Sprawozdanie nr 6

Data: 07.03.2014r.

Ćwiczenia rachunkowe:

Dostałam do obliczenia 8 zadań z działu stechiometria oraz po dwa wybrane przeze mnie zadania z działów: sporządzanie roztworów, rozcieńczanie roztworów, zatężanie roztworów oraz iloczyn rozpuszczalności, w sumie mam do obliczenia 18 zadań.

Sporządzanie roztworów:

Zadanie nr 1:

Odważkę węglanu sodu o masie 2 g umieszczono w kolbie miarowej i dopełniono wodą do 100 cm³. Oblicz stężenie molowe uzyskanego roztworu.

Na₂CO₃ – węglan sodu

Dane: Szukane:

m_r = 2 g C_m = ?

V = 100 cm³ = 0,1 dm³

Wzory:

C_m = $\frac{n}{V}$ , n = $\frac{\text{ms}}{M}$

Obliczenia:

M_Na2CO3= 23⋅2 + 12 + 16⋅3 = 46 + 12 + 48 = 106 g/mol

n = $\frac{2\ g}{106\ g/mol}$ = 0,019 mol

C_m = $\frac{0,019\ mol}{0,1\ \text{dm}^{3}}$ = 0,19 mol/dm³

Zadanie nr 2:

Ile gramów węglanu potasu należy odważyć w celu przygotowania 1125 g 6,5-procentowego roztworu tej soli?

K₂CO₃ – węglan potasu

Dane: Szukane:

Cp = 6,5% m_s = ?

m_r = 1125 g

Wzory:

Cp = $\frac{m_{s}}{m_{r}}$ ⋅ 100% ⇒ m_s = $\frac{\text{Cp}m_{r}}{100\%}$

Obliczenia:

m_s = $\frac{6,5\%\ 1125g}{100\%}$ = 73,125 g

Rozcieńczanie roztworów:

Zadanie nr 5:

Obliczyć objętość wody i stężonego kwasu solnego (36%, gęstość 1,18 g/cm³) jakie należy zmieszać aby otrzymać 0,5 dm³ 10-procentowego roztworu o gęstości 1,05 g/cm³.

HCl – kwas solny

Dane: Szukane:

Cp₁ = 36% V_{HCl 36%} = ?

d₁ = 1,18 g/cm³ V_H2O= ?

Cp₂ = 10%

d₂ = 1,05 g/cm³

V₂ = 0,5 dm³ = 500 cm³

Wzory:

d =$\frac{m_{r}}{\text{Vr}}$ , m_r = d⋅V , m_s = $\frac{\text{Cp}m_{r}}{100\%}$ , V = $\frac{m_{r}}{d}$

Obliczenia:

m_r = 1,05 g/cm³⋅500 cm³ = 525 g

m_s = $\frac{10\%\ \ 525g}{100\%}$ = 52,5g

m_r = $\frac{52,5g}{36\%}$ ⋅ 100% = 145,83 g

V = $\frac{145,83g}{1,18\ g/\text{cm}^{3}}$ = 123,58 cm³

V_H2O = 500-123,58 = 376,42 cm³

Zadanie nr 6:

Do 60 g 12-procentowego roztworu dodano 20 g wody. Oblicz stężenie procentowe otrzymanego roztworu.

Dane: Szukane:

m_r1 = 60 g Cp = ?

Cp₁ = 12%

m_H2O = 20 g

m_r2 = m_r1 + m_H2O = 80 g

Wzory:

Cp = $\frac{m_{s}}{m_{r}}$ ⋅ 100% ⇒ m_s = $\frac{\text{Cp}m_{r}}{100\%}$

Obliczenia:

m_s = $\frac{12\% 60g}{100\%}$ = 7,2 g

Cp₂ = $\frac{7,2g}{80g}$ ⋅ 100% = 9%

Zatężanie roztworów:

Zadanie nr 9:

Ile wody należy odparować ze 150 g 20-procentowego roztworu, alby otrzymać roztwór 28%.

