ÿþC h e m i a N i e o r g a n i c z n a - Z a d a n i a i p r o b l e m y
B u d o w a a t o m u , u k Ba d o k r e s o w y p i e r w i a s t k ó w
N a t u r a l n y a z o t s k Ba d a s i z i z o t o p ó w N - 1 4 ; N - 1 5 , a n a t u r a l n y t l e n z O - 1 6 ; O - 1 7 i O - 1 8 . I l e r ó |n y c h
p o s t a c i c z s t e c z e k z a w i e r a N O 2 ?
O d p .
W t a k i m p r z y p a d k u k a |d y i z o t o p a z o t u m a m o |l i w o [ Bc z e n i a s i z k a |d y m i z o t o p e m t l e n u .
M o |n a w y r ó |n i n a s t p u j c e k o m b i n a c j e :
N - 1 4 + O - 1 6 + O - 1 6 ;
N - 1 4 + O - 1 6 + O - 1 7 ;
N - 1 4 + O - 1 6 + O - 1 8 ;
N - 1 4 + O - 1 7 + O 1 7 ;
N - 1 4 + O - 1 7 + O 1 8 ;
N - 1 4 + O - 1 8 + O 1 8 .
D o k Ba d n i e t a s a m a k o m b i n a c j a w p r z y p a d k u i z o t o p u N - 1 5 d a w s u m i e 1 2 r ó |n y c h t l e n k ó w
a z o t u ( I V )
O b l i c z y m a s a t o m o w p i e r w i a s t k a s t a n o w i c e g o m i e s z a n i n d w ó c h i z o t o p ó w o l i c z b a c h
m a s o w y c h 6 9 ( 6 0 , 2 % ) i 7 1 ( 3 9 , 8 % ) . O d s z u k a t e n P i e r w i a s t e k w u k Ba d z i e o k r e s o w y m .
O d p .
M a s a a t o m o w a j e s t [r e d n i w a |o n m a s j e g o i z o t o p ó w . Zr e d n i a w a |o n a , w p r z e c i w i e Ds t w i e d o
[r e d n i e j m a t e m a t y c z n e j u w z g l d n i a i l o [c i p o s z c z e g ó l n y c h i z o t o p ó w . N p . g d y m a m y 2 k u l k i , j e d n a
w a |y 1 g , a d r u g a 2 g , t o [r e d n i a m a s a w y n o s i 1 , 5 g . A l e g d y j e s t 1 0 k u l e k , k a |d a o m a s i e 1 g i 2 0
k u l e k , k a |d a o m a s i e 2 g , t o [r e d n i a m a s a k u l k i w y n o s i ( 1 0 x 1 + 2 0 x 2 ) / 3 0 = 1 , 6 7 g i j e s t t o [r e d n i a
w a |o n a .
Z d e f i n i c j i p r o c e n t a : s t |e n i e p r o c e n t o w e o k r e [l a j a k a i l o [ s u b s t a n c j i p r z y p a d a n a 1 0 0 g c a Bo [c i
( p r o c e n t - n a 1 0 0 ) . C z y l i r o z t w ó r x % o z n a c z a , |e w 1 0 0 g r o z t w o r u z n a j d u j e s i x g s u b s t a n c j i . N a
1 0 0 a t o m ó w p r z y p a d a 6 0 , 2 a t o m u o m a s i e 6 9 , o r a z 3 9 , 8 a t o m u o m a s i e 7 1 . Zr e d n i a w a |o n a , c z y l i
m a s a a t o m o w a . W u k Ba d z i e o k r e s o w y m z n a j d u j e m y , |e
p i e r w i a s t k i e m o m a s i e a t o m o w e j 6 9 , 8 u j e s t g a l ( G a ) .
Z a d a n i e 1
K t ó r e p i e r w i a s t k i t w o r z w o d o r k i t y p u E H 3 , a i c h a t o m y m a j t r z y p o w Bo k i ?
O d p .
B a r d z o u |y t e c z n i n f o r m a c j n a t e m a t w a r t o [c i o w o [c i p i e r w i a s t k ó w m o |n a w y w n i o s k o w a z i c h
p o Bo |e n i a w u k Ba d z i e o k r e s o w y m p i e r w i a s t k ó w . I s t n i e j e p o j c i e m a k s y m a l n e j w a r t o [c i o w o [c i
w z g l d e m t l e n u , o r a z w a r t o [c i o w o [c i w z g l d e m w o d r u . T a o s t a t n i a w a r t o [c i o w o [ n o s i t e | n a z w
w i z a l n o [c i n o r m a l n e j ( p o j c i e b a r d z o u |y t e c z n e w c h e m i i o r g a n i c z n e j ) .
W a r t o [c i o w o [ w z g l d e m t l e n u w u k Ba d z i e o k r e s o w y m r ó w n a j e s t n r g r u p y , d l a g r u p o d 1 d o 7 o r a z d l a g r u p
o d 1 2 d o 1 7 r ó w n a j e s t n r g r u p y p o m n i e j s z o n e j o 1 0 .
W a r t o [c i o w o [ w z g l d e m w o d o r u o z n a c z a i l o [ e l e k t r o n ó w j a k a t o m m u s i o d d a / p o b r a b y a t o m u z y s k a B
k o n f i g u r a c j e n a j b l i |s z e g o g a z u s z l a c h e t n e g o . C h o c i a | p o j c i a t e t y c z s i p i e r w i a s t k ó w g r u p g Bó w n y c h , t o
p o j c i e m a k s y m a l n e j w a r t o [c i o w o [c i w z g l d e m t l e n u s p r a w d z a s i r ó w n i e | d l a p i e r w i a s t k ó w g r u p
p o b o c z n y c h :
n r g r u p y 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7
I A I I A I I I A I V A V A V I A V I I A
m a k s . w a r t o [c i o w o [ w z g l d e m t l e n u 1 2 3 4 5 6 7
w a r t o [c i o w o [ w z g l d e m w o d o r u 1 2 3 4 3 2 1
Z t a b e l k i w i d a , |e w o d o r k i t y p u E H 3 t w o r z p i e r w i a s t k i g r u p y 1 3 i 1 5 . J e [l i a t o m y m a j t r z y p o w Bo k i
e l e k t r o n o w e , t o p i e r w i a s t k i t e m u s z l e |e w I I I o k r e s i e . S t o g l i n i f o s f o r A l H 3 g l i n o w o d ó r o r a z P H 3
f o s f o r o w o d ó r ( f o s f o r i a k ) .
Z a d a n i e 2
N a t u r a l n y a z o t s k Ba d a s i z i z o t o p ó w N - 1 4 ; N - 1 5 , a n a t u r a l n y t l e n z O - 1 6 ; O - 1 7 i O - 1 8 . I l e r ó |n y c h p o s t a c i
c z s t e c z e k z a w i e r a N O 2 ?
O d p .
W t a k i m p r z y p a d k u k a |d y i z o t o p a z o t u m a m o |l i w o [ Bc z e n i a s i z k a |d y m i z o t o p e m t l e n u . M o |n a
w y r ó |n i n a s t p u j c e k o m b i n a c j e :
N - 1 4 + O - 1 6 + O - 1 6 ;
N - 1 4 + O - 1 6 + O - 1 7 ;
N - 1 4 + O - 1 6 + O - 1 8 ;
N - 1 4 + O - 1 7 + O 1 7 ;
N - 1 4 + O - 1 7 + O 1 8 ;
N - 1 4 + O - 1 8 + O 1 8 .
D o k Ba d n i e t a s a m a k o m b i n a c j a w p r z y p a d k u i z o t o p u N - 1 5 d a w s u m i e 1 2 r ó |n y c h t l e n k ó w a z o t u ( I V )
Z a d a n i e 3
J a k i Ba d u n e k e l e k t r y c z n y b d w y k a z y w a By j o n y : p o t a s u , m a g n e z u , b r o m u , s i a r k i , g l i n u i t e l l u r u ?
O d p .
K a |d y a t o m d |y d o u z y s k a n i a o k t e t u n a o s t a t n i e j p o w Bo c e . W t y m c e l u o d d a j e l u b p r z y j m u j e o d p o w i e d n i a
i l o [ e l e k t r o n ó w . T a i l o [ z a l e |n a j e s t o d i l o [c i e l e k t r o n ó w w a l e n c y j n y c h w w o l n y m a t o m i e . J e [l i j e s t i c h
m n i e j n i | 4 , t o Ba t w i e j a t o m o w i j e s t o d d a e l e k t r o n y n i | p o b r a j e o d i n n e g o a t o m u . J e [l i w a t o m i e j e s t w i c e j
n i | 4 e l e k t r o n y w a l e n c y j n e , t o a t o m o w i Ba t w i e j p o b r a e l e k t r o n y o d i n n e g o a t o m u , n i | j e o d d a . A t o m s t a j e
s i a n i o n e m .
P o t a s K l e |y w I g r u p i e , p o s i a d a j e d e n e l e k t r o n w a l e n c y j n y . O d d a j e g o i s t a j e s i j o n e m K +
M a g n e z M g l e |y w 2 g r u p i e , p o s i a d a 2 e l e k t r o n y w a l e n c y j n y c h , k t ó r e o d d a j e i s t a j e s i j o n e m M g 2 +
B r o m B r l e |y w 1 7 g r u p i e , p o s i a d a 7 e l e k t r o n ó w w a l e n c y j n y c h , p o b i e r a 1 e l e k t r o n i s t a j e s i j o n e m B r -
S i a r k a S l e |y w 1 6 g r u p i e , p o s i a d a 6 e l e k t r o n ó w w a l e n c y j n y c h , p o b i e r a 2 e l e k t r o n y i s t a j e s i j o n e m S 2 -
G l i n A l l e |y w 1 3 g r u p i e , p o s i a d a 3 e l e k t r o n y w a l e n c y j n e , o d d a j e j e i s t a j e s i j o n e m
A l 3 +
T e l l u r T e l e |y w 1 6 g r u p i e , p o s i a d a 6 e l e k t r o n ó w w a l e n c y j n y c h , p o b i e r a 2 e l e k t r o n y i s t a j e s i j o n e m T e 2 -
Z a d a n i e 4
I l e r o d z a j ó w c z s t e c z e k p o w s t a n i e w r e a k c j i j e d n o w a r t o [c i o w e g o p i e r w i a s t k a A s t a n o w i c e g o m i e s z a n i n
d w ó c h i z o t o p ó w ( A - 1 1 0 % i A - 2 9 0 % ) z j e d n o w a r t o [c i o w y m p i e r w i a s t k i e m B s t a n o w i c y m r ó w n i e |
m i e s z a n i n d w ó c h i z o t o p ó w ( B - 1 3 0 % i B - 2 7 0 % ) ? O b l i c z , j a k i p r o c e n t s t a n o w i k a |d y r o d z a j c z s t e c z e k w
p r o d u k c i e r e a k c j i .
O d p .
J e |e l i p i e r w i a s t k i A i B s j e d n o w a r t o [c i o w e , t o t w o r z s i p o Bc z e n i a t y p u A B . W m i e s z a n i n i e i z o t o p ó w ( A 1 i
A 2 ) o r a z ( B 1 i B 2 ) k a |d y r e a g u j e z k a |d y m d a j c n a s t p u j c e m o |l i w o [c i :
A 1 B 1 A 1 B 2 A 2 B 1 A 2 B 2
P r a w d o p o d o b i e Ds t w o s p o t k a n i a s i c z s t e c z e k A 1 z B 1 j e s t r ó w n e i l o c z y n o w i
p r a w d o p o d o b i e Ds t w a w y s t p o w a n i a t y c h c z s t e c z e k ( s k Ba d o w i i z o t o p o w e m u )
0 , 1 . 0 , 3 = 0 , 0 3 0 , 1 . 0 , 7 = 0 , 0 7 0 , 9 . 0 , 3 = 0 , 2 7 0 , 9 . 0 , 7 = 0 , 6 3
S k Ba d p r o c e n t o w y : A 1 B 1 3 % ; A 1 B 2 7 % ; A 2 B 1 2 7 % ; A 2 B 2 6 3 % .
P o d s t a w o w e p o j c i a i p r a w a w c h e m i i
M o l , M a s a m o l o w a , b e z w z g l d n a m a s a a t o m u i c z s t e c z k i
M o l j e s t j e d n o s t k i l o [c i , t a k j a k t u z i n ( 1 2 s z t . ) m e n d e l ( 1 5 s z t . ) c z y k o p a ( 6 0 s z t . ) . W s p ó Bc z e [n i e
m o l d e f i n i u j e s i j a k o l i c z b a t o m ó w , j o n ó w , c z s t e c z e k , w o l n y c h r o d n i k ó w , c z s t e k e l e m e n t a r n y c h
l u b g r u p a t o m ó w r ó w n l i c z b i e a t o m ó w z a w a r t y c h w d o k Ba d n i e 0 , 0 1 2 k g ( 1 2 g ) c z y s t e g o n u k l i d u
1 2
C . W t e j i l o [c i w g l a z n a j d u j e s i 6 , 0 2 3 . 1 0 2 3 a t o m ó w w g l a 1 2 C . L i c z b a t a n a z y w a n a j e s t s t a B
A v o g a d r o .
T r u d n o p o s Bu g i w a s i t a k w i e l k l i c z b , d l a t e g o z a m i a s t t e j l i c z b y f u n k c j o n u j e p o j c i e m o l a , c z [c i
m o l a l u b j e g o w i e l o k r o t n o [c i . M o l j e s t z a t e m j e d n o s t k i l o [c i m a t e r i i . c i e k w i e w y t Bu m a c z o n e
p o j c i e m o l a
M a s a m o l o w a j e s t t o m a s a j e d n e g o m o l a m a t e r i i . J e d n o s t k m a s y m o l o w e j j e s t k g / m o l .
" B e z w z g l d n a M a s a a t o m o w a i w z g l d n a m a s a a t o m o w a
N a j l |e j s z y a t o m , a t o m w o d o r u w a |y 1 , 6 7 3 . 1 0 - 2 7 k g . M a s a t a k a n a z y w a n a j e s t m a s b e z w z g l d n
a t o m u . J e s t t o m a s a n i e w y o b r a |a l n i e m a Ba , d o d a t k o w o b a r d z o n i e w y g o d n a w u |y c i u . D l a t e g o
c h e m i c y n i e p o s Bu g u j s i m a s a m i b e z w z g l d n y m i a t o m ó w . D a w n i e j m a s a b e z w z g l d n a a t o m u
w o d o r u p o s Bu |y Ba c h e m i k o m d o z b u d o w a n i a w z o r c a m a s a t o m o w y c h . M a s a t o m o w ( w z g l d n
m a s a t o m o w ) n a z y w a n o l i c z b w s k a z u j c i l e r a z y d a n y a t o m j e s t c i |s z y o d a t o m u w o d o r u .
O b e c n i e z a w z o r z e c j e d n o s t k i m a s y a t o m o w e j p r z y j m u j e s i 1 / 1 2 c z [ m a s y n u k l i d u 1 2 C . .
O z n a c z e n i e m j e d n o s t k i m a s y a t o m o w e j j e s t l i t e r a u .
1 u = 1 / 1 2 m a s y a t o m u 1 2 C = 1 , 6 6 0 5 . 1 0 2 7 k g
M a s a t o m o w p i e r w i a s t k a j e s t z a t e m l i c z b a w s k a z u j c a i l e r a z y m a s a d a n e g o a t o m u j e s t w i k s z a
o d 1 / 1 2 m a s y w g l a 1 2 C .
N a s z c z [c i e m a s t y c h n i e p o t r z e b a l i c z y . W u k Ba d z i e o k r e s o w y m p i e r w i a s t k ó w m o |n a o d n a l e z
[r e d n i e m a s y a t o m o w e k a |d e g o z n a n e g o p i e r w i a s t k a ( [r e d n i e , p o n i e w a | p i e r w i a s t k i s m i e s z a n i n
i z o t o p ó w ) .
M a s a c z s t e c z k o w a o p a r t a j e s t r ó w n i e | n a w z o r c u w g l o w y m :
M a s a c z s t e c z k o w a j e s t t o l i c z b a w s k a z u j c a i l e r a z y m a s a c z s t e c z k i j e s t w i k s z a o d 1 / 1 2 m a s y
n u k l i d u w g l a 1 2 C . P r a k t y c z n i e m a s c z s t e c z k o w o b l i c z a s i s u m u j c m a s y a t o m o w e
p i e r w i a s t k ó w w c h o d z c y c h w s k Ba d c z s t e c z k i z u w z g l d n i e n i e m i n d e k s ó w p r z y s y m b o l a c h
p i e r w i a s t k ó w .
O c z y w i [c i e n i e m o |l i w e j e s t z w a |e n i e j e d n e g o a t o m u , c z y j e d n e j c z s t e c z k i . W a r t o [c i i
b e z w z g l d n y c h m a s a t o m o w y c h o t r z y m a n o n a d r o d z e o b l i c z e n i o w e j , w y c h o d z c z p o j c i a m o l a .
Z g o d n i e z d e f i n i c j m o l a w 1 2 g w g l a 1 2 C z n a j d u j e s i N 0 ( 6 , 0 2 3 . 1 0 2 3 ) n u k l i d ó w 1 2 C . S t d Ba t w o
o b l i c z y m a s j e d n e g o a t o m u 1 2 C .
M a s a a t o m o w a i m a s a m o l o w a p i e r w i a s t k a s s o b i e l i c z b o w o r ó w n e , r ó |n i s i j e d y n i e j e d n o s t k : ,
p o p o m n o |e n i u l i c z n i k a i m i a n o w n i k a p r z e z N 0 ( 6 , 0 2 3 . 1 0 2 3 ) o t r z y m a m y ( c z s t o m a s a m o l o w a
p o d a w a n a j e s t w g / m o l )
Z a t e m m a s y m o l o w e p i e r w i a s t k ó w z n a j d z i e m y r ó w n i e | w u k Ba d z i e o k r e s o w y m , a m a s y m o l o w e
z w i z k u o b l i c z y m y s u m u j c m a s y m o l o w e a t o m ó w w c h o d z c y c h w s k Ba d z w i z k u z
u w z g l d n i e n i e m o d p o w i e d n i c h w s p ó Bc z y n n i k ó w .
Z a d a n i e 1
P o d a j m a s y a t o m o w e d l a p i e r w i a s t k ó w : H , N , N a , S , P b , L i , B r , U .
O d p .
M a s y a t o m o w e z n a j d z i e m y b e z p r o b l e m u w u k Ba d z i e o k r e s o w y m p i e r w i a s t k ó w :
H - 1 , 0 1 u ; N - 1 4 , 0 1 u ; N a - 2 3 u ; S - 3 2 , 0 7 u ; P b - 2 0 7 , 2 1 u ; L i - 6 , 9 4 u ; B r - 7 9 , 9 2 u ; U - 2 3 8 , 0 7 u
Z a d a n i e 2
P o d a j m a s y c z s t e c z k o w e : O 2 ; H C l ; N a 2 S O 4 ; P b S O 4 , C H 3 C H 2 C O O H ; C 2 H 6 O , H N O 3 ; I 2 .
O d p .
