Zad.1.Obliczyć zawartość wody krystalizacyjnej w 500g kamienia gipsowego CaSO4•2H2O.Odp: 104,6g
M CaSO4*2H2O = 40+32+4*16+2*18 = 172 g/mol
M 2H2O = 2*18 =36 g/mol
172 g CaSO4*2H2O - 36 g H2O
500 g CaSO4*2H2O - x H2O
x = 104,6g
Zad.2. Obliczyć w procentach zawartość tlenków w składniku gliny - kaolinicie o wzorze chemicznym Al2O3•2SiO2•2H2O. Odp.: Al2O3 - 39,5%; SiO2 - 46,5%; H2O-14%.
MAl2O3•2SiO2•2H2O = 2*27+3*16 + 2*28+4*16 + 2*18 = 258 g/mol
MAl2O3= 102 g/mol
M2SiO2= 120 g/mol
M2H2O = 36 g/mol
% Al2O3 258 g - 100% 102 g - x x = 39,5% |
% SiO2 258 g - 100% 120 g - x x = 46,5% |
% H2O 100% - 39,5% - 46,5% = 14% |
Zad.3. Ile dm3 wody należy dodać, aby gaszenie (uwadnianie) 100kg wapna palonego przebiegało w sposób stechiometryczny. Dla uproszczenia należy pominąć wodę traconą przez odparowanie na skutek egzotermiczności procesu.Odp.: V=32dm3.
M CaO = 40+16 = 56 g/mol (mg/mol, kg/mol, t/mol)
M H2O = 18 g/mol
CaO + H2O → Ca(OH)2 56 kg CaO - 18 kg H2O 100 kg CaO - x H2O x = 32,14 = 32kg |
dH2O=1g/cm3=1 kg/dm3 d=m/V V=m/d = 32kg/1kg/dm3 = 32 dm3 |
Zad.4.Obliczyć, ile wapna palonego i jaką objętość dwutlenku węgla (w warunkach p = 1atm, t=23°C) otrzyma się z wypalenia jednej tony wapienia, zakładając że z powodu zanieczyszczeń surowca oraz niecałkowitego rozkładu CaCO3 wydajność procesu wyniesie 80%. Odp.: VCO2=194,1 m3; mwap.pal.=448,4kg
M CaCO3=40+12+3*16=100g/mol
M CaO = 40+16 = 56 g/mol
m CaO CaCO3 → CaO + CO2 100 t CaCO3 - 56 t CaO 1 t CaCO3 - x CaO x = 0,56 t = 560 kg (przy wydajności 100%) |
V CO2 pV = nRT V=nRT/p T=230C + 273= 296K p = 1atm = 1013hPa R= 83,1 hPa*dm3/mol*K nCO2=nCaO=m/M=560*10-3g/56g/mol = 10*10-3moli
V=10*10-3moli *83,1hPa*dm3/mol*K* 296K/1013 hPa = 242,8 *10-3 dm3 |
(przy wydajności 80%) 560 kg CaO - 100% x - 80% x = 448 kg CaO
|
(przy wydajności 80%) 242,8 *10-3 dm3 CO2 - 100% x - 80% x = 194,2*10-3dm3 = 194,2 m3 CO2 |
Zad.5. Który ze związków jest bogatszy w żelazo — syderyt FeCO3 czy piryt FeS2?
Odp.: FeCO3- 48,19%Fe; FeS2- 46,53%Fe. Bogatszy w Fe jest syderyt.
FeCO3 MFeCO3= 56+12+3*16= 116 g/mol MFe= 56 g/mol 116 g - 100% 56 g - x x = 48,2% Fe Bogatszy w Fe jest syderyt. |
FeS2 MFeCO3= 56+2*32= 120 g/mol MFe= 56 g/mol 120 g - 100% 56 g - x x = 46,6% Fe
|
Zad.6. Podać skład procentowy ortoklazu w przeliczeniu na tlenki. Wzór ortoklazu
K2Al2Si6O16.
K2Al2Si6O16 = K2O•Al2O3•6SiO2. Odp.: K2O-16,92%; Al2O3-18,32%; SiO2-64,76%.