Dane: Szukane:

m_r1 = 150 g m_H2O = ?

Cp₁ = 20%

Cp₂ = 28%

Wzory:

Cp = $\frac{m_{s}}{m_{r}}$ ⋅ 100% ⇒ m_s = $\frac{\text{Cp}m_{r}}{100\%}$ , m_r = $\frac{m_{s}100\%}{\text{Cp}}$

Obliczenia:

m_s = $\frac{20\% 150g}{100\%}$ = 30 g

m_s1 = m_s2

m_H2O = m_s1 - m_s2 = 150g – 30g = 120 g

m_r2 = $\frac{30g100\%}{28\%}$ = 107 g

m_H2O2 = m_r2 - m_s2 = 107g – 30g = 77 g

m_H2O = m_H2O - m_H2O2 = 120g - 77g = 43 g

Zadanie nr 11:

Oblicz stężenie molowe roztworu otrzymanego przez dodanie 10 g NaOH do 0,25 dm³ roztworu o stężeniu 0,5 mol/dm³.

Dane: Szukane:

m_s = 10 g C_m2 = ?

V₁ = 0,25 dm³

C_m1 = 0,5 mol/dm³

Wzory:

C_m = $\frac{n}{V}$ ⇒ n = C_m⋅V

Obliczenia:

n₁ = 0,5 mol/dm³⋅0,25 dm³ = 0,125 mol

M_NaOH = 23+16+1 = 40 g/mol

40 g NaOH – 1 mol

10 g NaOH – x mol

x = $\frac{10g1mol}{40g}$ = 0,25 mol

n₂ = n₁ + n_10g ⇒ n₂ = 0,125 mol + 0,25 mol = 0,375 mol

C_m = $\frac{0,375mol}{0,25\text{dm}^{3}}$ = 1,5 mol/dm³

Mieszanie roztworów:

Zadanie nr 12:

Zmieszano po 50 cm³ dwóch roztworów kwasu solnego o stężeniu 0,2 mol/dm³ oraz 0,5 mol/dm³. Oblicz stężenie roztworu uzyskane po zmieszaniu.

HCl – kwas solny

Dane: Szukane:

Cm₁ = 0,2 mol/dm³ C = ?

Cm₂ = 0,5 mol/dm³

V₁=V₂= 50 cm³ = 0,05 dm³

Obliczenia:

0,2 0,5-C

\ /

C

/ \

0,5 C-0,2

$\frac{V_{1}}{V_{2}}$ = $\frac{0,5 - C}{C - 0,2}$

V₁(C-0,2) = V­₂(0,5-C)

0,05⋅C – 0,01 = 0,025 – 0,05⋅C

0,05⋅C + 0,05⋅C = 0,025 + 0,01

C = 0,35 mol/dm³

Zadanie nr 14:

Ile gramów 5% roztworu soli należy dodać do 200 g 20-procentowego roztworu tej soli, aby otrzymać roztwór 12-procentowy.

Dane: Szukane:

Cp₁ = 5% m_r1 = ?

m_r2 = 200g

Cp₂ = 20%

Cp₃ = 12%

Obliczenia:

5% 8%

\ /

12%

/ \

20% 7%

$\frac{m_{r_{1}}}{m_{r_{2}}}$ = $\frac{8}{7}$

m_r1 = $\frac{8m_{r_{2}}}{7}$ = $\frac{8200g}{7}$ = 228,57 g

Stechiometria:

Zadanie nr 15:

Produktami spalania pirytu (FeS₂) są tlenek żelaza (III) oraz tlenek siarki (IV). Oblicz masę pirytu niezbędną do otrzymania 50 cm³ tlenku siarki (IV).

2FeS₂ + O₂ = Fe₂O₃ + 4SO₂

Dane: Szukane:

V_SO2 = 50 cm³ = 0,05 dm³ m_FeS2 = ?