" c z s t e c z k a t l e n u s k Ba d a j c a s i z d w ó c h a t o m ó w t l e n u M = 2 . 1 6 u = 3 2 u
" c z s t e c z k a c h l o r o w o d o r u s k Ba d a s i z a t o m u w o d o r u i a t o m u c h l o r u
M = 1 , 0 1 u + 3 5 , 4 6 u = 3 6 , 4 7 u
" N a 2 S O 4 : 2 a t o m y s o d u + a t o m s i a r k i + 4 a t o m y t l e n u M = 2 . 2 3 u + 3 2 , 0 7 u + 4 . 1 6 u = 1 4 2 , 0 7 u
" P b S O 4 : a t o m o Bo w i u + a t o m s i a r k i + 4 a t o m y t l e n u M = 2 0 7 , 2 1 u + 3 2 , 0 7 u + 4 . 1 6 u = 3 0 3 , 2 8 u
" C H 3 C H 2 C O O H : 3 a t o m y w g l a + 6 a t o m ó w w d o r u + 2 a t o m y t l e n u
M = 3 . 1 2 , 0 1 u + 6 . 1 , 0 1 u + 2 . 1 6 u = 7 4 , 0 9 u
" C 2 H 6 O : 2 a t o m y w g l a + 6 a t o m ó w w o d o r u + 1 a t o m t l e n u
M = 2 . 1 2 , 0 1 u + 6 . 1 , 0 1 u + 1 6 u = 4 6 , 0 8 u
" H N O 3 : 1 a t o m w o d o r u + 1 a t o m a z o t u + 3 a t o m y t l e n u M = 1 , 0 1 u + 1 4 , 0 1 u + 3 . 1 6 u = 6 3 , 0 2 u
" I 2 : c z s t e c z k a s k Ba d a s i z 2 a t o m ó w j o d u M = 2 . 1 2 6 , 9 1 u = 2 5 3 , 8 2 u
C i e k a w o s k j e s t , |e j e |e l i z w i z e k o r g a n i c z n y z a w i e r a t y l k o a t o m y w g l a , w o d o r u i t l e n u , t o m a
z a w s z e p a r z y s t m a s c z s t e c z k o w .
Z a d a n i e 3
P o d a j m a s y m o l o w e d l a : C l 2 ; I 2 ; N a N O 3 ; A r ; K ; H 2 S O 4 H 3 P O 4 ; K 2 C r 2 O 7
O d p .
M a s y m o l o w e l i c z y m y t a k j a k p o p r z e d n i o m a s y a t o m o w e c z y c z s t e c z k o w e . J e d y n a r ó |n i c a j e s t
t a k a , |e w y n i k p o d a j e m y w g / m o l .
" C l 2 c z s t e c z k a s k Ba d a j c a s i z d w ó c h a t o m ó w c h l o r u : M = 2 . 3 5 , 4 6 g / m o l = 7 0 , 9 2 g / m o l
" I 2 2 a t o m y j o d u M = 2 . 1 2 6 , 9 1 g / m o l = 2 5 3 , 8 2 g / m o l
" N a N O 3 1 a t o m s o d u + 1 a t o m a z o t u + 3 a t o m y t l e n u
M = 2 3 g / m o l + 1 4 , 0 1 g / m o l + 3 . 1 6 g / M o = 8 5 , 0 1 g / m o l
" A r M = 3 9 , 9 4 g / m o l
" K M = 3 9 , 1 0 g / m o l
" H 2 S O 4 M = 2 . 1 , 0 1 g / m o l + 3 2 , 0 7 g / m o l + 4 . 1 6 g / m o l = 9 8 , 0 9 g / m o l
" H 3 P O 4 M = 3 . 1 , 0 1 g / m o l + 3 0 , 9 8 g / m o l + 4 . 1 6 g / m o l = 9 8 , 0 1 g / m o l
" K 2 C r 2 O 7 M = 2 . 3 9 , 1 0 g / m o l + 2 . 5 2 , 0 1 g / m o l + 7 . 1 6 g / m o l = 2 9 4 , 2 2 g / m o l
Z a d a n i e 4
O b l i c z y b e z w z g l d n m a s a t o m u t l e n u , |e l a z a , o Bo w i u , o r a z b e z w z g l d n e m a s y c z s t e c z e k
c h l o r u , k w a s u a z o t o w e g o ( I I I ) i e t a n o l u .
O d p .
P o l i c z m y m a s y m o l o w e , c z y l i m a s 1 m o l a a t o m ó w ( c z s t e c z e k ) , a n a s t p n i e p o d z i e l m y j e p r z e z
m o l ( l i c z b A v o g a d r o ) .
" a t o m t l e n u : M = 1 6 g / m o l , m = 1 6 g / 6 , 0 2 3 . 1 0 2 3 = 2 , 6 6 . 1 0 - 2 3 g = 2 , 6 6 . 1 0 - 2 6 k g
" a t o m |e l a z a : M = 5 5 , 8 5 g / m o l , m = 9 , 2 7 . 1 0 - 2 3 g
" a t o m o Bo w i u : M = 2 0 7 , 2 1 g / m o l , m = 3 4 , 4 0 . 1 0 - 2 3 g
" c z s t e c z k a c h l o r u : M = 2 . 3 5 , 4 6 g / m o l = 7 0 , 9 2 g / m o l , m = 1 1 , 7 7 . 1 0 - 2 3 g
" c z s t e c z k a k w a s u a z o t o w e g o ( I I I ) : M = 1 , 0 1 g / m o l + 1 4 , 0 1 g / m o l + 3 . 1 6 g / m o l = 6 3 , 0 2 g / m o l ,
m = 1 0 , 4 6 . 1 0 - 2 3 g
" c z s t e c z k a e t a n o l u : M = 6 . 1 , 0 1 g / m o l + 2 . 1 2 , 0 1 g / m o l + 1 6 g / m o l = 4 6 , 0 8 g / m o l , m = 7 , 6 5 . 1 0 - 2 3 g
1 . P r a w a g a z o w e
1 . 1 . P r a w o B o y l a - M a r i o t t a
W 1 6 6 0 r o k u R . B o y l e i n i e z a l e |n i e o d n i e g o w 1 6 7 6 r o k u E . M a r i o t t e b a d a l i z a l e |n o [ o b j t o [c i
g a z u o d c i [n i e n i a . W t y m c e l u s k o n s t r u o w a l i b a r d z o p r o s t e u r z d z e n i e :
W U r u r c e z a m k n l i n a d r t c i p e w n i l o [ g a z u , k t ó r e b y Bo p o d d a w a n e c i [n i e n i u w w y n i k u
d o d a w a n i a n o w y c h p o r c j i r t c i . C i [n i e n i e w y w i e r a n e n a g a z b y Bo r ó w n e s u m i e c i [n i e n i a
a t m o s f e r y c z n e g o P 0 , o r a z r ó |n i c y w w y s o k o [c i s Bu p a r t c i ”h ( P = P 0 + ”h ) . O b j t o [ g a z u b y Ba
p r o p o r c j o n a l n a d o w y s o k o [c i s Bu p a p o w i e t r z a l . W t e n p r o s t y s p o s ó b u c z e n i m o g l i b a d a z a l e |n o [
o b j t o [c i g a z u o d c i [n i e n i a .
P 0 + ”h
w y s o k o [ s Bu p a ”h i l o c z y n
p o w i e t r z a [ m m k o l u m n
l [ c m ] ] 1 i 3
[ m m ]
1 2 3 4
2 0 0 7 6 0 1 5 2 0 0
1 9 4 0 8 0 0 1 5 2 0 0
1 8 8 5 8 4 5 1 5 2 1 0
1 7 1 3 5 8 9 5 1 5 2 1 5
1 6 1 9 0 9 5 0 1 5 2 0 0
1 4 3 2 5 1 0 8 5 1 5 1 9 0
1 2 5 0 5 1 2 6 5 1 5 1 8 0
1 0 7 6 0 1 5 2 0 1 5 2 0 0
S t w i e r d z i l i o n i , |e i l o c z y n o b j t o [c i V i c i [n i e n i a p g a z u j e s t z a w s z e w i e l k o [c i s t a B. M o |n a t
z a l e |n o [ z a p i s a w p o s t a c i :
P V = c o n s t , l u b P 1 V 1 = P 2 V 2
P r z e m i a n a j a k b a d a l i o d b y w a Ba s i w s t a Be j t e m p e r a t u r z e , d l a t e g o n a z y w a n a j e s t p r z e m i a n
i z o t e r m i c z n , a z a l e |n o [ k t ó r o d k r y l i P V = c o n s t n a z y w a n a j e s t p r a w e m B o y l a - M a r i o t t a .
Z a d a n i e 1
P o d c i [n i e n i e m 7 0 0 m m H g g a z z a j m u j e o b j t o [ 2 0 0 c m 3 . J a k z a j m i e o b j t o [ p o d c i [n i e n i e m
1 0 0 m m H g ?
D a n e :
p 1 = 7 0 0 m m H g
p 2 = 1 0 0 m m H g
V 1 = 2 0 0 c m 3
V 2 = ?
M o |e m y s k o r z y s t a z r ó w n a n i a B o y l a - M a r i o t t a : p 1 . V 1 = p 2 . V 2
p o p r z e k s z t a Bc e n i u m a m y : V 2 = ( p 1 . V 1 ) / p 2
p o p o d s t a w i e n i u d a n y c h o t r z y m u j e m y : V 2 = ( 7 0 0 m m H g . 2 0 0 c m 3 ) / 1 0 0 m m H g
V 2 = 1 4 0 0 c m 3 , l u b V 2 = 1 , 4 d m 3
O d p . : G a z t e n z a j m i e o b j t o [ 1 , 4 d m 3 .
Z a d a n i e 2
P e w n i l o [ g a z u z a m k n i t o w c y l i n d r z e o [r e d n i c y 1 0 c m i w y s o k o [c i 5 0 c m p o d c i [n i e n i e m
1 0 1 3 h P a . J a k i e b d z i e c i [n i e n i e t e g o g a z u j e |e l i w y s o k o [ c y l i n d r a z m n i e j s z y m y d o 1 0 c m ?
D a n e :
d = 1 0 c m
h 1 = 5 0 c m
p 1 = 1 0 1 3 h P a
h 2 = 1 0 c m
p 2 = ?
M o |e m y s k o r z y s t a z r ó w n a n i a : p 1 . V 1 = p 2 . V 2 p o p r z e k s z t a Bc e n i u o t r z y m a m y : p 2 = ( p 1 . V 1 ) / V 2 ( 1 )
W n a s z y m p r z y p a d k u o b j t o [ w y n o s i : V = À. r 2 . h . P o p o d s t a w i e n i u d a n y c h d o w z o r u ( 1 )
i s k r ó c e n i u s t a By c h o t r z y m u j e m y : p 2 = ( p 1 . h 1 ) / h 2 p 2 = ( 1 0 1 3 h P a . 5 0 c m ) / 1 0 c m p 2 = 5 0 6 5 h P a
O d p . : P o z m n i e j s z e n i u w y s o k o [c i c y l i n d r a d o 1 0 c m c i [n i e n i e w z r o [n i e d o 5 0 5 6 h P a .
1 . 2 . P r a w o G a y - L u s s a c a
N a n a s t p n e p r a w o d o t y c z c e g a z ó w c z e k a l i [m y p o n a d 1 0 0 l a t . J e s z c z e n a p o c z t k u X V I I I w .
t e m p e r a t u r o k r e [l a n o j a k o c i e p Bo z i m n o . D o p i e r o w y n a l e z i e n i e t e r m o m e t r u i s k o n s t r u o w a n i e
s k a l i t e m p e r a t u r ( o C n a k o n t y n e n c i e e u r o p e j s k i m i o F n a a m e r y k a Ds k i m ) p o z w o l i Bo b a d a
z a c h o w a n i e s i g a z u w z a l e |n o [c i o d t e m p e r a t u r y . B a d a n i a G a y - L u s s a c a w 1 8 0 8 r w y k a z a By , |e
z a l e |n o [ o b j t o [c i g a z u o d t e m p e r a t u r y j e s t z a l e |n o [c i l i n i o w ( p r z e m i a n a g a z u w y k o n y w a n a
b y Ba p r z y s t a By m c i [n i e n i u , d l a t e g o n a z y w a m y j p r z e m i a n i z o b a r y c z n ) .
B a d a n i a z a l e |n o [c i o b j t o [c i g a z u o d t e m p e r a t u r y m o |n a p r z e p r o w a d z i w u r z d z e n i u p o d o b n y m
d o t e g o j a k i e b y Bo u |y w a n e d l a p r z e m i a n i z o t e r m i c z n y c h . P o w i e t r z e z a m k n i t e s t a B i l o [c i r t c i w
U r u r c e b y Bo w z a l e |n o [c i o d p o t r z e b y o g r z e w a n e l u b o z i b i a n e . P r z y k Ba d o w e w y n i k i j a k i e
m o g l i b y [m y o t r z y m a w t a k i m d o [w i a d c z e n i u z a m i e s z c z o n e s w p o n i |s z e j t a b e l i .
3 0 0 2 9 4 2 9 0 2 8 6 2 8 2 2 7 8 2 7 3 2 6 5 2 6 9 2 6 1 2 5 7
V [ c m 3 ]
9 0 8 5 8 0 7 5 7 0 6 5 6 0 5 5 5 0 4 5 4 0
t [ o C ]
2 5 3 2 4 9 2 4 5 2 4 1 2 3 7 2 3 2 2 2 8 2 2 4 2 2 0 2 1 6 2 1 2
V [ c m 3 ]
3 5 3 0 2 5 2 0 1 5 1 0 5 0 - 5 - 1 0 - 1 5
t [ o C ]
( w y n i k i t e o r e t y c z n e )
N a p o d s t a w i e t y c h d a n y c h m o |e m y w y k r e [l i p r o s t z a l e |n o [ V = f ( t ) o t r z y m u j c t a k j a k G a y -
L u s s a c z a l e |n o [ p r o s t o l i n i o w . G d y b y [m y e k s t r a p o l o w a l i d a n e , t o w t e m p e r a t u r z e o k o Bo 2 7 3 o C
o b j t o [ g a z u w y n i e s i e 0 c m 3 .
Z u w a g i n a t o , |e o b j t o [ n i e m o |e m i e w a r t o [c i u j e m n y c h , t e m p e r a t u r a t a j e s t n a j n i |s z m o |l i w
d o o s i g n i c i a . O c z y w i [c i e t a k a e k s t r a p o l a c j a j e s t t y l k o h i p o t e t y c z n a , p o n i e w a | w c z e [n i e j g a z
u l e g n i e s k r o p l e n i u i d a l e j b d z i e z a c h o w y w a s i j a k z w y k Ba c i e c z , k t ó r a o z i b i a n a u l e g n i e
z e s t a l e n i u .
P r z e s u w a j c 0 o w s k a l i C e l s j u s z a d o - 2 7 3 o o t r z y m u j e s i d o g o d n , b e z w z g l d n s k a l e t e m p e r a t u r
z w a n s k a l K e l w i n a . D o k Ba d n i e j s z e b a d a n i a p r z e s u n By w a r t o [ z e r a b e z w z g l d n e g o d o
2 7 3 , 1 5 o C , c o m o |n a z a p i s a : 0 K = 2 7 3 , 1 5 o C , l u b t e m p e r a t u r a w s k a l i K e l w i n a ( o z n a c z a n a T )
T = t + 2 7 3 , 1 5 ( d l a b e z w z g l d n e j s k a l i t e m p e r a t u r , p r z y p o d a w a n i u t e m p e r a t u r y n i e z a p i s u j e s i z n a k u
o
s t o p n i a ) .
P r a w o G a y - L u s s a c a m o |n a z a p i s a w p o s t a c i : l u b , c z y l i p r z y s t a By m
c i [n i e n i u i l o r a z o b j t o [c i d o t e m p e r a t u r y b e z w z g l d n e j j e s t w a r t o [c i s t a B ( p r z y s t a By m
c i [n i e n i u o b j t o [ g a z u j e s t p r o p o r c j o n a l n a d o t e m p e r a t u r y b e z w z g l d n e j V = c o n s t . T ) .
Z a l e |n o [ c i [n i e n i a g a z u ( w s t a Be j o b j t o [c i ) o d t e m p e r a t u r y b a d a B C h a r l e s ( p r z e m i a n a g a z u w s t a Be j
o b j t o [c i n a z y w a n a j e s t p r z e m i a n i z o c h o r y c z n ) . Z a u w a |y B o n r ó w n i e |, |e w t e m p e r a t u r z e
o k o Bo 2 7 3 o C c i [n i e n i e g a z u j e s t r ó w n e 0 m m H g .
P r a w o C h a r l e s a m o |e m y z a p i s a w p o s t a c i : l u b ( w s t a Be j o b j t o [c i i l o r a z
c i [n i e n i a g a z u d o t e m p e r a t u r y b e z w z g l d n e j j e s t w a r t o [c i s t a B, l u b j a k p o p r z e d n i o : w s t a Be j
o b j t o [c i c i [n i e n i e g a z u j e s t p r o p o r c j o n a l n e d o t e m p e r a t u r y b e z w z g l d n e j ) .
1 . 3 . R ó w n a n i e s t a n u g a z u d o s k o n a Be g o ( r ó w n a n i e C l a p e y r o n a )
W s z y s t k i e d o t y c h c z a s p r z e m i a n y o d b y w a By s i w w a r u n k a c h i z o t e r m i c z n y c h , i z o b a r y c z n y c h l u b
i z o c h o r y c z n y c h . A c o b d z i e g d y g a z u l e g n i e p r z e m i a n i e z w a r u n k ó w V 0 , P 0 i T 0 d o n o w y c h
w a r u n k ó w V 1 , P 1 , T 1 ? W j a k i s p o s ó b o b l i c z y n p . p a r a m e t r V 1 p r z y z n a j o m o [c i p a r a m e t r ó w P 1 i
T 1 ? A b y o d p o w i e d z i e n a t o p y t a n i e m u s i m y d o k o n a k o l e j n o n a s t p u j c y c h p r z e m i a n .
" p r z e m i a n a i z o t e r m i c z n a w k t ó r e j z m i e n i a s i o b j t o [ g a z u z V 0 d o V x , a c i [n i e n i e z P 0 d o
P 1
P 0 V 0 = p 1 V x , c z y l i
" P r z e m i a n a i z o b a r y c z n a , z m i e n i a s i o b j t o [ o d V 0 d o V 1 i t e m p e r a t u r a d o T 1 :
P r z y r ó w n u j c s t r o n a m i V x o t r z y m a m y :
, a p o p r z e k s z t a Bc e n i u :
Z g o d n i e z h i p o t e z A v o g a d r o : w j e d n a k o w y c h w a r u n k a c h c i [n i e n i a i t e m p e r a t u r y , j e d n a k o w e
o b j t o [c i g a z ó w p o s i a d a j t a k s a m l i c z b c z s t e c z e k , o r a z z p r a w e m A v o g a d r o : 1 M o l g a z u w
w a r u n k a c h n o r m a l n y c h ( 1 0 1 3 h P a , 2 7 3 K ) z a j m u j e o b j t o [ 2 2 , 4 d m 3 , m o |e m y o b l i c z y s t a B
c o n s t d l a j e d n e g o m o l a g a z u :
O t r z y m a n a w a r t o [ n o s i n a z w s t a Be j g a z o w e j i o z n a c z a s i j j a k o R .
D l a j e d n e g o m o l a g a z u m o |e m y z a p i s a : , a d l a n m o l i g a z u : P V = n R T .
P r a w o B o y l a - M a r i o t t a , G a y - L u s s a c a c z y C h a r l e s a w c a Be j r o z c i g Bo [c i s p r a w d z i w e j e d y n i e d l a
g a z ó w d o s k o n a By c h , c z y l i t a k i c h k t ó r y c h c z s t e c z k i n i e m a j r o z m i a r ó w . G a z y r z e c z y w i s t e w
t e m p e r a t u r z e d a l e k i e j o d t e m p e r a t u r y w r z e n i a o r a z p r z y u m i a r k o w a n y c h c i [n i e n i a c h d o [ d o b r z e
s t o s u j s i d o t y c h p r a w . J e d n a k |e j e |e l i c h c e m y d o k Ba d n i e o b l i c z y o b j t o [ l u b c i [n i e n i e g a z u w
n i |s z y c h t e m p e r a t u r a c h , n a l e |y d o r ó w n a n i a C l a p e y r o n a w p r o w a d z i p e w n e p o p r a w k i n a
o d d z i a By w a n i e c z s t e c z e k m i d z y s o b ( o d d z i a By w a n i e V a n d e r W a a l s a ) . T a k i e u d o s k o n a l o n e
r ó w n a n i e n o s i n a z w r ó w n a n i a V a n d e r W a l s a .
