de vergelijking op voor de verbrandingsreactie van fosfor en rangschikken de stoichiometrische coëfficiënten.

4P+ 5O 2 = 2P 2 O 5

Bepaal de hoeveelheid stof P 2 O 5 die de reactie veroorzaakt.

ν(P 2 O 5) = m(P 2 O 5)/ M(P 2 O 5) = 7,1/142 = 0,05 mol.

Uit de reactievergelijking volgt dat ν(P 2 O 5) = 2 ν(P), daarom is de hoeveelheid fosfor die nodig is voor de reactie gelijk aan:

ν(P 2 O 5)= 2 ν(P) = 2 0,05= 0,1 mol.

Vanaf hier vinden we de massa fosfor:

m(P) = ν(P) M(P) = 0,1 31 = 3,1 g.

10. Magnesium met een gewicht van 6 g en zink met een gewicht van 6,5 g werden opgelost in overmaat zoutzuur. Welk volume waterstof, gemeten onder standaardomstandigheden, zal opvallen waarin?

Gegeven: m(Mg)=6g; m(Zn)=6,5 gram; Goed.

Vinden: V(H2) =?

Oplossing: we schrijven de reactievergelijkingen op voor de interactie van magnesium en zink met zoutzuur en rangschikken de stoichiometrische coëfficiënten.

Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2

Mg + 2 HCl = MgCl 2 + H 2

We bepalen de hoeveelheden magnesium- en zinkstoffen die reageerden met zoutzuur.

ν(Mg) = m(Mg)/ М(Mg) = 6/24 = 0,25 mol

ν(Zn) = m(Zn)/ M(Zn) = 6,5/65 = 0,1 mol.

Uit de reactievergelijkingen volgt dat de hoeveelheden metaal- en waterstofstoffen gelijk zijn, d.w.z. v(Mg) = v(H2); ν(Zn) = ν(H 2), we bepalen de hoeveelheid waterstof die ontstaat uit twee reacties:

ν(H 2) = ν(Mg) + ν(Zn) = 0,25 + 0,1 = 0,35 mol.

We berekenen het volume waterstof dat vrijkomt als gevolg van de reactie:

V(H 2) = Vm ν(H 2) = 22,4 0,35 = 7,84 l.

11. Wanneer een volume van 2,8 liter waterstofsulfide (normale omstandigheden) door een overmaat oplossing van koper(II)sulfaat werd geleid, vormde zich een neerslag met een gewicht van 11,4 g. Bepaal de uitgang reactieproduct.

Gegeven: V(H2S)=2,8 l; m(sediment)= 11,4 g; Goed.

Vinden: η =?

Oplossing: we schrijven de vergelijking op voor de reactie tussen waterstofsulfide en koper (II) sulfaat.

H 2 S + CuSO 4 = CuS ↓+ H 2 SO 4

We bepalen de hoeveelheid waterstofsulfide die bij de reactie betrokken is.

ν(H 2 S) = V(H 2 S) / Vm = 2,8/22,4 = 0,125 mol.

Uit de reactievergelijking volgt dat ν(H 2 S) = ν(СuS) = 0,125 mol. Dit betekent dat we de theoretische massa van CuS kunnen vinden.

m(СuS) = ν(СuS) М(СuS) = 0,125 96 = 12 g.

Nu bepalen we de productopbrengst met behulp van formule (4):

η = /m(X)= 11,4 100/ 12 = 95%.

12. Welke gewicht ammoniumchloride wordt gevormd door de interactie van waterstofchloride met een gewicht van 7,3 g met ammoniak met een gewicht van 5,1 g? Welk gas blijft in overschot? Bepaal de massa van het overschot.

Gegeven: m(HCl)=7,3 g; m(NH3)=5,1 g.

Vinden: m(NH4Cl) =? m(overschot) =?

Oplossing: schrijf de reactievergelijking op.

HCl + NH3 = NH4Cl

Deze taak gaat over ‘overschot’ en ‘tekort’. Wij berekenen de hoeveelheden waterstofchloride en ammoniak en bepalen welk gas in overmaat aanwezig is.

v(HCl) = m(HCl)/M(HCl) = 7,3/36,5 = 0,2 mol;

ν(NH 3) = m(NH 3)/ M(NH 3) = 5,1/ 17 = 0,3 mol.

Er is een teveel aan ammoniak, dus we berekenen op basis van het tekort, d.w.z. voor waterstofchloride. Uit de reactievergelijking volgt dat ν(HCl) = ν(NH 4Cl) = 0,2 mol. Bepaal de massa ammoniumchloride.

m(NH 4 Cl) = ν(NH 4 Cl) М(NH 4 Cl) = 0,2 53,5 = 10,7 g.

Wij hebben vastgesteld dat er sprake is van een overmaat aan ammoniak (qua hoeveelheid stof is de overmaat 0,1 mol). Laten we de massa overtollige ammoniak berekenen.

m(NH 3) = ν(NH 3) M(NH 3) = 0,1 17 = 1,7 g.

13. Technisch calciumcarbide met een gewicht van 20 g werd behandeld met overmaat water, waarbij acetyleen werd verkregen, dat, wanneer het door overmaat broomwater werd geleid, 1,1,2,2-tetrabroomethaan vormde met een gewicht van 86,5 g massafractie CaC 2 in technisch hardmetaal.