Obliczenia:

4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂

M_FeS2 = 56 + 2⋅36 = 120 g/mol ⇒ 4⋅120 = 480 g/mol

V_SO2 = 8⋅22,4 dm³

$\frac{x}{120g}$ = $\frac{0,05\ \text{dm}^{3}}{179,2\text{dm}^{3}}$

x = $\frac{480g0,05\text{dm}^{3}}{179,2\text{dm}^{3}}$ = 0,13 g

Zadanie nr 16:

Ile cm³ wodoru wydzieli się podczas reakcji 5 g magnezu z kwasem solnym?

5g xdm³

Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂ ↑

24g 22,4dm³

$\frac{5g}{24g}$ = $\frac{x}{22,4\text{dm}^{3}}$

x = $\frac{5g22,4\text{dm}^{3}}{24g}$ = 4,(6) dm³

Zadanie nr 17:

Oblicz masę węglanu sodu w probówce jeżeli do zobojętnienia zużyto 15 cm³kwasu solnego o stężeniu 0,2 mol/dm³.

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl₃ + H₂CO₃

Dane: Szukane:

V = 15 cm³ = 0,015 dm³ m_Na2CO3 = ?

C_m = 0,2 mol/dm³

Wzory:

Cm = $\frac{n}{V}$ ⇒ n = Cm⋅V ,

Obliczenia:

n = 0,015 dm³⋅0,2 mol/dm³ = 0,003 mol

M_Na2CO3 = 23⋅2 + 12 + 16⋅3 = 106 g/mol

m_Na2CO3 = $\frac{106g/mol\ \ 0,003mol}{2mol}$ = 0,159g

Zadanie nr 18:

Ile gramów siarczku rtęci (II) powstanie w wyniku reakcji 5 g siarki i 7 g rtęci?

Hg + S = HgS

Dane: Szukane:

m_s1 = 5 g m_HgS = ?

m_s2 = 7 g

Hg + S = HgS

(x) 7g 5g y g

201 g 32g 233g

Obliczenia:

x – 5 g 7 g – y

201 g – 32 g 201 g – 233 g

32x = 1005 g y = 8,11 g

x = 31,4 g m_HgS = 8,11 g

Zadanie nr 20:

Oblicz stężenie molowe roztworu wodorotlenku sodu, jeżeli do zobojętnienia 100 cm³ zużyto 200 cm³ 0,15-molowego kwasu solnego.

NaOH + HCl = NaCl + H₂O

Dane: Szukane:

V₁ = 100 cm³ = 0,1 dm³ Cm₁ = ?

V₂ = 200 cm³ = 0,2 dm³

Cm₂ = 0,15 mol/dm³

Wzory:

Cm = $\frac{n}{V}$ ⇒ n = Cm⋅V

Obliczenia:

n_HCl = 0,15 mol/dm³⋅0,2 dm³ = 0,03 mol

1 mol NaOH - 1 mol HCl

x mol NaOH - 0,03 mol HCl

x = 0,03 mol

Cm₁ = $\frac{0,03\ mol}{0,2\ \text{dm}^{3}}$ = 0,15 mol/dm³

Zadanie nr 21:

Oblicz stężenie procentowe roztworu kwasu siarkowego (VI), jeżeli ze 100 g tego roztworu może maksymalnie przereagować 5,71 g żelaza.

Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂
Dane: Szukane:

m_H2SO4 = 100 g Cp = ?

m_Fe = 5,71 g

Wzory:

Cp = $\frac{m_{s}}{m_{r}}$ ⋅ 100%

Obliczenia:

M_Fe = 56 g/mol

M_H2SO4 = 1⋅2 + 32+ 16⋅4 = 98 g/mol

56 g/mol Fe - 98 g/mol H₂SO₄

5,71 g Fe - x g H₂SO₄

x = $\frac{5,71g\ \ 98g/mol}{56g/mol}$ = 10 g

ms = 10 g

mr = 100 g

Cp = $\frac{10g}{100g}$ ⋅ 100% = 10%

Zadanie nr 22:

W wyniku katalitycznego rozkładu 30 g nadtlenku wodoru otrzymano 988 cm³ tlenu (warunki normalne). Oblicz stężenie procentowe roztworu.