Z a u w a |m y , |e n = m / M i r ó w n a n i e C l a p e y r o n a m o |n a z a p i s a w p o s t a c i : , a p o
p o d z i e l e n i u p r z e z V ( m / V = d ) o t r z y m a m y r ó w n a n i e : , k t ó r e p o z w o l i n a m o b l i c z y m a s
m o l o w g a z u .
Z a d a n i e 3
N a c z y n i e o p o j e m n o [c i 5 0 0 c m 3 w a |y p o o d p o m p o w a n i u p o w i e t r z a 3 8 , 7 3 4 0 g , a 3 9 , 3 1 3 5 g , g d y j e s t
w y p e Bn i o n e p o w i e t r z e m o t e m p 2 4 o C p o d c i [n i e n i e m 1 a t m . Z a k Ba d a j c , |e w t y c h w a r u n k a c h
p o w i e t r z e z a c h o w u j e s i j a k g a z d o s k o n a By , o b l i c z y e f e k t y w n m a s m o l o w p o w i e t r z a .
D a n e :
V = 5 0 0 c m 3 = 0 , 5 d m 3
m 1 = 3 8 , 7 3 4 0 g
m 2 = 3 9 , 3 1 3 5 g
t = 2 4 o C = ( 2 4 + 2 7 3 ) K = 2 9 7 K
p = 1 a t m = 1 0 1 3 , 2 5 h P a
M p o w = ?
M a s a p o w i e t r z a z a w a r t e g o w n a c z y n i u w y n o s i m a s a n a c z y n i a z p o w i e t r z e m ( m 2 ) o d j m a s a
n a c z y n i a ( m 1 ) : m = m 2 - m 1
P r z e k s z t a Bc a j c r ó w n a n i e C l a p e y r o n a i p o d s t a w i a j c p o d m a s p o w i e t r z a p o w y |s z z a l e |n o [
o t r z y m u j e m y :
p V = ( m / M ) R T = > M = [ ( m 2 m 1 ) R T ] / p V
P o p o d s t a w i e n i u i o b l i c z e n i u o t r z y m u j e m y : M p o w = 2 8 , 2 g / m o l
O d p . : E f e k t y w n a M a s a m o l o w a p o w i e t r z a w y n o s i 2 8 , 2 g / m o l .
Z a d a n i e 4
W 1 8 9 4 r W . R a m s a y , p r o w a d z c b a d a n i a n a d g s t o [c i a z o t u , u s u n B z a p o m o c r ó |n y c h p r o c e s ó w
a b s o r p c y j n y c h t l e n , a z o t , d w u t l e n e k w g l a i p a r w o d n z p r ó b k i p o w i e t r z a . P o d o b n y r o z d z i a B,
w y k o r z y s t u j c p r o c e s y d y f u z y j n e , p r z e p r o w a d z i B w t y m s a m y m c z a s i e l o r d R a y l e i g h . O b u
b a d a c z o m p o z o s t a Ba n i e w i e l k a i l o [ g a z u o g s t o [c i 1 , 6 3 g / d m 3 w t e m p . 2 5 o C i p o d c i [n i e n i e m
1 a t m . J a k i P i e r w i a s t e k o d k r y l i .
D a n e :
d = 1 , 6 3 g / d m 3
t = 2 5 o C = ( 2 5 + 2 7 3 ) K = 2 9 8 K
p = 1 a t m = 1 0 1 3 , 2 5 h P a
K o r z y s t a m y z e w z o r u : p = ( d / M ) R T ( o t r z y m a n y p o p r z e k s z t a Bc e n i u o g ó l n e g o w z o r u P V = n R T )
P o p r z e k s z t a Bc e n i u o t r z y m u j e m y w z ó r : M = d R T / p
P o p o d s t a w i e n i u i o b l i c z e n i u o t r z y m u j e m y M = 3 9 , 8 4 g / m o l . W i c p i e r w i a s t k i e m t y m j e s t a r g o n
O d p . : U c z e n i o d k r y l i a r g o n .
Z a d a n i e 5
J a k o b j t o [ 0 , 1 0 0 0 m o l o w e g o r o z t w o r u k w a s u s o l n e g o p o t r z e b a d o z o b o j t n i e n i a r o z t w o r u
w o d o r o t l e n k u a m o n o w e g o o t r z y m a n e g o p r z e z r o z p u s z c z e n i e a m o n i a k u z a m k n i t e g o w n a c z y n i u o
o b j t o [c i 2 d m 3 p o d c i [n i e n i e m 7 5 0 m m H g i w t e m p e r a t u r z e 2 5 o C , w 2 5 0 c m 3 w o d y ?
K l a s y c z n e z a d a n i e , k t ó r e z a w i e r a z b y t w i e l e d a n y c h .
D a n e :
V ( H C l ) = ?
C M ( H C l ) = 0 , 1 m o l / d m 3
V = 2 d m 3
p = 7 5 0 m m H g = 1 0 0 0 , 4 h P a
t = 2 5 o C = 2 9 8 K
V ( H 2 O ) = 2 5 0 c m 3
O b l i c z m y i l o [ m o l i a m o n i a k u z a w a r t y c h w n a c z y n i u .
p V = n R T = > n = ( p V ) / ( R T ) P o p o d s t a w i e n i u i o b l i c z e n i u o t r z y m a m y : n = 0 , 0 8 m o l
Z r e a k c j i : N H 3 + H C l - > N H 4 C l w y n i k a , |e z w i z k i t e r e a g u j w s t o s u n k u m o l n a m o l . B e z w z g l d u
n a t o w j a k i e j o b j t o [c i w o d y a m o n i a k z o s t a n i e r o z p u s z c z o n y . N i e m a p o t r z e b y l i c z e n i a i l o [c i
w o d o r o t l e n k u a m o n o w e g o , t y m b a r d z i e j , z e t a k n a p r a w d t o w r o z t w o r z e w o d n y m j e s t g o b a r d z o
m a Bo . N H 4 O H j e s t s Ba b z a s a d i w y s t p u j e g Bó w n i e j a k o N H 3 . P o t r z e b a n a m w i c 0 , 0 8 m o l a
c h l o r o w o d o r u d o z o b o j t n i e n i a t e j i l o [c i a m o n i a k u . C M = n / V = > V = n / C M
V = 0 , 0 8 m o l / 0 , 1 m o l / d m 3
V = 0 , 8 d m 3
O d p . : P o t r z e b a 0 , 8 d m 3 0 , 1 m o l o w e g o k w a s u s o l n e g o .
Z a d a n i e 6
J a k i w z ó r s u m a r y c z n y p o s i a d a a r s e n o w o d ó r , z w i z e k a r s e n u i w o d o r u ? P a r y a r s e n u r e a g u j z
w o d o r e m w s t o s u n k u o b j t o [c i o w y m 1 : 6 . U s t a l i l i c z b a t o m ó w a r s e n u w c h o d z c y c h w s k Ba d
c z s t e c z k i a r s e n u w s t a n i e p a r y , w i e d z c , |e p r o d u k t e m r e a k c j i j e s t a r s e n o w o d ó r .
R o z w i z a n i e :
W i e m y , |e g a z y ( o p r ó c z g a z ó w s z l a c h e t n y c h ) w y s t p u j w p o s t a c i c z s t e c z e k d w u a t o m o w y c h , a l e
z a p o m i n a m y , z e w s z y s t k i e p i e r w i a s t k i ( o p r ó c z m e t a l i ) w y s t p u j w p o s t a c i c z s t e c z e k . O c z y w i [c i
a r s e n j a k o n i e m e t a l n i e j e s t w y j t k i e m .
A r s e n l e |y w V g r u p i e u k Ba d u o k r e s o w e g o p i e r w i a s t k ó w , j e s t w i c I I I w a r t o [c i o w y w z g l d e m
w o d o r u , t w o r z y z w o d o r e m z w i z e k A s H 3
W p r z y p a d k u g a z ó w s t o s u n e k o b j t o [c i o w y r ó w n y j e s t s t o s u n k o w i m o l o w e m u , c o Ba t w o m o |n a
u d o w o d n i , p r z e k s z t a Bc a j c r ó w n a n i e C l a p e y r o n a . W i c a r s e n z w o d o r e m r e a g u j e w s t o s u n k u
m o l o w y m 1 : 6 . Z a p i s z m y r ó w n a n i e r e a k c j i z p o d a n y m i d a n y m i i u z u p e Bn i j m y w s p ó Bc z y n n i k i
r e a k c j i :
6 H 2 + A s x - > 4 A s H 3
x m u s i b y r ó w n e 4 .
O d p . : A r s e n w y s t p u j e w p o s t a c i c z s t e c z e k A s 4
1 . 4 . P a w o D a l t o n a
Z a Bó |m y , |e m a m y n a c z y n i e p o d z i e l o n e s z c z e l n y m i p r z e g r o d a m i . W n a c z y n i u z n a j d u j e s i p o d
c i [n i e n i e m 1 0 1 3 h P a g a z . P o u s u n i c i u p r z e g r ó d g a z w y p e Bn i c a Be n a c z y n i e . O b j t o [ n a c z y n i a
w z r o s Ba t r ó j k r o t n i e , w i c c i [n i e n i e m u s i t r ó j k r o t n i e z m a l e P 1 = 1 / 3 P 0 . J e s t t o o c z y w i [c i e z g o d n e z
p r a w e m B o y l a - M a r i o t t a .
J e |e l i w k a |d e j k o m o r z e u m i e [c i m y i n n y g a z ( A , B i C ) w i l o [c i 1 m o l a i p o d c i [n i e n i e m 1 0 1 3 h P a ,
a n a s t p n i e u s u n i e m y p r z e g r o d y i p o z w o l i m y g a z o m s i w y m i e s z a , j a k i e b d z i e k o Dc o w e
c i [n i e n i e ? O d p o w i e d z j e s t r ó w n i e | o c z y w i s t a 1 0 1 3 h P a . A j a k i e b d z i e c i [n i e n i e g a z u A ?
O c z y w i [c i e t a k i e s a m o j a k c i [n i e n i e g a z ó w B i C . J e |e l i w s u m i e c i [n i e n i e w y n o s i 1 0 1 3 h P a , t o
c i [n i e n i e g a z u A ( o r a z B i C ) b d z i e w y n o s i p o 3 3 7 , 6 h P a .
C i [n i e n i e g a z u A , B l u b C w m i e s z a n i n i e g a z ó w n a z y w a m y c i [n i e n i e m c z s t k o w y m . Z r o z w a |a D
w y n i k a , |e c i [n i e n i e c a Bk o w i t e j e s t r ó w n e s u m i e c i [n i e D c z s t k o w y c h , c o m o |n a z a p i s a
P = P A + P B + P C
C z y l i z r ó w n a n i a C l a p e y r o n a : , p o p o d z i e l e n i u
s t r o n a m i p r z e z n A + n B + n C o t r z y m a m y : .
O z n a c z n m y s t o s u n e k i n a z w i j m y g o u Ba m k i e m m o l o w y m , m o |e m y w i c z a p i s a
n a s t p u j c e r ó w n a n i e : , p o p o m n o |e n i u s t r o n a m i p r z e z n A + n B + n C
o t r z y m a m y :
P a m i t a j c , |e m o |e m y z a p i s a : , c z y l i
c i [n i e n i e c z s t k o w e g a z u j e s t r ó w n e i l o c z y n o w i u Ba m k a m o l o w e g o g a z u i c i [n i e n i a c a Bk o w i t e g o .
Z a d a n i e 7
D o n a c z y n i a o p o j e m n o [c i 2 , 8 3 d m 3 w p r o w a d z o n o 0 , 1 7 4 0 g w o d o r u o r a z 1 , 3 6 5 1 g a z o t u ( k t ó r e
m o |n a t r a k t o w a j a k o g a z y d o s k o n a Be ) . T e m p e r a t u r a w y n o s i 0 o C . I l e w y n o s z c i [n i e n i a c z s t k o w e
a z o t u i w o d o r u , a i l e c a Bk o w i t e c i [n i e n i e g a z u .
D a n e :
m H = 0 , 1 7 4 0 g = 0 , 1 7 4 / 2 = 0 , 0 8 7 0 m o l a
m N = 1 , 3 6 5 1 g = 1 , 3 6 5 1 / 2 8 = 0 , 0 4 8 8 m o l a
V = 2 , 8 3 d m 3 = 2 , 8 3 . 1 0 - 3 m 3
t = 0 o C = 2 7 3 K
n = 0 , 0 8 7 + 0 , 0 4 8 8 = 0 , 1 3 5 8 m o l a
1 s p o s ó b Z g o d n i e z p r a w e m D a l t o n a w m i e s z a n i n i e g a z ó w , c i [n i e n i e c z s t k o w e g a z u m o |n a
o b l i c z y p r z y j m u j c , |e t y l k o o n z n a j d u j e s i w n a c z y n i u . K o r z y s t a j c z r ó w n a n i a C l a p e y r o n a
P V = n R T m o |e m y o b l i c z y c i [n i e n i a c z s t k o w e k a |d e g o g a z u .
P o d s t a w i a j c d o p r z e k s z t a Bc o n e g o w z o r u : P = n R T / V d a n e o t r z y m u j e m y n a s t p u j c e c i [n i e n i a
c z s t e c z k o w e :
P H = 6 9 7 7 6 P a
P N = 3 9 1 3 9 P a
C i [n i e n i e c a Bk o w i t e j e s t s u m c i [n i e D c z s t k o w y c h , w y n o s i w i c 6 9 7 7 6 P a + 3 9 1 3 9 P a = 1 0 8 9 1 5 P a
= 1 0 8 9 , 1 5 h P a
2 s p o s ó b o b l i c z m y u Ba m k i m o l o w e w o d o r u i a z o t u : x H = 0 , 0 8 7 / ( 0 , 0 8 7 + 0 , 0 4 8 8 ) = 0 , 6 4 0 6
x N = 1 - 0 , 6 4 0 6 = 0 , 3 5 9 4
K o r z y s t a j c z r ó w n a n i a C l a p e y r o n a m o |e m y o b l i c z y c i [n i e n i e c a Bk o w i t e : P V = n R T ( n j e s t s u m
i l o [c i m o l i p o s z c z e g ó l n y c h s k Ba d n i k ó w ) : P = 1 0 8 9 1 5 P a
C i [n i e n i a c z s t k o w e o b l i c z a m y j a k o i l o c z y n c i [n i e n i a c a Bk o w i t e g o i u Ba m k a m o l o w e g o
p o s z c z e g ó l n e g o s k Ba d n i k a :
P H = 1 0 8 9 1 5 P a . 0 , 6 4 0 6 = 6 9 7 7 1 P a
P N = 1 0 8 9 1 5 P a . 0 , 3 5 9 4 = 3 9 1 4 4 P a
O d p . : C i [n i e n i a c z s t k o w e w o d o r u i a z o t u w y n o s z o d p o w i e d n i o : 6 9 7 , 7 h P a i 3 9 1 , 4 h P a , n a t o m i a s t
c i [n i e n i e c a Bk o w i t e j e s t r ó w n e 1 0 8 9 , 2 h P a
Z a d a n i e 8
W z a m k n i t y m z b i o r n i k u w t e m p e r a t u r z e 2 0 o C i p o d c i [n i e n i e m 3 M P a z n a j d u j e s i 5 d m 3 w o d o r u i
5 d m 3 c h l o r u . J a k i e b d z i e c i [n i e n i e w z b i o r n i k u p o r e a k c j i i d o p r o w a d z e n i u t e m p e r a t u r y d o 2 0 o C ?
D a n e :
T = 2 0 o C = 2 9 3 K
p 0 = 3 M P a = 3 0 0 0 0 h P a
V ( H 2 ) = V ( C l 2 ) = 5 d m 3
p = ?
J e |e l i o b j t o [c i g a z ó w m i e r z o n e s w j e d n a k o w e j t e m p e r a t u r z e i p o d j e d n a k o w y m c i [n i e n i e m , i c h
s t o s u n e k j e s t r ó w n i e | s t o s u n k i e m m o l o w y m . N a t e j p o s t a w i e m o |e m y s t w i e r d z i , |e c h l o r i w o d ó r
s z m i e s z a n e w s t o s u n k u m o l o w y m 1 : 1 , c z y l i p o w s t a n 2 m o l e c h l o r o w o d o r u o o b j t o [c i 1 0 d m 3 , a
c o z a t y m i d z i e c i [n i e n i e w z b i o r n i k u n i e z m i e n i s i .
O d p . : P o r e a k c j i c i [n i e n i e b d z i e w y n o s i 3 M P a .
Z a d a n i e 9
W z b i o r n i k u z n a j d u j s i 2 m o l e d w u t l e n k u w g l a , 0 , 2 m o l a t l e n u i 0 , 3 m o l a a z o t u w t e m p . 5 0 0 K i
p o d c i [n i e n i e m 2 M P a . O b l i c z y c i [n i e n i a c z s t k o w e s k Ba d n i k ó w m i e s z a n i n y w t e j t e m p e r a t u r z e .
D a n e :
n ( C O 2 ) = 2 m o l
n ( O 2 ) = 0 , 2 m o l
n ( N 2 ) = 0 , 3 m o l
T = 5 0 0 K
p = 2 M P a
p A = x A . p
x O = 0 , 2 m o l / ( 2 m o l + 0 , 2 m o l + 0 , 3 m o l ) = 0 , 0 8
x N = 0 , 3 m o l / ( 2 m o l + 0 , 2 m o l + 0 , 3 m o l ) = 0 , 1 2
x C O 2 = 2 m o l / ( 2 m o l + 0 , 2 m o l + 0 , 3 m o l ) = 0 , 8
p < ; ; ; s u b > O = 0 , 0 8 . 2 M P a = 0 , 1 6 M P a
p N = 0 , 1 2 ; ; . 2 M P a = 0 , 2 4 M P a
p C O 2 = 0 , 8 . 2 M P a = 1 , 6 M P a
O d p . : C i [n i e n i e c z s t k o w e t l e n u w y n o s i 0 , 1 6 M P a , a z o t u 0 , 2 4 M P a , a d w u t l e n k u w g l a 1 , 6 M P a .
Z a d a n i e 1 0
O b l i c z y g s t o [ o z o n u w w a r u n k a c h n o r m a l n y c h
R o z w i z a n i e :
d = m / V
G s t o [ o b l i c z m y d l a w a r u n k ó w n o r m a l n y c h , a w i e m y , |e 1 m o l k a |d e g o g a z u w t y c h w a r u n k a c h
z a j m u j e o b j t o [ 2 2 , 4 d m 3 . P o d m a s p o d s t a w i a m y m a s m o l o w o z o n u .
M O 3 = 4 8 g
d = 4 8 g / 2 2 , 4 d m 3
d = 2 , 1 4 g / d m 3
O d p . : G s t o [ o z o n u w w a r u n k a c h n o r m a l n y c h w y n o s i 2 , 1 4 g / d m 3 .
Z a d a n i e 1 1
G s t o [ p e w n e g o w g l o w o d o r u w w a r u n k a c h n o r m a l n y c h w y n o s i 0 , 7 1 4 k g / m 3 . O b l i c z y j e g o m a s
m o l o w . C o t o z a w g l o w o d ó r ?
D a n e :
d = 0 , 7 1 4 k g / m 3
M = ?
d = m / V = > m = V d
P o n i e w a | o b l i c z m y m a s m o l o w w w a r u n k a c h n o r m a l n y c h p o d V p o d s t a w i a m y 2 2 , 4 d m 3 .