MK2O•Al2O3•6SiO2=39*2+16+2*27+3*16+ 6*28+12*16 = 556 g/mol
MK2O= 94 g/mol
M Al2O3= 102 g/mol
M6SiO2 = 360 g/mol
% K2O 556 g - 100% 94 g - x x = 16,9% |
% Al2O3 556 g - 100% 102 g - x x = 18,3% |
% SiO2 100% - 16,9% - 18,3% = 64,8% |
Zad.7. Ile gramów uwodnionego siarczanu cynku ZnS04•6H2O można otrzymać przez rozpuszczenie w kwasie siarkowym 130,7 g cynku? Odp.: m=539 g.
M ZnS04•6H2O = 65+32+4*16+6*18 = 269 g/mol
Zn + H2SO4 → ZnS04 + H2
65 g Zn - 269 g ZnS04•6H2O
130,7 g Zn - x
x = 540,8 g ZnS04•6H2O
Zad.8. Ile litrów tlenu zużywa się podczas spalania jednego litra a) etanu C2H6, b) etylenu C2H4, c) acetylenu C2H2? Odp.: a) 3,5 dm3; b) 3,0 dm3; c) 2,5 dm3.
1 litr = 1 dm3 (założenie: warunki normalne p=1013hPa i T=00C=273K obj gazu 22,4 dm3/mol)
2C2H6 + 7O2 → 4C02 + 6H2O 2*22,4dm3 - 7*22,4dm3 1 dm3 - x x = 3,5 dm3 |
C2H4 + 3O2 → 2C02 + 2H2O 22,4dm3 - 3*22,4dm3 1 dm3 - x x = 3 dm3 |
2C2H2 + 5O2 → 4C02 + 2H2O 2*22,4dm3 - 5*22,4dm3 1 dm3 - x x = 2,5 dm3 |
|
Zad.9. Przez wyprażenie 50 g wapienia otrzymano 20 g dwutlenku węgla. Jaka jest procentowa zawartość węglanu wapniowego w tym wapieniu? Odp.: 91%
M CaCO3=40+12+3*16=100 g/mol
M CO2 = 12+2*16 =44 g/mol
CaCO3 → CaO + CO2 100 g CaCO3 - 44 g CO2 x - 20 g CO2 x = 45,5 g CaCO3 |
50 g CaCO3 - 100% 45,5 g CaCO3 - x x = 91% |
Zad.10. Reakcja syntezy amoniaku z wodoru i azotu w warunkach przemysłowych przebiega
z 25%-ową wydajnością. Obliczyć, ile dm3 azotu wzięto do reakcji, jeżeli otrzymano 100dm3
amoniaku (warunki normalne). Odp.: VN2=200dm3.
N2 + 3 H2→ 2NH3 22,4dm3 - 2*22,4dm3 x - 100 dm3 x = 50 dm3 (przy wydajności 25%) |
50 dm3 N2 - 25% x - 100% x = 200 dm3 (przy wydajności 100%) |
………………………………………………………………....
Zad.11. Stężenie jonów wodorotlenowych w roztworze jest równe 2•10-3 gramojonu/dm3.Jakie jest pH roztworu? Odp.: pH=11,3.
[OH-]=2*10-3
pOH= -log[OH-] = -log 2*10-3 = 2,7
pH + pOH = 14
pH = 14 - pOH = 14 - 2,7 = 11,3
Zad.12. W roztworze mocnego kwasu stężenie jonów wodorowych wynosi 3•10 -2
gramojonu/dm3. Jak zmieni się pH tego roztworu po rozcieńczeniu go wodą a) dwukrotnie, b) pięciokrotnie? Odp.: a) pH=1,82; b) pH=2,22.
[H+]=3*10-2
pH= -log[H+] = -log 3*10-2 = -log 0,03 = 1,52
a) [H+]=3*10-2/2 = 1,5*10-2 pH= -log0,015 =1,82 |
b) [H+]=3*10-2/5 = 0,6*10-2 pH= -log 0,006 = 2,22 |
(pomoc) C1 * V1 = C2 * V2 V2 = 2*V1 3*10-2 * V1 = C2 * 2*V1 C2 = 3*10-2 * V1/2*V1 C2 = 3*10-2 * / 2 = 1,5*10-2
|
(pomoc) C1 * V1 = C2 * V2 V2 = 5*V1 3*10-2 * V1 = C2 * 52*V1 C2 = 3*10-2 * V1/5*V1 C2 = 3*10-2 * / 5 = 0,6*10-2 |
Zad.13. Zmieszano 100 cm3 roztworu mocnego kwasu o pH = 1,4 i 100 cm3 roztworu tego kwasu o pH = 2,7. Obliczyć pH otrzymanego roztworu. Odp.: pH=1,68.