2H_2­O₂ = 2H₂O + O₂

Dane: Szukane:

m_H2O2 = 30 g Cp = ?

V_O2 = 988 cm³ = 0,988 dm³

Wzory:

Cp = $\frac{m_{s}}{m_{r}}$ ⋅ 100%

Obliczenia:

M_H2O2 = 2⋅1 + 16⋅2 = 34 g/mol ⇒ 2⋅34 = 68 g/mol

68 g H₂O₂ - 22,4 dm³ O₂

x g H₂O₂ - 0,988 dm³

x = $\frac{68g\ \ 0,988\text{dm}^{3}}{22,4\text{dm}^{3}}$ = 3 g

ms = 3 g

mr = 30 g

Cp = $\frac{3g}{30g}$ ⋅ 100% = 10%

Zadanie nr 23:

Oblicz objętość tlenku węgla (IV) (warunki normalne) niezbędną do zobojętnienia 300 cm³

0,01-molowego roztworu wodorotlenku wapnia.

Ca(OH)₂ + CO = CaCo₃ + H₂O

Dane: Szukane:

V_r = 300 cm³ = 0,3 dm³ V_CO = ?

Cm = 0,01 mol/dm³

Wzory:

Cm = $\frac{n}{V_{r}}$ ⇒ n = Cm⋅V_r

n = 0,01 mol/dm³⋅0,3 dm³ = 0,003 mol

1 mol Ca(OH)₂ - 22,4 dm³ CO

0,003 mol Ca(OH)₂ - x dm³ CO

x = $\frac{22,4\text{dm}^{3}0,003mol}{1mol}$ = 0.0672 dm³ = 67,2 cm³

Iloczyn rozpuszczalności:

Zadanie nr 26:

Oblicz ile gramów jonów jodkowych znajduje się w 100 cm³ nasyconego roztworu jodku bizmutu (III), jeżeli jego iloczyn rozpuszczalności wynosi 1⋅10^-6.

R R 3R

BiI₃ = Bi³⁺ + 3I^-

I = [Bi³⁺][I^-]³ = R⋅27R³ = 27R⁴

R = $\sqrt{\frac{110^{- 6}}{27}}$ = 0,014 mol/dm³

m_I = M_I ⋅ V ⋅ 3R = 127⋅22,4⋅3⋅0,014 = 119,48 g

Zadanie nr 27:

Oblicz rozpuszczalność AgCl, AgBr oraz AgI, jeżeli iloczyny rozpuszczalności wynoszą I_rAgCl = 1,58⋅10^-10, I_rAgBr = 5,01⋅10^-13, I_rAgI = 7,94⋅10^-17.

1. R R R

AgCl = Ag⁺ + Cl^- I_r = 1,58⋅10^-10

I_r = [Ag⁺][Cl^-] = R⋅R = R²

(Ag) 1 - 1

R - x

(Cl) 1 - 1

R - y

R = $\sqrt{I_{r}}$ = 1,25⋅10⁻⁵ mol/dm³

1. R R R

AgBr = Ag⁺ + Br^- I_r = = 5,01⋅10^-13

I_r = [Ag⁺][Cl^-] = R⋅R = R²

(Ag) 1 - 1

R - x

(Br) 1 - 1

R - y

R = $\sqrt{I_{r}}$ = 2,24⋅10^-5

1. R R R

AgI = Ag⁺ + I^- I_r = 7,08⋅10^-7

I_r = [Ag⁺][I^-] = R⋅R = R²

(Ag) 1 - 1

R - x

(I) 1 - 1

R - y

R = $\sqrt{I_{r}}$ = 8,91⋅10^-9