M = 2 2 , 4 . 1 0 - 3 m 3 . 0 , 7 1 4 k g / m 3
M = 1 6 g / m o l
W i d z i m y o d r a z u , |e t e n w g l o w o d ó r m o |e z a w i e r a t y l k o j e d e n a t o m w g l a . W i c j e s t t o m e t a n o
w z o r z e C H 4 .
O d p . : M a s a m o l o w a t e g o w g l o w o d o r u w y n o s i 1 6 g / m o l i j e s t t o m e t a n .
Z a d a n i e 1 2
W w y n i k u o d p a r o w a n i a w a p a r a c i e M e y e r a 0 , 0 8 7 g a c e t o n u , z e b r a n o n a d w o d 3 7 , 5 c m 3 p o w i e t r z a .
W c z a s i e d o [w i a d c z e n i a c i [n i e n i e w y n o s i Bo 1 0 0 4 h P a , t e m p e r a t u r a o t o c z e n i a i w o d y 2 3 o C , a
p r |n o [ n a s y c o n e j p a r y w o d n e j w t e j t e m p e r a t u r z e 2 8 h P a . O b l i c z y m a s m o l o w a c e t o n u .
D a n e :
m = 0 , 0 8 7 g
V = 3 7 , 5 c m 3 = 3 7 , 5 . 1 0 - 6 m 3
P 0 = 1 0 0 4 h P a
P 1 = 2 8 h P a
T = 2 3 o C = 2 9 6 K
>
Z o b a c z m e t o d M e y e r a p o m i a r u m a s y m o l o w e j . Z e b r a n y w c y l i n d r z e g a z s k Ba d a s i z p o w i e t r z a ,
k t ó r e g o o b j t o [ j e s t r ó w n o w a |n a o b j t o [c i a c e t o n u , g d y b y w d a n y c h w a r u n k a c h b y B g a z e m , o r a z
p a r y w o d n e j . C i [n i e n i e g a z u j e s t r ó w n e c i [n i e n i u c z s t k o w e m u w y w i e r a n e m u p r z e z p o w i e t r z e o r a z
c i [n i e n i u c z s t k o w e m u p a r y w o d n e j ( n a z y w a s i o n o p r |n o [i p a r y w o d n e j ) . Z a t e m P p o w = 1 0 0 4
h P a - 2 8 h P a = 9 7 6 h P a = 9 7 6 0 0 P a
K o r z y s t a j z r ó w n a n i a P p o w V = n R T m o |e m y o b l i c z y l i c z b m o l i p o w i e t r z a , a j e s t o n a r ó w n a
l i c z b i e m o l i a c e t o n u : n = P p o w V / R T
n = 0 , 0 0 1 4 9 m o l a . T e j i l o [c i m o l i o d p o w i a d a m a s a 0 , 0 8 7 g a c e t o n u , z a t e m p o p r z e k s z t a Bc e n i u w z o r u
n = m / M m o |e m y o b l i c z y m a s m o l o w . M = 5 8 , 4 g / m o l
O d p . : M a s a m o l o w a a c e t o n u w y n o s i 5 8 , 4 g / m o l
Z a d a n i e 1 3
O b l i c z p o d j a k i m c i [n i e n i e m w t e m p e r a t u r z e 3 0 0 K g s t o [ d w u t l e n k u w g l a w y n i e s i e 0 , 2 5 k g / m 3 .
D a n e :
T = 3 0 0 K
d = 0 , 2 5 k g / m 3 = 2 5 0 g / m 3 ( g s t o [ m u s i m y p o d a w m 3 b y z g a d z a By s i j e d n o s t k i z e s t a B g a z o w )
M = 4 4 g
p = ?
K o r z y s t a j c z p r z e k s z t a Bc o n e g o w z o r u C l a p e y r o n a o t r z y m u j e m y : p M = d R T = > p = d R T / M . P o
p o d s t a w i e n i u i o b l i c z e n i u o t r z y m u j e m y : p = 1 4 1 , 7 2 h P a
O d p . : P o d c i [n i e n i e m 1 4 1 , 6 5 h P a .
Z a d a n i e 1 4
W w a r u n k a c h n o r m a l n y c h g s t o [ c h l o r u w y n o s i 3 , 2 0 k g / m 3 , w o d o r u 0 , 0 9 k g / m 3 i p o w i e t r z a
1 , 2 9 k g / m 3 . O b l i c z y g s t o [ w z g l d n c h l o r u w s t o s u n k u d o w o d o r u i w s t o s u n k u d o p o w i e t r z a .
D a n e :
d C l 2 = 3 , 2 k g / m 3
d H 2 = 0 , 0 9 k g / m 3
d p o w = 1 , 2 9 k g / m 3
d C l 2 / H 2 = d C l 2 / d H 2
d C l 2 / H 2 = 3 5 , 5 6
d C l 2 / p o w = d C l 2 / d p o w
d C l 2 / p o w = 2 , 4 8
O d p . : G s t o [ c h l o r u w z g l d e m w o d o r u w y n o s i 3 5 , 5 6 , a w z g l d e m p o w i e t r z a 2 , 4 8 .
Z a d a n i e 1 5
O b e c n i e , m a s y a t o m o w e p i e r w i a s t k ó w o b l i c z a n e s w z g l d e m n u k l i d u w g l a 1 2 C . D a w n i e j
w z o r c e m b y B a t o m w o d o r u , d l a k t ó r e g o p r z y j t o m a s m o l o w 1 g / m o l . P o s Bu g u j c s i d a n y m i z
z a d a n i a 1 4 o b l i c z e f e k t y w n m a s m o l o w p o w i e t r z a , w y n i k p o r ó w n a j z z a d a n i e m 3 .
D a n e :
d p o w = 1 , 2 9 k g / m 3
d H 2 = 0 , 0 9 k g / m 3
M H 2 = 2 g / m o l ( 2 . 1 g / m o l )
M p o w = ?
W j e d n y m l i t r z e w o d o r u ( 0 , 0 9 g ) i p o w i e t r z a ( 1 , 2 9 g ) j e s t i d e n t y c z n a i l o [ c z s t e c z e k ( h i p o t e z a
A v o g a d r o ) . J e d n a k o w a i l o [ c z s t e c z e k , t o i d e n t y c z n a i l o [ n m o l i w o d o r u i p o w i e t r z a . D l a t e g o
m o |e m y z a p i s a :
n = 0 , 0 9 g / M H 2 = 1 , 2 9 g / M p o w
S t d
P o o b l i c z e n i u o t r z y m u j e m y : M p o w = 2 8 , 6 7 g / m o l M a s a t a j e s t n i e c o w i k s z a o d t e j o t r z y m a n e j z
z a d a n i a 3 , w y d a j e s i b y b a r d z i e j p r a w d o p o d o b n a ( b r a k z a Bo |e n i a , |e p o w i e t r z e w d a n y c h w
z a d a n i u 3 w a r u n k a c h z a c h o w u j e s i j a k g a z d o s k o n a By ) .
O d p . : W ó w c z a s e f e k t y w n a m a s a m o l o w a p o w i e t r z a w y n o s i Ba b y 2 8 , 6 7 g / m o l .
Z a d a n i a z a m i e s z c z o n e w t y m r o z d z i a l e z o s t a By r o z w i z a n e p r z e z P i o t r a p i o g u n @ o p . p l
S t |e n i a r o z t w o r ó w - s t |e n i e p r o c e n t o w e i
s t |e n i e m o l o w e
R o z t w o r e m n a z y w a m y u k Ba d j e d n o f a z o w y ( j e d n o r o d n y ) d w u l u b w i e l o s k Ba d n i k o w y . J a k o
r o z p u s z c z a l n i k w t a k i m u k Ba d z i e u m o w n i e p r z y j m u j e s i t e n s k Ba d n i k , k t ó r y w y s t p u j e w
n a d m i a r z e . P o z o s t a Be s k Ba d n i k i n a z y w a n e s s u b s t a n c j a m i r o z p u s z c z o n y m i . P r z y t e g o t y p u
p o j c i a c h w a |n a j e s t i n f o r m a c j a i l e s u b s t a n c j i z n a j d u j e s i w 1 0 0 g r o z t w o r u l u b w 1 d m 3
r o z t w o r u , c z y l i z n a j o m o [ s t |e n i a .
S t |e n i e p r o c e n t o w e
O i l e n i e j e s t t o z a n z n a c z o n e , o d n o s i s i z a w s z e d o m a s y s u b s t a n c j i i m a s y r o z t w o r u . O c z y w i [c i e
m a s a s u b s t a n c j i i m a s a r o z t w o r u m u s i b y w y r a |o n a w t y c h s a m y c h j e d n o s t k a c h . P r o c e n t o z n a c z a
( o d j z y k a Ba c i Ds k i e g o p r o c e n t u m ) n a s t o . C z y l i s t |e n i e n p . 1 5 % n a l e |y r o z u m i e j a k o 1 5 g
s u b s t a n c j i n a ( w ) 1 0 0 g r o z t w o r u . J e |e l i w 2 0 g r o z t w o r u z n a j d u j s i 2 g s u b s t a n c j i , t o j a k i e j e s t
s t |e n i e p r o c e n t o w e r o z t w o r u ? O c z y w i [c i e w 1 0 0 g r o z t w o r u s u b s t a n c j i b d z i e p i r a z y w i c e j ,
c z y l i 1 0 g i s t |e n i e p r o c e n t o w e w y n o s i 1 0 % .
S t |e n i e p r o c e n t o w e l i c z y m y w i c z e w z o r u :
S t |e n i e m o l o w e
S t |e n i e p r o c e n t o w e c h o c i a | b a r d z o r o z p o w s z e c h n i o n e , w c h e m i i c z s t o z a s t p o w a n e j e s t
s t |e n i e m m o l o w y m , k t ó r e w y g o d n i e j s z e j e s t w u |y c i u ( r e a k c j e z w i z k ó w Ba t w i e j j e s t o p i s a
i l o [c i a m i m o l o w y m i ) . S t |e n i e m o l o w e w y r a |a n e j e s t l i c z b m o l i s u b s t a n c j i r o z p u s z c z o n e j w 1 d m 3
r o z t w o r u ( l u b p o p r z e z p o d w i e l o k r o t n o [c i 1 m m o l w 1 c m 3 r o z t w o r u ) . S t |e n i e m o l o w e o b l i c z m y z e
w z o r u :
P r z y o b l i c z e n i a c h s t |e D r o z t w o r u c z s t o k o r z y s t a s i z g s t o [c i r o z t w o r u . G s t o [ j e s t w y r a |a n a w
g / c m 3 l u b k g / d m 3 . Z a u w a |m y , |e w l i c z n i k u w y s t p u j e j e d n o s t k a m a s y , a w m i a n o w n i k u j e d n o s t k a
o b j t o [c i . G s t o [ o b l i c z y m y w i c z e w z o r u : d = m / V
Z a d a n i e 1
5 0 g s o l i r o z p u s z c z o n o w 3 0 0 c m 3 w o d y . O b l i c z s t |e n i e p r o c e n t o w e o t r z y m a n e g o r o z t w o r u .
d a n e :
m s = 5 0 g
m r o z t p . = 3 0 0 g
c % = ?
m r o z t w . = m s + m r o z p . m r o z t w . = 5 0 g + 3 0 0 g = 3 5 0 g
O d p . O t r z y m a n o r o z t w ó r o s t |e n i u 1 4 , 3 %
Z a d a n i e 2
W 8 5 g r o z t w o r u z n a j d u j e s i 1 0 g N a O H . J a k i j e s t u d z i a B p r o c e n t o w y N a O H w t y m r o z t w o r z e ?
d a n e : m s = 1 0 g
m r o z t w . = 8 5 g
c % = ?
O d p . U d z i a B p r o c e n t o w y N a O H ( s t |e n i e p r o c e n t o w e ) w r o z t w o r z e w y n o s i 1 1 , 8 %
Z a d a n i e 3
I l e g r a m ó w w o d y i b e z w o d n e g o o c t a n u s o d o w e g o n a l e |y z m i e s z a z e s o b b y o t r z y m a 3 0 0 g 1 0 %
r o z t w o r u ?
d a n e :
c % = 1 0 %
m r o z t w . = 3 0 0 g
P o d s t a w i a j c d a n e d o w z o r u o t r z y m a m y m s = 3 0 g
m r o z t w . = m s + m r o z p .
m r o z p . = m r o z t w . - m s = 3 0 0 g - 3 0 g = 2 7 0 g
O d p . N a l e |y r o z p u [c i 3 0 g b e z w . o c t a n u s o d u w 2 7 0 g w o d y .
Z a d a n i e 4
D o 3 0 g 2 0 % r o z t w o r u d o d a n o 1 5 0 g w o d y . O b l i c z y s t |e n i e p r o c e n t o w e o t r z y m a n e g o r o z t w o r u .
d a n e :
m r o z t w . = 3 0 g
c 1 % = 2 0 %
m 1 r o z p . = 1 5 0 g
D o d a n i e 1 5 0 g w o d y d o 3 0 g r o z t w o r u s p o w o d u j e , |e m a s a p o w s t a Be g o r o z t w o r u b d z i e r ó w n a
s u m i e t y c h m a s . m 2 r o z t w . = 1 5 0 g + 3 0 g = 1 8 0 g
M a s a s u b s t a n c j i b d z i e t a k a s a m a j a k m a s a s u b s t a n c j i w p i e r w s z y m r o z t w o r z e :
m s = 3 0 g . 2 0 % . 0 , 0 1 % ( z a m i a s t d z i e l i p r z e z 1 0 0 % , m n o | p r z e z 0 , 0 1 % )
m s = 6 g
P o d s t a w i a j c o t r z y m a n e w a r t o [c i d o w z o r u n a s t |e n i e p r o c e n t o w e o t r z y m a m y : c % = 3 , 3 3 %
O d p . S t |e n i e p o w s t a Be g o r o z t w o r u w y n o s i 3 , 3 3 %
Z a d a n i e 5
Z m i e s z a n o 1 5 0 g 2 5 % r o z t w o r u k w a s u s o l n e g o z 8 0 g 1 5 % r o z t w o r e m t e g o k w a s u . O b l i c z y
s t |e n i e p r o c e n t o w e o t r z y m a n e g o r o z t w o r u k w a s u .
d a n e :
m 1 r o z t w . = 1 5 0 g
c 1 % = 2 5 %
m 2 r o z t w . = 8 0 g
c 2 % = 1 5 %
W p o w s t a By m k w a s i e m s = m 1 s + m 2 s , n a t o m i a s t m r o z t w = m 1 r o z t w . + m 2 r o z t w .
P r z e k s z t a Bc a j c w z ó r n a s t |e n i e p r o c e n t o w e : o b l i c z a m m 1 s , m 2 s , o r a z m s .
m 1 s = 3 7 , 5 g
m 2 s = 1 2 g
m s = 4 9 , 5 g
m r o z t w . = 1 5 0 g + 8 0 g = 2 3 0 g K o r z y s t a j c z e w z o r u n a s t |e n i e p r o c e n t o w e o b l i c z a m s t |e n i e
p o w s t a Be g o r o z t w o r u : c % = 2 1 , 5 2 %
Z a d a n i e 6
I l e g r a m ó w c z y s t e g o H 2 S O 4 z n a j d u j e s i w 3 0 0 c m 3 2 0 % r o z t w o r u . G s t o [ k w a s u d = 1 , 1 3 9 k g / d m 3 .
d a n e :
V r o z t w . = 3 0 0 c m 3
d = 1 , 1 3 9 k g / d m 3 ( 1 , 1 3 9 g / c m 3 z a m i a n a w c e l u u w s p ó l n i e n i a j e d n o s t e k )
c % = 2 0 %
A b y o b l i c z y m a s s u b s t a n c j i k o r z y s t a m y ( p o p r z e k s z t a Bc e n i u ) z e w z o r u n a s t |e n i e p r o c e n t o w e .
O b j t o [ r o z t w o r u m u s i m y z a m i e n i n a m a s r o z t w o r u . K o r z y s t a m y z e w z o r u n a g s t o [: d = m / v ,
p o p r z e k s z t a Bc e n i u o t r z y m u j e m y : m = d . V .
m r o z t w . = 3 0 0 c m 3 . 1 , 1 3 9 g / c m 3 = 3 4 1 , 7 g
m s = m r o z t w . . c % . 0 , 0 1 % = 6 8 , 3 4 g
O d p . W r o z t w o r z e z n a j d u j e s i 6 8 , 3 4 g c z y s t e g o H 2 S O 4 .
Z a d a n i e 7
P o r o z p u s z c z e n i u 1 2 , 5 0 0 0 g w o d o r o t l e n k u s o d o w e g o w w o d z i e o t r z y m a n o 2 0 0 c m 3 r o z t w o r u . J a k i e
j e s t j e g o s t |e n i e m o l o w e ?
d a n e :
m s = 1 2 , 5 0 0 0 g
V = 2 0 0 c m 3 = 0 , 2 0 0 d m 3
M = 4 0 g / M o l
K o r z y s t a m y z e w z o r u n a s t |e n i e m o l o w e C M = n / v . W p i e r w s z e j k o l e j n o [c i o b l i c z a m y i l o [ m o l i
w o d o r o t l e n k u s o d o w e g o : n = m s / M = 1 2 , 5 0 0 0 g / 4 0 g / m o l = 0 , 3 1 2 5 . P o p o d s t a w i e n i u d o w z o r u n a
s t |e n i e m o l o w e o t r z y m a m y C M = 1 , 5 6 2 5 m o l / d m 3
O d p . O t r z y m a n o r o z t w ó r o s t |e n i u 1 , 5 6 2 5 m o l / d m 3
Z a d a n i e 8
I l e w o d y n a l e |y d o d a d o 2 5 c m 3 2 7 % r o z t w o r u K O H o g s t o [c i 1 , 2 5 g / c m 3 a b y o t r z y m a r o z t w ó r
0 , 2 m o l o w y ?
d a n e :
V = 2 5 c m 3
c % = 2 7 %
d = 1 , 2 5 g / c m 3
C M = 0 , 2 m o l / d m 3
M K O H = 5 6 g / m o l
K o r z y s t a j c z e w z o r u C M = n / V , p o p r z e k s z t a Bc e n i u w z g l d e m V o t r z y m a m y : V = n / C M . B r a k u j c e
d a n e ( i l o [ m o l i ) l i c z y m y z e w z o r u n = m s / M . M u s i m y o b l i c z y m s , k o r z y s t a j c z e w z o r u n a s t |e n i e
p r o c e n t o w e :
M a s 2 5 c m 3 r o z t w o r u o b l i c z y m y u w z g l d n i a j c j e g o g s t o [: d = m r o z t w . / V c z y l i m r o z t w . = V . d .
P o d s t a w i a j c k o l e j n o d a n e d o w z o r ó w o t r z y m a m y : m r o z t w . = 3 1 , 2 5 g , m s = 8 , 4 3 7 g , n = 0 , 1 5 0 7 m o l , o r a z
V r o z t w . = 0 , 7 5 5 d m 3 = 7 5 3 c m 3 . W z a d a n i u p y t a j n a s o i l o [ w o d y , a m y p o l i c z y l i [m y o b j t o [
r o z t w o r u j a k o t r z y m a l i [m y p o d o d a n i u d o w o d y 2 5 c m 3 2 7 % r o z t w o r u K O H . C z y l i
V w o d y = V r o z t w . - 2 5 c m 3 = 7 2 8 c m 3 .
O d p . N a l e |y d o d a 7 2 8 c m 3 w o d y d o 2 5 c m 3 2 7 % r o z t w o r u K O H a b y o t r z y m a r o z t w ó r 0 , 2
m o l o w y .