V1 = 100 cm3 = 0,1 dm3
V2 = 100 cm3 = 0,1 dm3
V3 = V1 + V2 = 0,2 dm3
pH1= 1,4
C1 = [H+]1 = 10-pH = 10-1,4 = 0,0398 = 3,98*10-2 = 4*10-2 mol/dm3
pH2 = 2,7
C2 = [H+]2 = 10-pH = 10-2,7 = 0,00199 = 2*10-3 mol/dm3
C1 * V1 + C2 * V2 = C3 * V3
4*10-2 * 0,1 + 2*10-3 * 0,1 = C3 * 0,2
0,004 + 0,0002 = C3 * 0,2
C3 = 0,0042 / 0,2 = 0,021 = 2,1*10-2 mol/dm3
pH3 = -log 2,1*10-2 = 1,68
Zad.14. Do jakiej objętości należy rozcieńczyć 100 cm3 0,1 m roztworu HCl, aby pH roztworu wzrosło o dwie jednostki? Odp.: V=10 dm3.
V1 = 100 cm3 = 0,1 dm3
C1 = [H+]1 = 0,1 mol/dm3
pH1 = -log 0,1 = 1
pH2 = 1 + 2 = 3
C2 = [H+]2 = 10-pH = 10-3 = 0,001 mol/dm3
C1 * V1 = C2 * V2
0,1 * 0,1 = 0,001 * V2
V2 = 10 dm3
Zad.15. Jednozasadowy kwas jest w roztworze wodnym o pH = 3 zdysocjowany w 46%-ach.
Obliczyć pKa tego kwasu. Odp.: pKa=3,06.
α = 45% = 0,45
pH = 3
C0 = [H+] = 10-pH = 10-3 = 0,001 mol/dm3
Ka = α2 * C0
Ka = (0,45)2 * 0,001 = 0,0002 = 2*10-4
pKa = - log Ka = - log 2*10-4 = 3,69
Zad.16. Obliczyć stężenie jonów wodorowych w
10-1 m roztworze słabego kwasu, którego stała dysocjacji wynosi 10-4,2. Odp.: [H+]=0,0025 gramojonu/dm3.
C0 = 0,1 mol/dm3
Ka = 10-4,2
HR → H+ + R-
Ka = [H+] * [R-]/[HR]
[H+] = [R-]
[HR] = C0 = 0,1
Ka = [H+] 2/C0
10-4,2 = [H+] 2/ 0,1
[H+]2= 0,00006 * 0,1 = 0,000006 = 6 * 10-6
[H+] = pierwiastek z 6 * 10-6
[H+] = 0,0025
Zad.17. Obliczyć stężenie jonów wodorowych i pH w roztworze kwasu mrówkowego o stężeniu 10-3 mol/dm3. Stała dysocjacji kwasu mrówkowego wynosi 1,6•10-4.Odp [H+]=0,0004 gramojonu/dm3; pH=3,4.
C0 = 10-3 mol/dm3
Ka = 1,6 * 10-4
Ka = [H+] 2/C0
1,6 * 10-4 = [H+] 2/ 10-3
[H+]2= 1,6 * 10-4 * 10-3 = 1,6 * 10-7
[H+] = pierwiastek z 1,6 * 10-7
[H+] = 0,0004 = 4 * 10 -4
pH= -log[H+] = -log 4 * 10 -4 = 3,4
Jaka jest czystość wapienia jeżeli po wyprażeniu próbki o masie 2,567 g otrzymano 546 cm3 dwutlenku węgla
M CaCO3=40+12+3*16=100g/mol
CaCO3 → CaO + CO2
100 g CaCO3 - 22,4 dm3 CO2
x CaCO3 - 0,546 dm3
x = 2,437 g
2,567 g - 100%
2,437 g - x
x = (2,437 g / 2,567 g )*100% = 94,95%