Gegeven: m = 20 g; m(C2H2Br4) = 86,5 g.

Vinden: ω(CaC 2) =?

Oplossing: we schrijven de vergelijkingen op voor de interactie van calciumcarbide met water en acetyleen met broomwater en rangschikken de stoichiometrische coëfficiënten.

CaC 2 +2 H 2 O = Ca(OH) 2 + C 2 H 2

C 2 H 2 +2 Br 2 = C 2 H 2 Br 4

Zoek de hoeveelheid tetrabroomethaan.

ν(C 2 H 2 Br 4) = m(C 2 H 2 Br 4)/ M(C 2 H 2 Br 4) = 86,5/ 346 = 0,25 mol.

Uit de reactievergelijkingen volgt dat ν(C 2 H 2 Br 4) = ν(C 2 H 2) = ν(CaC 2) = 0,25 mol. Vanaf hier kunnen we de massa zuiver calciumcarbide (zonder onzuiverheden) vinden.

m(CaC 2) = ν(CaC 2) M(CaC 2) = 0,25 64 = 16 g.

We bepalen de massafractie van CaC 2 in technisch carbide.

ω(CaC 2) =m(CaC 2)/m = 16/20 = 0,8 = 80%.

Oplossingen. Massafractie van de oplossingscomponent

14. Zwavel met een gewicht van 1,8 g werd opgelost in benzeen met een volume van 170 ml. De dichtheid van benzeen is 0,88 g/ml. Definiëren massafractie zwavel in oplossing.

Gegeven: V(C6H6) = 170 ml; m(S) = 1,8 g; ρ(C6C6) = 0,88 g/ml.

Vinden: ω(S) =?

Oplossing: om de massafractie van zwavel in een oplossing te vinden, is het noodzakelijk om de massa van de oplossing te berekenen. Bepaal de massa van benzeen.

m(C 6 C 6) = ρ(C 6 C 6) V(C 6 H 6) = 0,88 170 = 149,6 g.

Bereken de totale massa van de oplossing.

m(oplossing) = m(C 6 C 6) + m(S) = 149,6 + 1,8 = 151,4 g.

Laten we de massafractie van zwavel berekenen.

ω(S) =m(S)/m=1,8 /151,4 = 0,0119 = 1,19%.

15. IJzersulfaat FeS04.7H2O met een gewicht van 3,5 g werd opgelost in water met een gewicht van 40 g massafractie ijzer (II) sulfaat in de resulterende oplossing.

Gegeven: m(H20)=40 g; m(FeSO 4 7H 2 O) = 3,5 g.

Vinden: ω(FeSO4) =?

Oplossing: zoek de massa FeSO 4 in FeSO 4 7H 2 O. Bereken hiervoor de hoeveelheid van de stof FeSO 4 7H 2 O.

ν(FeSO 4 7H 2 O)=m(FeSO 4 7H 2 O)/M(FeSO 4 7H 2 O)=3,5/278=0,0125 mol

Uit de formule van ijzersulfaat volgt dat ν(FeSO 4) = ν(FeSO 4 7H 2 O) = 0,0125 mol. Laten we de massa van FeSO 4 berekenen:

m(FeSO 4) = ν(FeSO 4) M(FeSO 4) = 0,0125 152 = 1,91 g.

Aangezien de massa van de oplossing bestaat uit de massa ijzersulfaat (3,5 g) en de massa water (40 g), berekenen we de massafractie ijzersulfaat in de oplossing.

ω(FeSO 4) =m(FeSO 4)/m=1,91 /43,5 = 0,044 =4,4%.

Problemen om zelfstandig op te lossen

1. 50 g methyljodide in hexaan werd blootgesteld aan metallisch natrium en er kwam 1,12 liter gas vrij, gemeten onder normale omstandigheden. Bepaal de massafractie van methyljodide in de oplossing. Antwoord: 28,4%.
2. Een deel van de alcohol werd geoxideerd om een ​​monocarbonzuur te vormen. Wanneer 13,2 g van dit zuur werd verbrand, werd kooldioxide verkregen, waarvan de volledige neutralisatie 192 ml KOH-oplossing met een massafractie van 28% vereiste. De dichtheid van de KOH-oplossing is 1,25 g/ml. Bepaal de formule van alcohol. Antwoord: butanol.
3. Het gas verkregen door 9,52 g koper te laten reageren met 50 ml van een 81% salpeterzuuroplossing met een dichtheid van 1,45 g/ml werd door 150 ml van een 20% NaOH-oplossing met een dichtheid van 1,22 g/ml geleid. Bepaal de massafracties van opgeloste stoffen. Antwoord: 12,5% NaOH; 6,48% NaN03; 5,26% NaNO2.
4. Bepaal het volume van de gassen die vrijkomen tijdens de explosie van 10 g nitroglycerine. Antwoord: 7,15 liter.
5. Een monster organisch materiaal met een gewicht van 4,3 g werd verbrand in zuurstof. De reactieproducten zijn koolmonoxide (IV) met een volume van 6,72 l (normale omstandigheden) en water met een massa van 6,3 g. De dampdichtheid van de uitgangsstof ten opzichte van waterstof is 43. Bepaal de formule van de stof. Antwoord: C 6 H 14.