Z a d a n i e 9
O b l i c z y s t |e n i e m o l o w e c z y s t e j w o d y ( s t |e n i e w o d y w w o d z i e ) w t e m p . 3 2 3 , 1 5 K . W t e j
t e m p e r a t u r z e g s t o [ w o d y d = 0 , 9 8 8 g / c m 3 .
d a n e :
m s = 1 0 0 0 g ( z a Bo |e n i e )
M = 1 8 , 0 1 5 2 g / m o l
K o r z y s t a j c z e w z o r u n a s t |e n i e m o l o w e C M = n / V o b l i c z a m y i l o [ m o l i w o d y w 1 k g :
n = 1 0 0 0 g / 1 8 , 0 1 5 2 g / m o l = 5 5 , 5 0 8 7 m o l i . 1 k g w o d y z a j m u j e o b j t o [: d = m / v , c z y l i V = m / d
= 1 , 0 1 2 1 d m 3 . S t |e n i e m o l o w e o b l i c z a m y z e w z o r u ; C M = n / V = 5 4 , 8 4 m o l / d m 3 .
O d p . S t |e n i e m o l o w e c z y s t e j w o d y w y n o s i 5 4 , 8 4 m o l / d m 3 .
Z a d a n i e 1 0
Z m i e s z a n o 3 5 0 c m 3 2 m o l o w e g o r o z t w o r u N a O H i 1 5 0 c m 3 3 m o l o w e g o r o z t w o r u N a O H . O b l i c z y
s t |e n i e m o l o w e o t r z y m a n e g o r o z t w o r u .
d a n e :
C 1 M = 2 m o l / d m 3
V 1 = 3 5 0 c m 3 = 0 , 3 5 d m 3
C 2 M = 3 m o l / d m 3
V 2 = 1 5 0 c m 3 = 0 , 1 5 0 d m 3
P o z m i e s z a n i u r o z t w o r ó w o b j t o [ k o Dc o w a j e s t r ó w n a s u m i e o b j t o [c i V = V 1 + V 2 = 0 , 5 0 0 d m 3 .
W p i e r w s z y m r o z t w o r z e z n a j d u j e s i :
V 1 . C 1 M = 0 , 7 0 0 m o l a s u b s t a n c j i ( N a O H ,
W d r u g i m r o z t w o r z e z n a j d u j e s i V 2 . C 2 M = 0 , 4 5 0 m o l a N a O H .
W s u m i e p o z m i e s z a n i u o t r z y m a m y n s = 0 , 7 0 0 + 0 , 4 5 0 = 1 , 1 5 0 m o l a N a O H . S t |e n i e p o w s t a Be g o
r o z t w o r u w y n o s i :
C M = n / V = 2 , 3 0 m o l / d m 3
O d p . O t r z y m a n o r o z t w ó r o s t |e n i u 2 , 3 m o l / d m 3
Z a d a n i e 1 1
O b l i c z y s t |e n i e m o l o w e 2 0 % r o z t w o r u H N O 3 o g s t o [c i d = 1 , 1 1 5 g / c m 3 .
d a n e :
c % = 2 0 % d = 1 , 1 1 5 g / c m 3
m r o z t w . = 1 0 0 g ( z a Bo |e n i e )
M = 6 3 g / m o l
Z d e f i n i c j i s t |e n i a p r o c e n t o w e g o , w 1 0 0 g r o z t w o r u z n a j d u j e s i 2 0 g k w a s u H N O 3 . T a m a s a k w a s u
a z o t o w e g o ( V ) o d p o w i a d a n = m / M = 0 , 3 1 7 5 m o l . 1 0 0 g r o z t w o r u k w a s u z a j m u j e o b j t o [ ( d = m / V )
V = m r o z t w . / d = 8 9 , 6 8 6 c m 3 = 0 , 0 8 9 6 8 d m 3 . S t |e n i e m o l o w e t e g o k w a s u w y n o s i : C M = n / V
C M = 3 , 5 4 0 m o l / d m 3 .
O d p . 2 0 % k w a s a z o t o w y ( V ) j e s t 3 , 5 4 0 m o l o w y .
S t e c h i o m e t r i a
P o w y z n a c z e n i u p r a w i d Bo w y c h m a s a t o m o w y c h d l a w g l a i t l e n u p r z e z C a n n i z z a r o w 1 8 5 8 r o k u ,
m o |n a b y Bo o z n a c z y s k Ba d p r o c e n t o w y r ó |n y c h z w i z k ó w , a n a s t p n i e w y z n a c z y w z o r y
s u m a r y c z n e d l a w i e l u z w i z k ó w n i e o r g a n i c z n y c h . W p r z y p a d k u z w i z k ó w o r g a n i c z n y c h p o j a w i B
s i p e w i e n p r o b l e m n p . d l a z w i z k u o s k Ba d z i e : 4 0 , 0 % C ; 6 , 7 % H ; 5 3 , 3 % O .
Z d e f i n i c j i p r o c e n t ó w w y n i k a , |e w 1 0 0 g z w i z k u z n a j d u j e s i 4 0 , 0 g C ; 6 , 7 g H o r a z 5 3 , 3 g O .
C z y l i w 1 0 0 g z w i z k u z n a j d u j e s i : 4 0 , 0 / 1 2 = 3 , 3 3 3 m o l a C ; 6 , 7 / 1 = 6 , 7 m o l a H o r a z
5 3 , 3 / 1 6 = 3 , 3 3 1 m o l a O . S t o s u n e k m o l o w y C : H : O w y n o s i 3 , 3 3 3 : 6 , 7 0 0 : 3 , 3 3 1 , c z y l i n i e z n a n y z w i z e k
m o |e m y o p i s a w z o r e m : C 3 , 3 3 3 H 6 , 7 O 3 , 3 3 1 . P o p o d z i e l e n i u k a |d e j z t y c h l i c z b p r z e z n a j m n i e j s z z
n i c h o t r z y m u j e m y d l a n i e z n a n e g o z w i z k u w z ó r : C H 2 O , k t ó r y n o s i n a z w w z o r u e m p i r y c z n e g o .
O k a z u j e s i , |e w i e l e r ó |n y c h z w i z k ó w o r g a n i c z n y c h m a i d e n t y c z n y s k Ba d . T y m n i e z n a n y m
z w i z k i e m m o |e n p . b y :
H 2 C = O
A l d e h y d m r ó w k o w y C H 2 O
C 2 H 4 O 2 ( C H 2 O ) 2 C H 3 C O O H
K w a s o c t o w y
C 3 H 6 O 3 ( C H 2 O ) 3 C H 3 - C H 2 ( O H ) -
K w a s m l e k o w y
C O O H
a l d e h y d
C 3 H 6 O 3 ( C H 2 O ) 3 C H 2 ( O H ) - C H ( O H ) -
g l i c e r y n o w y
C H O
g l u k o z a l u b
f r u k t o z a
C 6 H 1 2 O 6 ( C H 2 O ) 6
i w i e l e i n n y c h
z w i z k ó w
W y z n a c z o n y w c z e [n i e j w z ó r n o s i n a z w w z o r u e m p i r y c z n e g o , a r z e c z y w i s t y w z ó r s u m a r y c z n y
( c z s t e c z k o w y ) j e s t j e g o w i e l o k r o t n o [c i . D l a w y z n a c z e n i a w z o r u c z s t e c z k o w e g o n i e z n a n e g o
z w i z k u m u s i m y z n a j e g o m a s c z s t e c z k o w , b y z n i e j w y z n a c z y w s p ó Bc z y n n i k n p r z e z k t ó r y
n a l e |y p o m n o |y w z ó r e m p i r y c z n y b y o t r z y m a w z ó r s u m a r y c z n y . D l a w y z n a c z e n i a m a s y
c z s t e c z k o w e j m o |n a w y k o r z y s t a p r a w o A v o g a d r o ( n a c o z w r ó c i B u w a g r ó w n i e | C a n n i z z a r o ) ,
p r a w a g a z o w e , a w s z c z e g ó l n o [c i p r a w o g a z u d o s k o n a Be g o :
P V = n R T , ( 1 )
g d z i e : P - c i [n i e n i e w y w i e r a n e p r z e z g a z
V - o b j t o [ g a z u
R - s t a Ba g a z o w a R = 8 , 3 1 4 J / ( M o l d e g )
T - t e m p e r a t u r a b e z w z g l d n a
n - i l o [ m o l i g a z u
W i e d z c , |e n = m / M i p o d s t a w i a j c t z a l e |n o [ d o w z o r u ( 1 ) o t r z t m u j e m y :
( 2 )
P r z e k s z t a Bc a j c ( 2 ) w z g l d e m M o t r z y m u j e m y :
( 3 )
W y d a w a Bo b y s i , |e m a s c z s t e c z k o w z t e j z a l e |n o [c i m o |n a w y z n a c z y t y l k o d l a s u b s t a n c j i
g a z o w y c h . V . M e y e r p o k a z a B j a k w y k o r z y s t a t e n w z ó r d l a s u b s t a n c j i c i e k By c h ( l u b n a w e t s t a By c h ) ,
o n i e z b y t w y s o k i c h t e m p e r a t u r a c h w r z e n i a ( s u b l i m a c j i ) .
O z n a c z a n i e m a s y c z s t e c z k o w e j m e t o d M e y e r a
P o m i a r m a s y c z s t e c z k o w e j m e t o d M e y e r a w y k o n u j e s i w a p a r a c i e p r z e d s t a w i o n y m n a
p o n i |s z y m r y s u n k u :
S z k l a n a m p u Bk z d o k Ba d n i e o d w a |o n i l o [c i b a d a n e j s u b s t a n c j i u m i e s z c z a s i w k o l b i e , k t ó r a
u p r z e d n i o z o s t a Ba o g r z a n a w t e r m o s t a c i e d o t e m p e r a t u r y w y |s z e j n i | t e m p . w r z e n i a t e j s u b s t a n c j i .
P o d w p By w e m w z r o s t u c i [n i e n i a a m p u Bk a p k a ( c z a s a m i t r z e b a j s t Bu c ) . S u b s t a n c j a p r z e c h o d z i w
s t a n p a r y , w y p i e r a j c r ó w n o w a |n o b j t o [ p o w i e t r z a , k t ó r e z b i e r a n e j e s t w n a c z y n i u p o m i a r o w y m .
Z e b r a n e p o w i e t r z e z a j m u j e t a k o b j t o [, j a k z a j m o w a Ba b y b a d a n a s u b s t a n c j a g d y b y m o g Ba b y
g a z e m w t e m p . o t o c z e n i a ( p o m i a r u o b j t o [c i p o w i e t r z a d o k o n u j e s i j u | w t e m p e r a t u r z e o t o c z e n i a ) .
W y s t a r c z y z m i e r z y c i [n i e n i e z e b r a n e g o p a n u j c e w n a c z y n i u ( a j e s t o n o r ó w n e c i [n i e n i u
z e w n t r z n e m u ) b y m ó c o b l i c z y m a s c z s t e c z k o w b a d a n e g o z w i z k u z e w z o r u ( 3 ) .
B e z p o [r e d n i e w y n i k i z p o m i a r ó w P , V i T m o |n a w p r o w a d z i d o w z o r u ( 3 ) j e |e l i p o w i e t r z e
z b i e r a n e j e s t n a d r t c i . J e d n a k z e w z g l d u n a j e j t r u j c e w Ba [c i w o [c i , z a m i a s t r t c i u |y w a s i
w o d y . W t e d y w n a c z y n i u p o m i a r o w y m z n a j d u j e s i p o w i e t r z e o r a z n i e z n a c z n a i l o [ p a r y w o d n e j ,
k t ó r n a l e |y u w z g l d n i w o b l i c z e n i a c h . W y k o r z y s t u j e s i t u t a j p r a w o c i [n i e D c z s t k o w y c h
D a l t o n a , w e d Bu g k t ó r e g o c a Bk o w i t e c i [n i e n i e g a z u j e s t r ó w n e s u m i e c i [n i e D c z s t k o w y c h .
P = p 1 + p 2 + p 3 + . . . p n . C i [n i e n i e c z s t k o w e j e s t t o c i [n i e n i e j a k i e w y w i e r a B b y d a n y g a z g d y b y s a m
z n a j d o w a B s i w n a c z y n i u . Z t e g o w y n i k a , |e c i [n i e n i e p a n u j c e w n a c z y n i u p o m i a r o w y m P = p p + p w .
C i [n i e n i e p o w i e t r z a w t y m n a c z y n i u r ó w n e j e s t c i [n i e n i u z e w n t r z n e m u p o m n i e j s z o n e m u o
c i [n i e n i e c z s t k o w e w o d y , c z y l i p o m n i e j s z o n e o p r |n o [ w o d y w t e m p e r a t u r z e p o m i a r u p p = P - p w .
T o b l i c z o n w a r t o [ n a l e |y p o d s t a w i d o r ó w n a n i a ( 3 ) . P r |n o [ p a r y w o d n e j w o k r e [l o n e j
t e m p e r a t u r z e o d c z y t u j e s i z t a b l i c .
Z a d a n i e 1
0 , 0 5 3 2 g n i e z n a n e g o z w i z k u X o s k Ba d z i e 9 2 , 3 % C ; 7 , 7 % H , p o p r z e p r o w a d z e n i u w s t a n p a r y
w y p i e r a 1 7 , 4 c m 3 p o w i e t r z a m i e r z o n e g o w t e m p e r a t u r z e 2 9 8 K i p o d c i [n i e n i e m 1 0 0 3 h P a . J a k i j e s t
w z ó r c z s t e c z k o w y n i e z n a n e g o z w i z k u X . P r |n o [ p a r y w o d n e j w t e m p e r a t u r z e 2 9 8 K w y n o s i
3 1 , 6 8 h P a .
d a n e :
T = 2 9 8 K
m = 0 , 0 5 3 2 g C : 9 2 , 3 % , H : 7 , 7 %
V = 1 7 , 4 c m 3 = 1 7 , 4 . 1 0 - 6 m 3
P = 1 0 0 3 h P a = 1 0 0 3 0 0 P a ; p w = 3 1 , 6 8 h P a = 3 1 6 8 P a
p p = 1 0 0 3 0 0 P a - 3 1 6 8 P a = 9 7 1 3 2 P a
R = 8 , 3 1 4 J / ( m o l K )
R o z w i z a n i e :
W t e g o t y p u z a d a n i a c h , j e |e l i t y l k o j e s t m o |l i w o [ w c z e [n i e j s z e g o w y z n a c z e n i a m a s y
c z s t e c z k o w e j , n a l e |y t o u c z y n i . J e d n a k |e p i e r w s z y m k r o k i e m j e s t z a w s z e z e b r a n i e d a n y c h i
d o p r o w a d z e n i e i c h d o w s p ó l n e g o m i a n a . K o r z y s t a j c z w y p r o w a d z o n e g o w c z e [n i e j r ó w n a n i a
i p o d s t a w i a j c d o n i e g o p o d a n e d a n e o t r z y m u j e m y : M = 7 7 , 9 8 g / m o l
Z n a j c m a s c z s t e c z k o w i s k Ba d p r o c e n t o w y z w i z k u , Ba t w o p o l i c z y u d z i a By w a g o w e
p o s z c z e g ó l n y c h p i e r w i a s t k ó w w j e d n y m m o l u z w i z k u . M a s w g l a z a w a r t w j e d n y m m o l u
z w i z k u m o |n a o b l i c z y z e w z o r u : c % = 1 0 0 % . m c / M ( p o p r z e k s z t a Bc e n i u w z g l d e m m c ) , l u b z
p r o p o r c j i . W p o d o b n y s p o s ó b o b l i c z m y m a s w o d o r u z a w a r t w 7 7 , 9 8 g z w i z k u .
P o o b l i c z e n i u o t r z y m a m y : m c = 7 1 , 9 8 g , m H = 6 g . O b l i c z o n e m a s y w g l a i w o d o r u z a m i e n i a m y n a
i l o [c i m o l i w g l a i w o d o r u : n C = m C / 1 2 , n H = m H / 1 . P o w y k o n a n i u p o d a n y c h o b l i c z e D o t r z y m u j e m y :
n c = 6 , n H = 6 , c z y l i w j e d n y m m o l u z w i z k u X ( 7 7 , 9 8 g ) z n a j d u j e s i 6 m o l i w g l a i 6 m o l i w o d o r u .
O d p . : W z ó r s u m a r y c z n y z w i z k u X t o C 6 H 6
W s z y s c y d o s k o n a l e w i e m , |e m e t a l e i g a z y s z l a c h e t n e w y s t p u j w p o s t a c i a t o m o w e j , n a t o m i a s t
n i e m e t a l e w p o s t a c i c z s t e c z k o w e j . D l a t e g o g d y m ó w i m y o a z o c i e , t l e n i e , c z y f l u o r o w c a c h ,
p i e r w i a s t k i t e z a p i s u j e m y z a w s z e w p o s t a c i N 2 , O 2 , F 2 , C l 2 , B r 2 c z y I 2 , a l e c o z i n n y m i
p i e r w i a s t k a m i , t a k i m i j a k f o s f o r , s i a r k a , a r s e n i w i e l e i n n y c h . P i e r w i a s t k i t e z a p i s u j e s i w p o s t a c i
a t o m o w e j : P , S , A s i t d . , a l e c z y t o o z n a c z a , |e o n e w t a k i e j p o s t a c i w y s t p u j ? P r z e c i e | s t o
n i e m e t a l e . D l a c z e g o n i e z a p i s u j e s i i c h w p o s t a c i S 2 , P 2 i t d . N a j p r o s t s z a , a j e d n o c z e [n i e
p r a w i d Bo w a , o d p o w i e d z j a k a s i n a s u w a t o s t w i e r d z e n i e , |e p i e r w i a s t k i t e w t a k i e j p o s t a c i n i e
w y s t p u j . Z u w a g i n a t o , |e s t o n i e m e t a l e , n i e w y s t p u j r ó w n i e | w p o s t a c i a t o m o w e j . W j a k i e j
p o s t a c i w y s t p u j t e p i e r w i a s t k i ? O d p o w i e d z m o |n a u z y s k a r o z w i z u j c k o l e j n e z a d a n i a .
Z a d a n i e 2
G s t o [ p a r s i a r k i w r ó |n y c h t e m p e r a t u r a c h w y n o s i :
T [ K ] P [ h P a ]
d [ g / d m 3 ]
8 7 0 9 3 3 3 , 2 9
1 1 7 0 8 6 6 0 , 5 7 1
P o d a j p r a w i d Bo w e w z o r y c z s t e c z k i s i a r k i w p o d a n y c h w a r u n k a c h .
G s t o [ p a r s i a r k i 3 , 2 9 g / d m 3 o z n a c z a , |e 3 , 2 9 g s i a r k i z a j m u j e o b j t o [ 1 d m 3 . M o |n a z a p i s a
n a s t p u j c e d a n e d o z a d a n i a :
d a n e :
T = 8 7 0 K T = 1 1 7 0 K
P = 9 3 3 h P a = P = 8 6 6 h P a =
9 3 3 0 0 P a 8 6 6 0 0 P a
V = 1 d m 3 = 1 0 - 3 m 3 V = 1 d m 3 = 1 0 - 3 m 3
m = 3 , 2 9 g m = 0 , 5 7 1 g
M a m y T , P , V , a w i c s k o r z y s t a m y z r ó w n a n i a s t a n u g a z u d o s k o n a Be g o ( r ó w n a n i e C l a p e y r o n a )
P V = n R T ( P V = m / M . R T ) . P o p r z e k s z t a Bc e n i u w z g l d e m M o t r z y m u j e m y w z ó r : .
P o d s t a w i a j c k o l e j n o d a n e d o t e g o w z o r u o b l i c z a m y M w r ó |n y c h t e m p e r a t u r a c h :
8 7 0 K 2 5 6 g / m o l
1 1 7 0 K 6 4 g / m o l
A b y o d p o w i e d z i e n a p y t a n i e i l e a t o m ó w s i a r k i w c h o d z i w s k Ba d c z s t e c z k i s i a r k i n a l e |y o b l i c z o n e
m a s y c z s t e c z k o w e s i a r k i p o d z i e l i p r z e z j e j m a s a t o m o w , c z y l i p r z e z 3 2 g / m o l .
O d p . : W t e m p e r a t u r z e 8 7 0 K s i a r k a w y s t p u j e w p o s t a c i c z s t e c z e k o [m i o a t o m o w y c h S 8 ( w
t e m p e r a t u r z e p o k o j o w e j r ó w n i e | w t a k i e j p o s t a c i ) , n a t o m i a s t w t e m p e r a t u r z e 1 1 7 0 K w p o s t a c i
c z s t e c z e k d w u a t o m o w y c h S 2 .
Z a d a n i e 3
P a r y a r s e n u r e a g u j z w o d o r e m w s t o s u n k u o b j t o [c i o w y m 1 : 6 . J a k a l i c z b a a t o m ó w a r s e n u w c h o d z i
w s k Ba d c z s t e c z k i a r s e n u , w i e d z c |e p r o d u k t e m r e a k c j i j e s t a r s e n o w o d ó r A s H 3 .
R o z w i z a n i e :
Z p r a w a A v o g a d r o w i e m y , |e w j e d n a k o w y c h w a r u n k a c h T , P i V w s z y s t k i e g a z y z a w i e r a j
j e d n a k o w l i c z b c z s t e c z e k . C z y l i w 6 o b j t o [c i a c h w o d o r u j e s t 6 r a z y w i c e j m o l i w o d o r u n i | w
1 o b j t o [c i p a r a r s e n u . M o |n a r ó w n i e | p o w i e d z i e , |e 1 m o l a r s e n u r e a g u j e z 6 m o l a m i w o d o r u
d a j c a r s e n o w o d ó r . Z a p i s z m y t o o s t a t n i e z d a n i e w p o s t a c i r ó w n a n i a r e a k c j i :
A b y s p e Bn i o n e b y Bo p r a w o z a c h o w a n i a m a s y x m u s i b y r ó w n e 4 , x = 4 .
O d p . : A r s e n w y s t p u j e w p o s t a c i c z s t e c z e k c z t e r o a t o m o w y c h A s 4 .
O b l i c z e n i a n a p o d s t a w i e r ó w n a n i a r e a k c j i
R ó w n a n i a r e a k c j i c h e m i c z n y c h m a j z n a c z e n i e r ó w n a D m a t e m a t y c z n y c h ( p r a w o z a c h o w a n i a m a s y ,
p r a w o z a c h o w a n i a Ba d u n k u ) , c z y l i l e w a s t r o n a r ó w n a n i a r e a k c j i m u s i b y r ó w n a p r a w e j s t r o n i e
r ó w n a n i a r e a k c j i . N a p o d s t a w i e r ó w n a D r e a k c j i p r z e p r o w a d z a s i w i e l e o b l i c z e D o d u |y m z n a c z e n i u
p r a k t y c z n y m .
Z d r u g i e j s t r o n y , w Ba [n i e z a d a n i a o p a r t e n a r ó w n a n i a c h r e a k c j i s p r a w i a j o g r o m n e t r u d n o [c i w i c h
r o z w i z y w a n i u . J e d n a k |e z a d a n i a t e g o t y p u w c a l e n i e s t r u d n i e j s z e o d i n n y c h . N a l e |y t y l k o
p a m i t a , |e r o z w i z y w a n i e z a d a n i a z c h e m i i n a l e |y r o z p o c z o d p o p r a w n e g o n a p i s a n i a
r ó w n a n i a r e a k c j i c h e m i c z n e j . W n a s t p n y m k r o k u n a l e |y o d p o w i e d n i o p r z e c z y t a i z a p i s a d a n e
w y n i k a j c e z r ó w n a n i a r e a k c j i . M e t o d p o s t p o w a n i a p r z e [l e d zm y n a p r z y k Ba d a c h :
a ) 1 c z s t e c z k a 1 c z s t e c z k a 1 c z s t e c z k a 1 c z s t e c z k a
c h l o r o w o d o r u w o d o r o t l e n k u s o d u c h l o r k u s o d u w o d y
Z p i e r w s z e g o s p o s o b u p r z e c z y t a n i a r ó w n a n i a r e a k c j ( s p o s ó b r a c z e j m a Bo p r a k t y c z n y - k t o
d y s p o n u j e j e d n c z s t e c z k z w i z k u ) w y n i k a b e z p o [r e d n i o n a s t p n y s p o s ó b , p o w s t a By p o p r z e z
p o m n o |e n i e s t r o n a m i p r z e z l i c z b A v o g a d r o .
1 m o l w o d o r o t l e n k u 1 m o l c h l o r k u 1 m o l
b ) 1 m o l
c h l o r o w o d o r u s o d u s o d u w o d y
4 0 g w o d o r o t l e n k u 5 8 , 5 g c h l o r k u
c ) 3 6 , 5 g 1 8 g w o d y
c h l o r o w o d o r u s o d u s o d u
Z w Ba [c i w o [c i z w i z k ó w i p r a w g a z o w y c h w y n i k a j k o l e j n e s p o s o b y c z y t a n i a r ó w n a n i a r e a k c j i
3
1 m o l w o d o r o t l e n k u 1 m o l c h l o r k u 1 m o l
d ) 2 2 , 4 d m
s o d u s o d u w o d y
c h l o r l o w o d o r u
D o w o l n a k o m b i n a c j a s p o s o b ó w b ) , c ) , d )
3
4 0 g w o d o r o t l e n k u 1 m o l c h l o r k u 1 8 g
e ) 2 2 , 4 d m
s o d u s o d u w o d y
c h l o r l o w o d o r u
P o d a n e w y |e j w a r t o [c i s n a s z y m i d a n y m i w y n i k a j c y m i z r ó w n a n i a r e a k c j i i j e d n o c z e [n i e d a n y m i
d o r ó w n a n i a m a t e m a t y c z n e g o ( p r o p o r c j i ) * .
S p r ó b u j m y s t o s u j c p o d a n e s p o s o b y c z y t a n i a r ó w n a n i a r e a k c j i c h e m i c z n e j r o z w i z a k i l k a z a d a D.
P r z y k Ba d o w e z a d a n i e 1 p o d a n e b d z i e w k i l k u w a r i a n t a c h .
Z a d a n i e 1 a
I l e g r a m ó w w o d y p o w s t a n i e w w y n i k u s p a l e n i a 3 g w o d o r u w t l e n i e ?
d a n e :
m H = 3 g
W t r e [c i z a d a n i a m a m y p o d a n m a s w o d o r u , p y t a n i e n a t o m i a s t j e s t o m a s p o w s t a Be j w o d y .
P r z e c z y t a j m y i z a p i s z m y d a n e w y n i k a j c e z r ó w n a n i a r e a k c j i b i o r c p o d u w a g t y l k o t e w i e l k o [c i
( m a s a t l e n u w o g ó l e n a s t y m r a z e m n i e i n t e r e s u j e ) : z 4 g w o d o r u p o w s t a j e 3 6 g w o d y
z z a p i s u r ó w n a n i a 4 g w o d o r u = 3 6 g
r e a k c j i : w o d y
3 g w o d o r u = x g
z z a p i s u d a n y c h :
w o d y .
c z y l i : ;
O d p . Z e s p a l e n i a 3 g w o d o r u w t l e n i e p o w s t a n i e 2 7 g w o d y
Z a d a n i e 1 b
I l e g r a m ó w w o d y p o w s t a n i e z e s p a l e n i a 2 2 , 4 d m 3 w o d o r u o d m i e r z o n e g o w w a r u n k a c h n o r m a l n y c h ?
d a n e :
V H = 2 2 , 4 d m 3
z z a p i s u r ó w n a n i a
4 4 , 8 d m 3 w o d o r u =
r e a k c j i :
3 6 g w o d y
2 2 , 4 d m 3 w o d o r u =
z z a p i s u d a n y c h :
x g w o d y .
c z y l i : ;
O d p . P o w s t a n i e 1 8 g w o d y .
Z a d a n i e 1 c
I l e d m 3 t l e n u o d m i e r z o n e g o w w a r u n k a c h n o r m a l n y c h p o t r z e b a d o s p a l e n i a 2 g w o d o r u ?
d a n e :
m H = 2 g
z z a p i s u r ó w n a n i a
4 g w o d o r u = 2 2 , 4 d m 3
r e a k c j i :
t l e n u
z z a p i s u d a n y c h :
2 g w o d o r u = x d m 3 t l e n u .
c z y l i : ;
O d p . D o s p a l e n i a 2 g w o d o r u p o t r z e b a 1 1 , 2 d m 3 t l e n u o d m i e r z o n e g o w w a r u n k a c h n o r m a l n y c h .
Z a d a n i e 1 d
I l e g r a m ó w w o d o r u i t l e n u p o t r z e b a d o s y n t e z y 9 g w o d y ?
d a n e :
m w o d y = 9 g
z z a p i s u r ó w n a n i a r e a k c j i d l a 4 g w o d o r u = 3 6 g
w o d o r u : w o d y
x g w o d o r u = 9 g
z z a p i s u d a n y c h :
w o d y .
c z y l i : ( 1 g w o d o r u )
z z a p i s u r ó w n a n i a r e a k c j i d l a 3 2 g t l e n u = 3 6 g
t l e n u : w o d y
x g t l e n u = 9 g
z z a p i s u d a n y c h :
w o d y .
c z y l i : ( 8 g t l e n u )
( l u b z p r a w a z a c h o w a n i a m a s y : z 1 g w o d o r u ( o b l i c z o n e w c z e [n i e j ) i x g t l e n u p o w s t a j e 9 g w o d y .
x = 9 g - 1 g = 8 g t l e n u ) .
O d p . D o s y n t e z y 9 g w o d y p o t r z e b a 1 g w o d o r u i 8 g t l e n u
1 . R ó w n o w a g i j o n o w e p H r o z t w o r u
K w a s y , z a s a d y i s o l e n a z y w a s i e l e k t r o l i t a m i , p o n i e w a | p r z e w o d z p r d e l e k t r y c z n y , z a r ó w n o w
w o d n y c h r o z t w o r a c h , j a k i w s t a n i e s t o p i o n y m ( s o l e ) . N i e w s z y s t k i e w o d n e r o z t w o r y w
j e d n a k o w y m s t o p n i u p r z e w o d z p r d e l e k t r y c z n y . N i e k t ó r e z w i z k i n p . s o l e , k w a s s o l n y , c z y
w o d o r o t l e n k u p o t a s u w p o s t a c i w o d n y c h r o z t w o r ó w b a r d z o d o b r z e p r z e w o d z p r d e l e k t r y c z n y
n a z y w a m y j e m o c n y m i e l e k t r o l i t a m i . I n n e , n p . C H 3 C O O H , N H 3 m i m o |e s o t y m s a m y m
s t |e n i u c o e l e k t r o l i t y m o c n e w y k a z u j z n a c z n i e s Ba b s z e p r z e w o d n i c t w o . T a k i e e l e k t r o l i t y n a z y w a
s i s Ba b y m i e l e k t r o l i t a m i .
Z a p r z e w o d n i c t w o e l e k t r y c z n e o d p o w i e d z i a l n e s j o n y o b e c n e w r o z t w o r z e . J e |e l i e l e k t r o l i t m o c n y
d o b r z e p r z e w o d z i p r d e l e k t r y c z n y , a e l e k t r o l i t s Ba b y m i m o t a k i e g o s a m e g o s t |e n i a zl e , o z n a c z a t o ,
|e w e l e k t r o l i c i e s Ba b y m j e s t m n i e j s z e s t |e n i e j o n ó w o d p o w i e d z i a l n y c h z a p r z e w o d z e n i e p r d u
e l e k t r y c z n e g o . M ó w i m y , |e e l e k t r o l i t y m o c n e s z d y s o c j o w a n e c a Bk o w i c i e ( o c z y w i [c i e m o w a o
r o z t w o r a c h u m i a r k o w a n i e s t |o n y c h ) , n a t o m i a s t e l e k t r o l i t y s Ba b e t y l k o w j a k i e j [ c z [c i . I n a c z e j , w
e l e k t r o l i c i e m o c n y m i s t n i e j w r o z t w o r z e t y l k o j o n y , a w e l e k t r o l i c i e s Ba b y m j o n y b d c e w
r ó w n o w a d z e z n i e z d y s o c j o w a n y m z w i z k i e m . T o o s t a t n i e z d a n i e m o |n a w s k r ó c i e z a p i s a w
p o s t a c i r ó w n a n i a r e a k c j i w n a s t p u j c y s p o s ó b :
e l e k t r o l i t m o c n y :
e l e k t r o l i t s Ba b y :
B e z w z g l d u n a r o d z a j p i e r w i a s t k ó w A i B , P i e r w i a s t e k b a r d z i e j e l e k t r o u j e m n y z a p i s y w a n y j e s t
p o p r a w e j s t r o n i e w e w z o r z e s u m a r y c z n y m ( w y j t k i e m j e s t N H 3 i P H 3 ) . P o d c z a s h e t e r o l i t y c z n e g o
r o z e r w a n i a w i z a n i a p i e r w i a s t e k b a r d z i e j e l e k t r o u j e m n y z a b i e r a z e s o b p a r e l e k t r o n ó w
w i z c y c h .
D l a e l e k t r o l i t ó w s Ba b y c h m o |e m y z a p i s a s t a B r ó w n o w a g i r e a k c j i d y s o c j a c j i ( t y l k o o n e s t o s u j s i
d o p r a w a d z i a Ba n i a m a s ) :
( E l e k t r o l i t y m o c n e n i e s t o s u j s i d o p r a w a d z i a Ba n i a m a s p o n i e w a | w e l e k t r o l i t a c h m o c n y c h z
d e f i n i c j i [ A B ] = 0 , c z y l i m i a n o w n i k b y Bb y r ó w n y 0 ) .
J e |e l i z w i z e k j e s t s Ba b o z d y s o c j o w a n y , s t |e n i e f o r m z d y s o c j o w a n y c h ( j o n ó w ) j e s t m a Be , a
s t |e n i e f o r m y n i e z d y s o c j o w a n e j d u |e . C z y l i s t a Ba r ó w n o w a g i r e a k c j i d y s o c j a c j i d l a e l e k t r o l i t ó w
s Ba b y c h p r z y j m u j e b a r d z o m a Be w a r t o [c i : K < < 1 .
D l a e l e k t r o l i t ó w m o c n y c h n i e m o |e m y z a p i s a r ó w n a n i a n a s t a B d y s o c j a c j i , l u b m o |n a p o w i e d z i e ,
|e K > > 1 . I s t n i e j e j e s z c z e c a By s z e r e g e l e k t r o l i t ó w o w a r t o [c i a c h p o [r e d n i c h K , p o m i d z y
1 0 > K > 0 , 0 0 1 . T e e l e k t r o l i t y n a z y w a m y e l e k t r o l i t a m i [r e d n i e j m o c y ( d l a c z e g o t a k i p o d z i a B, o k a |e s i
p ó zn i e j ) .
1 . 1 . K w a s y w y k Ba d n i k s t |e n i a j o n ó w w o d o r o w y c h
W e d Bu g t e o r i i B r ø n s t e d a - L o w r y e g o k w a s e m j e s t t a k a s u b s t a n c j a , k t ó r a m o |e o d d a j o n w o d o r o w y ,
n a t o m i a s t z a s a d t a k a , k t ó r a t e n j o n w o d o r o w y m o |e p r z y j .
J e |e l i r o z p a t r u j e m y t y l k o r o z t w o r y w o d n e , k w a s e m b d z i e s u b s t a n c j a m a j c a s i l n i e j s z e
w Ba [c i w o [c i d o n o r o w e o d w o d y , a z a s a d t y l k o s u b s t a n c j a m a j c a s i l n i e j s z e w Ba [c i w o [c i
a k c e p t o r o w e o d w o d y . P o z o s t a Be s u b s t a n c j e w w o d z i e n i e w y k a z u j w Ba [c i w o [c i k w a s o w o -
z a s a d o w y c h . J e d n a k w r o z t w o r a c h i n n y c h n i | w o d a t a k |e o n e t a k i e m o g b y k w a s a m i l u b
z a s a d a m i . N i e k i e d y z a s a d a w r o z t w o r z e w o d n y m m o |e s t a s i k w a s e m w r o z t w o r z e n i e w o d n y m , a
s u b s t a n c j a b d c a k w a s e m w w o d z i e , m o |e b y z a s a d w r o z p u s z c z a l n i k u i n n y m n i | w o d a .
M i m o , |e k w a s y d y s o c j u j n a j o n w o d o r o w y i r e s z t k w a s o w , n a l e |y p a m i t a , |e w |a d n y m
r o z p u s z c z a l n i k u j o n w o d o r o w y n i e m o |e i s t n i e s a m o d z i e l n i e . W w o d z i e p r z y j m u j e s i , |e i s t n i e j e
w p o s t a c i j o n u h y d r o n i o w e g o H 3 O + ( n i e w y k l u c z o n e j e s t r ó w n i e |, |e i s t n i e j e w p o s t a c i H 5 O 2 + ) . D l a
u p r o s z c z e n i a j e d n a k p r z y j m u j e s i z a p i s H + , l e c z n a l e |y p a m i t a , |e s a m o d z i e l n i e p r o t o n n i e m o |e
i s t n i e w r o z t w o r z e .
K w a s o w o [ l u b z a s a d o w o [ r o z t w o r u m o |n a o k r e [l i w a r t o [c i s t |e n i a j o n ó w w o d o r o w y c h
( w a r t o [ s t |e n i a j o n ó w w o d o r o w y c h o k r e [l a r ó w n i e | z a s a d o w o [ r o z t w o r u p o n i e w a |:
[ H + ] . [ O H - ] = 1 0 - 1 4 )
Z e w z g l d u , |e [ H + ] m o |e p r z y j m o w a w a r t o [c i o d 1 m o l / d m 3 d o 1 . 1 0 - 1 4 M o l / d m 3 , w y g o d n i e j j e s t
z a m i a s t s t |e n i a m i p o s Bu g i w a s i l o g a r y t m e m z e s t |e D j o n ó w w o d o r o w y c h . W 1 9 0 9 r o k u
S . P . L . S ö r e n s o n z a p r o p o n o w a B u |y w a n i e u j e m n e g o l o g a r y t m u z e s t |e D j o n ó w w o d o r o w y c h w c e l u
o k r e [l e n i a k w a s o w o [c i r o z t w o r u . U j e m n y l o g a r y t m w c h e m i i z w y k Bo s i o z n a c z a l i t e r k p .
p H = - l o g [ H + ] , c z y l i z d e f i n i c j i l o g a r y t m u :
[ H + ] = 1 0 - p H
T e r a z j u | w i a d o m o , d l a c z e g o p H n a z y w a s i w y k Ba d n i k i e m s t |e n i a j o n ó w w o d o r o w y c h ( w
r e k l a m i e g u m y d o |u c i a m y l n i e n a z y w a n y j e s t w s p ó Bc z y n n i k i e m p H )
J e |e l i l o g [ H + ] = p H , t o l o g [ O H - ] = p O H , [ H + ] . [ O H - ] = 1 0 - 1 4 t o z d e f i n i c j i l o g a r y t m ó w o t r z y m a m y :
- l o g ( [ H + ] . [ O H - ] ) = - l o g [ H + ] + ( - l o g [ O H - ] ) = - l o g 1 0 - 1 4 c z y l i :
p H + p O H = 1 4
1 . 2 . p H r o z t w o r ó w m o c n y c h k w a s ó w i m o c n y c h z a s a d
Z d e f i n i c j i m o c n e e l e k t r o l i t y s w p e Bn i z d y s o c j o w a n e , z a t e m d l a k w a s u j e d n o p r o t o n o w e g o H - R
s t |e n i e j o n ó w w o d o r o w y c h [ H + ] j e s t r ó w n e s t |e n i u p o c z t k o w e m u k w a s u .
P o d o b n i e w p r z y p a d k u z a s a d , s t |e n i e j o n ó w w o d o r o t l e n o w y c h j e s t r ó w n e s t |e n i u p o c z t k o w e m u
z a s a d y .
1 . O b l i c z y p H 0 , 0 1 m o l o w e g o r o z t w o r u k w a s u s o l n e g o
2 . O b l i c z y w y k Ba d n i k s t |e n i a j o n ó w w o d o r o w y c h r o z t w o r u w o d o r o t l e n k u s o d o w e g o o s t |e n i u
0 , 0 0 5 m o l / d m 3 .
3 . J a k i e j e s t s t |e n i e k w a s u s i a r k o w e g o j e |e l i d l a w o d n e g o r o z t w o r u t e g o k w a s u z m i e r z o n e
p H = 1 , 5 .
4 . O b l i c z y p H r o z t w o r u p o w s t a Be g o w w y n i k u z m i e s z a n i a 1 0 0 c m 3 r o z t w o r u k w a s u
c h l o r o w e g o ( V I I ) ( k w a s u n a d c h l o r o w e g o ) o p H = 2 i 2 0 0 c m 3 w o d o r o t l e n k u s o d u o p H = 1 1 .
1 . 3 . p H r o z t w o r ó w s Ba b y c h k w a s ó w i s Ba b y c h z a s a d
W p r z y p a d k u s Ba b y c h k w a s ó w i s Ba b y c h z a s a d s t |e n i e j o n ó w w o d o r o w y c h l i m i t o w a n e j e s t s t a Ba
d y s o c j a c j i k w a s o w e j :
J e d n a k |e n i e z n a n e j e s t s t |e n i e r ó w n o w a g o w e : j o n ó w w o d o r o w y c h [ H + ] , r e s z t y k w a s o w e j [ R - ] a n i
k w a s u [ H - R ] . Z r ó w n a n i a d y s o c j a c j i w i e m y t y l k o , |e ; [ H + ] = [ R - ] , o r a z [ H - R ] = c 0 - [ H + ] ( p o d
w a r u n k i e m , |e j o n y H + p o c h o d z t y l k o o d k w a s u ) . P o d s t a w m y t e z a l e |n o [c i d o r ó w n a n i a n a s t a B
d y s o c j a c j i :
( 1 )
O t r z y m a l i [m y w t e n s p o s ó b r ó w n a n i e k w a d r a t o w e ( p o p r z e k s z t a Bc e n i u ) z j e d n n i e w i a d o m ( [ H + ] ) .
W z a l e |n o [c i o d m o c y k w a s u r ó w n a n i e t o m o |n a u p r o [c i ( t y l k o w t e d y g d y b Bd o b l i c z e D z e
w z o r u u p r o s z c z o n e g o b d z i e m n i e j s z y o d o d 5 % ) . N a l e |y r o z p a t r z y n a s t p u j c e p r z y p a d k i :
· K w a s y s Ba b e o u m i a r k o w a n y m s t |e n i u :
J e |e l i k w a s j e s t s Ba b y , w t e d y n i e w i e l k a j e g o c z [ u l e g a d y s o c j a c j i . M o |e m y p r z y j , |e
c 0 - [ H + ] » c 0 . W z ó r ( 1 ) u p r o [c i s i d o p o s t a c i :
· K w a s y o [r e d n i e j m o c y :
D l a k w a s ó w o [r e d n i e j m o c y , n a l e |y s t |e n i e j o n ó w w o d o r o w y c h o b l i c z y z p r z e k s z t a Bc o n e g o
w z o r u ( 1 ) :
K a c 0 - K a [ H + ] = [ H + ] 2 , c z y l i : [ H + ] 2 + K a [ H + ] - K a c 0 = 0 ( 2 )
P o r o z w i z a n i u u k Ba d u k w a d r a t o w e g o , w a r t o [ [ H + ] o b l i c z a m y z e w z o r u :
( 3 )
· Z a s a d y s Ba b e o u m i a r k o w a n y m s t |e n i u
W p r z y p a d k u z a s a d , s t |e n i e j o n ó w w o d o r o t l e n o w y c h d e t e r m i n o w a n e j e s t s t a Ba d y s o c j a c j i z a s a d y
K b . O b o w i z u j d o k Ba d n i e t e s a m e w z o r y c o w p r z y p a d k u s Ba b y c h k w a s ó w , z a m i a s t K a n a l e |y
p o d s t a w i K b .
p a m i t a j c , |e [ H + ] [ O H - ] = K w , c z y l i [ H + ] = K w / [ O H - ] o t r z y m u j e m y :
· Z a s a d y [r e d n i e j m o c y
c z y l i :
C z s t o , d l a u j e d n o l i c e n i a w a r t o [c i w t a b l i c a c h , d l a z a s a d y z a m i a s t s t a Be j d y s o c j a c j i K b p o d a j e s i
s t a B d y s o c j a c j i s p r z |o n e g o z n i k w a s u K a . P a m i t a j c |e K a . K b = K w , w e w s z y s t k i c h w z o r a c h
z a m i a s t K b m o |n a w s t a w i K w / K a
1 . 4 . S t o p i e D d y s o c j a c j i , p r a w o r o z c i e Dc z e D O s t w a l d a
T y l k o m o c n e k w a s y i z a s a d y w u m i a r k o w a n y c h s t |e n i a c h d y s o c j u j w 1 0 0 % , p o z o s t a Be e l e k t r o l i t y
( p r z y u m i a r k o w a n y c h s t |e n i a c h ) d y s o c j u j t y l k o w p e w n y m s t o p n i u . M o |e m y o k r e [l i s t |e n i e
p r o c e n t o w e o k r e [l o n e g o j o n u p o w s t a Be g o w p r o c e s i e d y s o c j a c j i z o g ó l n e g o w z o r u n a s t |e n i e
p r o c e n t o w e :
W a r t o [ t n a z y w a s i s t o p n i e m d y s o c j a c j i i o z n a c z a s y m b o l e m ± ( ± m o |n a w y r a |a w p r o c e n t a c h
l u b w u Ba m k u ) . P a m i t a j c , |e [ H + ] , [ R - ] i C 0 s p r o p o r c j o n a l n e d o i l o [c i c z s t e c z e k , s t o p i e D
d y s o c j a c j i a , m o |n a z d e f i n i o w a j a k o s t o s u n e k i l o [c i c z s t e c z e k z d y s o c j o w a n y c h d o i l o [c i
c z s t e c z e k w z i t y c h d o d y s o c j a c j i ( i l o [c i p o c z t k o w e j c z s t e c z e k ) :
( 4 )
c z y l i : [ H + ] = C 0 ±, [ R - ] = C 0 ± a w z ó r ( 1 ) n a s t a B d y s o c j a c j i m o |n a z a p i s a w p o s t a c i :
( 5 )
W p r z y p a d k u g d y ±< < 1 r ó w n a n i e m o |n a z n a c z n i e u p r o [c i ( 1 - ± = 1 ) :
( 6 )
W z ó r ( 5 ) n o s i n a z w p r a w a r o z c i e Dc z e D O s t w a l d a . Z a u w a |m y , |e z g o d n i e z e w z o r e m ( 6 ) , ± z a l e |y
o d s t |e n i a . D l a b a r d z o m a By c h s t |e D ± d |y d o 1 ( w p r o c e n t a c h d o 1 0 0 % ) , o c z y w i [c i e w t e d y n i e
m o |n a k o r z y s t a z u p r o s z c z o n e g o w z o r u n a s t o p i e D d y s o c j a c j i . N a w e t s Ba b e e l e k t r o l i t y w b a r d z o
m a By c h s t |e n i a c h s t a j s i s i l n y m i e l e k t r o l i t a m i .
N i e u c z m y s i t y c h w z o r ó w n a p a m i , w y p r o w a d z e n i e i c h z a j m u j e k i l k a n a [c i e s e k u n d i m a m y
p e w n o [, |e z a d a n i e z r o b i o n e z o s t a n i e d o b r z e . P r z y n a u c e n a p a m i n i e t r u d n o o p o m y Bk .
W o b l i c z e n i a c h c h c e m y p o p e Bn i j a k n a j m n i e j s z y b Bd P r z y j m u j e s i , |e z e w z o r ó w u p r o s z c z o n y c h
m o |n a k o r z y s t a j e d y n i e g d y K a / C 0 > 4 0 0
5 . O b l i c z y s t |e n i e j o n ó w w o d o r o w y c h , o r a z w y k Ba d n i k s t |e n i a j o n ó w w o d o r o w y c h w 0 , 0 1
m o l o w y c h r o z t w o r z e k w a s u b e n z o e s o w e g o ( C 6 H 5 - C O O H ) o K a = 6 , 3 . 1 0 - 5 .
6 . J a k i e j e s t s t |e n i e r o z t w o r u H N O 2 , k t ó r e g o a = 3 5 % ?
7 . O b l i c z y w y k Ba d n i k s t |e n i a j o n ó w w o d o r o w y c h w 0 , 0 2 m o l o w y m r o z t w o r z e t r i e t y l o a m i n y d l a
k t ó r e j w a r t o [ s t a Be j d y s o c j a c j i k w a s o w e j K a = 1 , 3 . 1 0 - 1 1 .
1 . 5 . R o z t w o r y b u f o r o w e
R o z t w o r e m b u f o r o w y m l u b m i e s z a n i n b u f o r o w ( l u b k r ó t k o b u f o r e m ) n a z y w a s i r o z t w ó r
s Ba b e g o k w a s u i j e g o s o l i , l u b s Ba b e j z a s a d y i j e j s o l i . W e d Bu g t e o r i i B r ø n s t e d a - L o w r y e g o m o |n a
p o w i e d z i , |e b u f o r e m j e s t r o z t w ó r s Ba b e g o k w a s u i s p r z |o n e j z n i m z a s a d y
( C H 3 C O O H / C H 3 C O O - ) , l u b s Ba b e j z a s a d y i s p r z |o n e g o z n i k w a s u ( N H 3 / N H 4 + ) . C e c h
c h a r a k t e r y s t y c z n b u f o r u j e s t :
· p r a k t y c z n i e s t a Ba w a r t o [ p H , n i e z a l e |n a o d r o z c i e Dc z e n i a
· n i e w i e l k a z m i a n a w a r t o [c i p H p o d o d a n i u d o r o z t w o r u n i e w i e l k i c h i l o [c i k w a s u l u b z a s a d y
O c z y w i [c i e d z i a Ba n i e b u f o r u j e s t o g r a n i c z o n e . U t r z y m y w a n i e s t a Be j w a r t o [i p H r o z t w o r u z a l e |y o d
p o j e m n o [c i b u f o r u . P o j e m n o [ b u f o r u w y r a |a l i c z b m o l i k w a s u ( z a s a d y ) , k t ó r a w p r o w a d z o n a d o
1 d m 3 r o z t w o r u b u f o r o w e g o p o w o d u j e z m i a n w a r t o [c i p H o j e d n o s t k .
J e |e l i b u f o r y s r o z t w o r e m s Ba b e g o k w a s u i j e g o s o l i ( b u f o r y k w a [n e ) , l u b r o z t w o r e m s Ba b e j z a s a d y
i j e j s o l i ( b u f o r y a l k a l i c z n e ) , t o w y k Ba d n i k s t |e n i a j o n ó w w o d o r o w y c h o b l i c z a s i w i d e n t y c z n y
s p o s ó b j a k d l a s Ba b e g o k w a s u l u b s Ba b e j z a s a d y .
8 . W j e d n y m d m 3 z n a j d u j e s i 0 , 1 m o l a k w a s u o c t o w e g o i 0 , 1 m o l a o c t a n u s o d u . W a r t o [ s t a Be j
d y s o c j a c j i k w a s u o c t o w e g o K a = 1 , 8 . 1 0 - 5 .
a ) O b l i c z s t |e n i e j o n ó w w o d o r o w y c h i w y k Ba d n i k s t |e n i a j o n ó w w o d o r o w y c h .
b ) J a k i e b d z i e p H r o z t w o r u p o d w u k r o t n y m r o z c i e Dc z e n i u .
c ) J a k i e b d z i e p H r o z t w o r u p o d o d a n i u 1 0 c m 3 0 , 1 M r o z t w o r u k w a s u s o l n e g o .
d ) J a k i e b d z i e p H r o z t w o r u p o d o d a n i u 1 0 c m 3 0 , 1 M r o z t w o r u N a O H .
9 . O b l i c z w a r t o [ p H r o z t w o r u b u f o r o w e g o , k t ó r y w 1 d m 3 z a w i e r a 0 , 1 0 0 0 m o l a N a H 2 P O 4 i
0 , 1 0 0 0 m o l a N a 2 H P O 4 . W a r t o [ s t a Be j d y s o c j a c j i k w a s u f o s f o r o w e g o K a 2 = 6 , 2 . 1 0 - 8 .
1 0 . O b l i c z s t |e n i e i w y k Ba d n i k s t |e n i a j o n ó w w o d o r o w y c h w r o z t w o r z e b u f o r o w y m
z a w i e r a j c y m 0 , 1 0 0 0 m o l a a m o n i a k u i 0 . 1 0 0 0 m o l a N H 4 C l w 1 d m 3 r o z t w o r u . W a r t o [ s t a Be j
d y s o c j a c j i a m o n i a k u K b = 1 , 8 . 1 0 - 5 .
1 1 . I l e g r a m ó w o c t a n u s o d u n a l e |y d o d a d o 5 0 0 c m 3 0 , 2 M r o z t w o r u k w a s u o c t o w e g o , b y p o
u z u p e Bn i e n i u w o d d o 1 d m 3 o t r z y m a b u f o r w k t ó r y m w y k Ba d n i k s t |e n i a j o n ó w w o d o r o w y c h
w y n o s i 5 , 2 . S t a Ba d y s o c j a c j i k w a s u o c t o w e g o K a = 1 , 8 . 1 0 - 5 .
I l o c z y n r o z p u s z c z a l n o [c i
W r o z t w o r z e e l e k t r o l i t u t r u d n o r o z p u s z c z a l n e g o i s t n i e j e r ó w n o w a g a p o m i d z y j o n a m i e l e k t r o l i t u a
f a z s t a B p o z o s t a j c w r ó w n o w a d z e z r o z t w o r e m . Z u w a g i n a t o , |e r o z t w ó r j e s t r o z c i e Dc z o n y
( t r u d n o r o z p u s z c z a l n y z w i z e k ) , b r a k j e s t w r o z t w o r z e c z s t e c z e k n i e z d y s o c j o w a n y c h . D l a t a k i e g o
e l e k t r o l i t u m o |e m y z a s t o s o w a p r a w o d z i a Ba n i a m a s :
P o n i e w a | s t |e n i e f a z y s t a Be j j e s t n i e z m i e n n e ( s t a Be ) , m o |e m y p o z b y s i m i a n o w n i k a :
I l o c z y n s t |e D j o n ó w w n a s y c o n y m r o z t w o r z e , w s t a Be j t e m p e r a t u r z e j e s t w i e l k o [c i s t a B i
n a z y w a n y j e s t i l o c z y n e m r o z p u s z c z a l n o [c i I R l u b K S O . W a r t o [c i l i c z b o w e i l o c z y n ó w
r o z p u s z c z a l n o [c i d l a w i e l u z w i z k ó w z o s t a By s t a b e l a r y z o w a n e . C h a r a k t e r y z u j o n e p o [r e d n i o
r ó w n i e | r o z p u s z c z a l n o [ z w i z k u w w o d z i e .
Z a d a n i e 1
I l o c z y n r o z p u s z c z a l n o [c i A g C l , I R = 1 , 1 . 1 0 - 1 0 . O b l i c z :
" s t |e n i e m o l o w e c h l o r k u s r e b r a w w o d z i e
" r o z p u s z c z a l n o [ c h l o r k u s r e b r a w g r a m a c h w 1 0 0 c m 3 w o d y .
D a n e :
I R = 1 , 1 . 1 0 - 1 0
M A g C l = 1 4 3 , 3 2 g / M o l
J a k z w y k l e r o z w i z a n i e r o z p o c z n i e m y o d n a p i s a n i a r ó w n a n i a r e a k c j i i p r z e c z y t a n i a g o :
Z r ó w n a n i a r e a k c j i w y n i k a , |e [ C l - ] = [ A g + ] = [ A g C l ]
w y s t a r c z y w i c p o l i c z y s t |e n i e j o n ó w c h l o r k o w y c h , l u b s r e b r o w y c h b y j e d n o c z e [n i e
o d p o w i e d z i e n a p y t a n i e o s t |e n i e c h l o r k u s r e b r a w r o z t w o r z e . O z n a c z m y : [ C l - ] = x , w i c
o c z y w i [c i e [ A g + ] = x ( [ C l - ] = [ A g + ] ) .
Z d e f i n i c j i i l o c z y n u r o z p u s z c z a l n o [c i : I R = [ C l - ] [ A g + ] = x 2 , c z y l i 1 , 1 . 1 0 - 1 0 = x 2
.
S t |e n i e c h l o r k u s r e b r a w y n o s i 1 , 0 4 9 . 1 0 - 5 m o l / d m 3 . W r o z t w o r z e o o b j t o [c i 1 0 0 c m 3 ( 0 , 1 d m 3 )
c h l o r k u s r e b r a b d z i e d z i e s i r a z y m n i e j : 1 , 0 4 9 . 1 0 - 6 m o l a , c z y l i :
n . M = 1 , 0 4 9 . 1 0 - 6 m o l a . 1 4 3 , 3 2 g / m o l = 1 , 5 . 1 0 - 4 g .
O d p . S t |e n i e m o l o w e c h l o r k u s r e b r a w n a s y c o n y m r o z t w o r z e w y n o s i 1 , 0 4 9 . 1 0 - 5 m o l / d m 3 ,
n a t o m i a s t w 1 0 0 c m 3 w o d y r o z p u s z c z a s i
1 , 5 . 1 0 - 4 g c h l o r k u s r e b r a .
Z a d a n i e 2
O b l i c z y r o z p u s z c z a l n o [ A g 2 C r O 4 w 1 0 0 c m 3 w o d y , j e |e l i i l o c z y n r o z p u s z c z a l n o [c i t e j s o l i
I R = 2 , 4 . 1 0 - 1 2 .
D a n e :
I R = 2 , 4 . 1 0 - 1 2
M = 3 3 1 , 7 4 g / m o l
I R = [ A g + ] 2 [ C r O 4 - 2 ]
Z r ó w n a n i a r e a k c j i w i d z i m y , |e s t |e n i e j o n ó w s r e b r a j e s t d w u k r o t n i e w i k s z e o d s t |e n i e j o n ó w
c h r o m i a n o w y c h .
O z n a c z m y s t |e n i e [ C r O 4 - 2 ] = x , w i c [ A g + ] = 2 x c z y l i I R = ( 2 x ) 2 . x = 4 x 3
W 1 0 0 0 c m 3 z n a j d u j e s i 8 , 4 3 . 1 0 - 5 m o l a c h r o m i a n u ( V I ) s r e b r a , a w i c w 1 0 0 c m 3 z n a j d u j e s i
8 , 4 3 . 1 0 - 6 m o l a t e j s o l i . P o p o m n o |e n i u p r z e z m a s m o l o w o t r z y m a m y m a s c h r o m i a n u
r o z p u s z c z o n w 1 0 0 c m 3 w o d y : m = 8 , 4 3 . 1 0 - 6 m o l a . 3 3 1 , 7 4 g / m o l = 2 , 8 . 1 0 - 3 g .
M i m o , |e i l o c z y n r o z p u s z c z a l n o [c i c h r o m i a n u ( V I ) s r e b r a j e s t m n i e j s z y o d i l o c z y n u
r o z p u s z c z a l n o [c i c h l o r k u s r e b r a , c h r o m i a n w w o d z i e j e s t l e p i e j r o z p u s z c z a l n y .
O d p . R o z p u s z c z a l n o [ c h r o m i a n u ( V I ) s r e b r a w w o d z i e w y n o s i 0 , 0 0 2 8 g
Z a d a n i e 3
P o m i j a j c p r o c e s h y d r o l i z y o b l i c z y o b j t o [ w o d y p o t r z e b n d o r o z p u s z c z e n i a 0 , 1 g H g S . I l o c z y n
r o z p u s z c z a l n o [c i H g S I R = 3 . 1 0 - 5 2 .
D a n e :
I R = 3 . 1 0 - 5 2
m = 0 , 1 g , M = 2 3 2 , 6 5 g / m o l
I R = [ H g + 2 ] [ S - 2 ] J e |e l i [ H g + 2 ] = x , t o [ S - 2 ] = x ,
I R = x 2 = 3 . 1 0 - 5 2
x = 1 , 7 3 . 1 0 - 2 6
W 1 d m 3 r o z p u s z c z a s i 1 , 7 3 . 1 0 - 2 6 m o l a s i a r c z k u r t c i ( I I ) , c z y l i m = n . M = 4 , 0 3 . 1 0 - 2 4 g . O b j t o [ w o d y
p o t r z e b n d o r o z p u s z c z e n i a 0 , 1 g s i a r c z k u r t c i ( I I ) m o |n a o b l i c z y z p r o p o r c j i :
4 , 0 3 . 1 0 - 2 4 g r o z p u s z c z a s i w 1 d m 3 w o d y
t o 0 , 1 g r o z p u [c i s i w x d m 3 w o d y . w o d y
N i e w y o b r a |a l n a i l o [ w o d y ( m a s a Z i e m i m = 5 , 9 8 . 1 0 2 4 k g ) , c o o z n a c z a , |e n a k u l i z i e m s k i e j n i e m a
w y s t a r c z a j c e j i l o [c i w o d y d o r o z p u s z c z e n i a t e j i l o [c i s i a r c z k u r t c i ( I I ) .
O d p . N a r o z p u s z c z e n i e 0 , 1 g s i a r c z k u r t c i ( I I ) p o t r z e b a 2 , 4 8 . 1 0 2 2 d m 3 w o d y .
Z a d a n i e 4
I l e g r a m ó w F e ( O H ) 3 r o z p u [c i s i w 1 0 0 c m 3 w o d y , a i l e w 1 0 0 c m 3 w 0 , 0 1 m o l r o z t w o r z e K O H .
I R = 6 , 0 . 1 0 - 3 8
M F e ( O H ) 3 = 1 0 6 , 8 5 g / m o l
T e g o t y p u z a d a n i e n i e r ó |n i s i n i c z y m o d p o p r z e d n i c h . Z a c z y n a m y j a k z w y k l e o d n a p i s a n i a
r ó w n a n i a r e a k c j i i w z o r u n a i l o c z y n r o z p u s z c z a l n o [c i .
I R = [ F e + 3 ] [ O H - ] 3
r o z p u s z c z a n i e w o d o r o t l e n k u |e l a z a ( I I I ) w w o d z i e : [ F e + 3 ] = [ F e ( O H ) 3 ] = x , t o [ O H - ] = 3 x
I R = x . ( 3 x ) 3 = 2 7 x 4 = 6 , 0 . 1 0 - 3 8
w i c
W 1 0 0 0 c m 3 r o z p u [c i s i 2 , 1 7 . 1 0 - 1 0 m o l a w o d o r o t l e n k u |e l a z a ( I I I ) , w 1 0 0 c m 3 r o z p u [c i s i g o
n = 2 , 1 7 . 1 0 - 1 1 m o l a , c z y l i n . M = 2 , 3 . 1 0 - 9 g .
W 0 , 0 1 m o l o w y m r o z t w o r z e w o d o r o t l e n k u p o t a s o w e g o [ O H - ] = 0 , 0 1 m o l / d m 3 . S t |e n i e j o n ó w F e + 3
n a d a l j e s t n i e w i a d o m e ( x ) i r ó w n e [ F e ( O H ) 3 ] .
K o r z y s t a j c z e w z o r u n a i l o c z y n r o z p u s z c z a l n o [c i m o |e m y z a p i s a : x . ( 0 , 0 1 ) 3 = 6 , 0 . 1 0 - 3 8 , c z y l i
x . 1 . 1 0 - 6 = 6 , 0 . 1 0 - 3 8 l u b x = 6 , 0 . 1 0 - 3 2 .
W 1 0 0 c m 3 t e g o r o z t w o r u b d z i e 6 , 0 . 1 0 - 3 3 m o l a F e ( O H ) 3 , c z y l i 6 , 4 1 . 1 0 - 3 1 g .
O d p . W 1 0 0 c m 3 w o d y r o z p u [c i s i 2 , 3 . 1 0 - 9 g F e ( O H ) 3 , n a t o m i a s t w 1 0 0 c m 3 0 , 0 1 m o l o w e g o
r o z t w o r u K O H r o z p u [c i s i 6 , 4 1 . 1 0 - 3 1 g t e g o w o d o r o t l e n k u .
K i n e t y k a r e a k c j i
1 . R e a k c j a p i e r w s z e g o r z d u
R o z p a t r z m y r e a k c j e A ’! B + C + . . . .
S z y b k o [ t a k i e j r e a k c j i t o i n a c z e j s z y b k o [ t w o r z e n i a s i p r o d u k t u B , C , D . . . . , l u b z a n i k u s u b s t r a t u
A , w j e d n o s t c e c z a s u . I l o [ z w i z k u A , B , C , . . . . . j e s t o c z y w i [c i e p r o p o r c j o n a l n a d o s t |e n i a , w i c
m o |e m y z a p i s a n a s t p u j c e r ó w n a n i e n a s z y b k o [ r e a k c j i :
( 1 )
( p r z e d o s t a t n i m w y r a z e m s t a w i a m y z n a k m i n u s p o n i e w a | s z y b k o [ r e a k c j i m u s i b y z a w s z e
w i k s z a o d z e r a , a s t |e n i e s u b s t r a t u m a l e j e w c z a s i e )
O c z y w i [c i e s z y b k o [ r e a k c j i v j e s t r ó w n i e | p r o p o r c j o n a l n a d o s t |e n i a , a w s p ó Bc z y n n i k
p r o p o r c j o n a l n o [c i k , n a z y w a n y j e s t s t a B s z y b k o [c i r e a k c j i :
v = k C A = k C B = k C C . . . . . .
R e a k c j w y k o n u j e m y p o t o b y o t r z y m a o k r e [l o n y p r o d u k t . N a t o m i a s t g d y c h c e m y z b a d a w j a k i
s p o s ó b , o n p o w s t a j e , c z y l i j a k i j e s t m e c h a n i z m j e g o p o w s t a w a n i a b a r d z i e j i n t e r e s u j n a s s u b s t r a t y i
c o z n i m i s i d z i e j e w t r a k c i e r e a k c j i . D l a t e g o w d a l s z y c h r o z w a |a n i a c h b d z i e m y z a j m o w a s i
t y l k o s u b s t r a t e m .
P o w y |s z r e a k c j z a p i s z e m y w i c w p o s t a c i :
v = k C A ( 2 )
J e |e l i r e a k c j a z a c h o d z i w e d Bu g o g ó l n e g o r ó w n a n i a : ±A + ²B ’! ³C + ´D + . . . .
t o j e j s z y b k o [ m o |n a o p i s a r ó w n a n i e m : .
R z d e m ( r z d o w o [c i ) r e a k c j i j e s t s u m a w y k Ba d n i k ó w p o t g o w y c h w t y m r ó w n a n i u n = ±+ ².
P r z y r ó w n u j c s t r o n a m i r ó w n a n i a ( 1 ) i ( 2 ) o t r z y m u j e m y :
, a p r z y b a r d z o n i e w i e l k i c h z m i a n a c h s t |e n i a i c z a s u :
( 3 )
P o p r z e k s z t a Bc e n i u w z o r u ( 3 ) o t r z y m a m y :
( 4 )
a p o s c a Bk o w a n i u w g r a n i c a c h o d C 0 d o C i t 0 = 0 d o t :
o t r z y m u j e m y : - ( l n C - l n C 0 ) = k t , c z y l i :
l n C 0 - l n C = k t
( 5 )
( 6 )
l u b
D l a r ó |n y c h r e a k c j i c h a r a k t e r y s t y c z n y j e s t c z a s p o k t ó r y m z a n i k n i e p o Bo w a s u b s t r a t u , c z y l i c z a s
p o Bo w i c z n e g o z a n i k u ( p o Bo w i c z n e j p r z e m i a n y ) , o z n a c z o n y j a k o t 1 / 2 l u b Ä; . P o c z a s i e t y m
o c z y w i [c i e C = 1 / 2 C 0 . P o d s t a w i a j c w e w z o r z e ( 6 ) 1 / 2 C 0 z a C o r a z Ä z a t o t r z y m a m y :
( 7 )
W w i e l u p o d r c z n i k a c h l o g a r y t m y n a t u r a l n e z a m i e n i a n e s n a l o g a r y t m y d z i e s i t n e , l u b p o d a w a n a
j e s t w a r t o [ l n 2 . W d z i s i e j s z y c h c z a s a c h , g d y n a w e t n a j p r o s t s z y k a l k u l a t o r p o s i a d a m o |l i w o [
l i c z e n i a l o g a r y t m ó w n a t u r a l n y c h , w y d a j e s i |e n i e m a p o t r z e b y k o m p l i k o w a s o b i e p r o s t e g o
w z o r u .
Z a u w a |m y , |e d l a r e a k c j i p i e r w s z e g o r z d u ( 1 o ) c z a s p o Bo w i c z n e j p r z e m i a n y Ä n i e z a l e |y o d
s t |e n i a s u b s t r a t u , a p r z e k s z t a Bc a j c r ó w n a n i e ( 5 ) o t r z y m a m y :
l n C 0 - l n C = k t
( 5 )
l n C = - k t + l n C 0
( 8 )
Z a u w a |m y , |e l n C 0 j e s t w a r t o [c i s t a B ( l o g a r y t m z e s t |e n i a p o c z t k o w e g o )
l n C ( z m i e n n a z a l e |n a ) o r a z t ( z m i e n n a n i e z a l e |n a ) , c z y l i r ó w n a n i e ( 8 ) m o |n a z a p i s a w p o s t a c i :
y = - k x + a , g d z i e y = l n C , x = t
O r e a k c j i p i e r w s z e g o r z d u m o |e m y p o w i e d z i e , |e :
" z a l e |n o [ l o g a r y t m u s t |e n i a o d c z a s u j e s t l i n i p r o s t , w s p ó Bc z y n n i k k i e r u n k o w y j e s t
r ó w n y s t a Be j s z y b k o [c i r e a k c j i
" c z a s p o Bo w i c z n e j p r z e m i a n y Ä n i e z a l e |y o d s t |e n i a p o c z t k o w e g o .
Z a d a n i e 1
J a k a i l o [ p r o m i e n i o t w ó r c z e g o p r e p a r a t u o m a s i e 1 g i c z a s i e p o Bo w i c z n e g o r o z p a d u 2 4 g o d z .
z o s t a n i e p o 7 d n i a c h .
d a n e :
m = 1 g
Ä= 2 4 g o d z .
t = 7 d n i = 1 6 7 g o d z .
R o z p a d p r o m i e n i o t w ó r c z y p r e p a r a t u z a c h o d z i w e d Bu g r ó w n a n i a :
A ’! B + C
C z y l i n a s z y b k o [ r e a k c j i m o |e m y z a p i s a w z ó r :
a p o p r z e k s z t a Bc e n i u i s c a Bk o w a n i u o t r z y m a m y :
l n 2 = k Ä c z y l i k = l n 2 / Ä,
k = 2 , 8 8 9 . 1 0 - 2 , o r a z
l n C 0 - l n C = k t
( 5 )
c z y l i l n C = l n C 0 - k t
l n C = 0 - 2 , 8 8 9 . 1 0 - 2 . 1 6 7
l n C = - 4 , 8 2 3
C = 0 , 0 0 8 0 g
O d p . P o 7 d n i a c h z o s t a n i e t y l k o 0 , 0 0 8 0 g p r o m i e n i o t w ó r c z e g o p r e p a r a r a t u .
I I s p o s ó b
N a p o c z t k u p r ó b k a m i a Ba m a s m 0 . P o 2 4 ( 1 Ä) p r o m i e n i o t w ó r c z e g o i z o t o p u p o z o s t a n i e 1 / 2 m 0 . P o
2 d n i a c h ( 2 Ä) p o z o s t a n i e 1 / 2 . 1 / 2 m 0 = 1 / 4 m 0 . P o 3 d n i a c h ( 3 Ä) p o z o s t a n i e 1 / 2 . 1 / 2 . 1 / 2 m 0 = 1 / 8 m 0 . P o n
d n i a c h p r o m i e n i o t w ó r c z e g o i z o t o p u p o z o s t a n i e 1 / 2 . 1 / 2 . . . . . . . 1 / 2 m 0 = m 0 / ( 2 n )
7 d n i t o 7 Ä, 2 7 = 1 2 8 , c z y l i p o z o s t a n i e m = 1 / 1 2 8 g = 0 , 0 0 7 8 g
Z a d a n i e 2
S t a Ba s z y b k o [c i p r z e m i a n y z w i z k u A w B w y n o s i 0 , 3 4 6 6 g o d z . - 1 . J a k d Bu g o n a l e |y p r o w a d z i
r e a k c j b y c o n a j m n i e j 9 5 % z w i z k u A u l e g Bo p r z e m i a n i e w z w i z e k B ?
D a n e :
k = 0 , 3 4 6 6 g o d z . - 1
w = 9 5 % c z y l i n p . : m 0 = 1 0 0 g , m = 5 g ( z o b a c z d e f i n i c j s t |e n i a p r o c e n t o w e g o )
s k o r z y s t a j m y z e w z o r u : l n C 0 - l n C = k t
( 5 )
P o d s t a w i a j c d a n e o t r z y m a m y :
4 , 6 0 5 - 1 , 6 0 9 = 0 , 3 4 6 6 . t
t = 8 , 6 4 g o d z = 8 g o d z i 3 8 m i n
O d p . R e a k c j n a l e |y p r o w a d z i c o n a j m n i e j 8 g o d z . i 3 8 m i n .
Z a d a n i e 3
I l o [ p r o m i e n i o t w ó r c z e g o w g l a 1 4 C w o r g a n i z m i e |y w y m j e s t s t a Ba . J e g o o k r e s p o Bo w i c z n e g o
r o z p a d u w y n o s i 5 6 0 0 l a t . W z n a l e z i o n e j p r ó b c e p o c h o d z e n i a o r g a n i c z n e g o , w g l a 1 4 C j e s t j e d y n i e
7 % t e j i l o [c i j a k a z n a j d u j e s i w o r g a n i z m i e |y w y m . O b l i c z w i e k p r ó b k i .
D a n e :
Ä = 5 6 0 0 l a t
m o = 1 0 0
m = 7
z e w z o r u l n 2 = k t o b l i c z a m k
k = 1 , 2 3 7 9 . 1 0 - 4
n a t o m i a s t z e w z o r u : l n C 0 - l n C = k t o b l i c z a m t
( 5 )
4 , 6 0 5 - 1 , 9 4 6 = 1 , 2 3 7 9 . 1 0 - 4 . t
O d p . t = 2 1 5 0 0 l a t ( d o k Ba d n i e 2 1 4 7 8 l a t , a l e z e w z g l d u n a b Bd p o m i a r u , n i e m a p o t r z e b y p o d a w a
d o k Ba d n i e j )
2 . R e a k c j e d r u g i e g o r z d u
D l a r e a k c j i 2 A ’! B + C + . . . .
s z y b k o [ r e a k c j i m o |n a o p i s a w z o r e m :
( 9 )
( 1 0 )
c z y l i
R e a k c j d r u g i e g o r z d u b d z i e t e | r e a k c j a p r z e b i e g a j c a w e d Bu g r ó w n a n i a :
A + B ’! C + D + . . . . .
d l a k t ó r e j w z ó r n a s z y b k o [ r e a k c j i m o |n a p r z e d s t a w i w z o r e m :
P o s c a Bk o w a n i u r ó w n a n i a ( 1 0 ) w g r a n i c a c h o d C 0 d o C i t 0 = 0 d o t o t r z y m a m y :
, c z y l i :
( 1 1 )
N a c z a s p o Bo w i c z n e j p r z e m i a n y Ä d l a k t ó r e g o C = 1 / 2 C 0 o t r z y m a m y n a s t p u j c y w z ó r :
, c z y l i :
( 1 2 )
O r e a k c j i d r u g i e g o r z d u m o |e m y p o w i e d z i e , |e :
" c z a s p o Bo w i c z n e j p r z e m i a n y z a l e |y o d s t |e n i a p o c z t k o w e g o s u b s t r a t u
" Z e w z o r u ( 1 1 ) w y n i k a , |e w y k r e s e m z a l e |n o [c i o d w r o t n o [c i s t |e n i a s u b s t r a t u o d c z a s u j e s t
l i n i a p r o s t a .
Z a d a n i e 4
R o z k Ba d p e w n e j s u b s t a n c j i w t e m p . 3 5 o C z a c h o d z i w e d Bu g r e a k c j i d r u g i e g o r z d u . W o d s t p a c h
c z a s u m i e r z o n o s t |e n i e r e a g u j c e j s u b s t a n c j i i u z y s k a n o n a s t p u j c e w y n i k i :
t
[ m i n 0 3 , 2 5 8 , 0 2 1 2 , 1 8 1 7 , 3 0 2 4 , 5 5 3 3 , 0 0 4 2 , 5 0 5 5 , 0 8 6 8 , 0 5 9 0 , 0 5 3 7 3
]
C
[ M o l
0 , 6 3 2 0 , 6 1 8 0 , 5 9 9 0 , 5 8 4 0 , 5 6 7 0 , 5 4 7 0 , 5 2 8 0 , 5 0 9 0 , 4 9 0 0 , 4 7 5 0 , 4 5 3 0 , 3 5 7
/ d m 3
]
I l e w y n o s i o k r e s p o Bo w i c z n e j p r z e m i a n y d l a t e j r e a k c j i ?
D a n e :
J e s t t o r e a k c j a d r u g i e g o r z d u , a w i c : , l u b y = k x + b ( x = t , y = 1 / c , b = 1 / c 0 ) . C 0 j e s t t o
s t |e n i e w c z a s i e t 0 = 0 s . O b l i c z m y w i e l k o [c i 1 / c , w y n i k i z a m i e s z c z a m w t a b e l i :
t
0 3 , 2 5 8 , 0 2 1 2 , 1 8 1 7 , 3 0 2 4 , 5 5 3 3 , 0 0 4 2 , 5 0 5 5 , 0 8 6 8 , 0 5 9 0 , 0 5 3 7 3
[ m i n ]
C
[ m o l /
0 , 6 3 2 0 , 6 1 8 0 , 5 9 9 0 , 5 8 4 0 , 5 6 7 0 , 5 4 7 0 , 5 2 8 0 , 5 0 9 0 , 4 9 0 0 , 4 7 5 0 , 4 5 3 0 , 3 5 7
d m 3 ]
1 / C
1 , 5 8 2 1 , 6 1 8 1 , 6 6 9 1 , 7 1 2 1 , 7 6 4 1 , 8 2 8 1 , 8 9 4 1 , 9 6 5 2 , 0 4 1 2 , 1 0 5 2 , 2 0 7 2 , 8 0 1
[ d m 3 /
m o l ]
S p o r z d z a m w y k r e s z a l e |n o [c i 1 / c o d c z a s u :
Z w y k r e s u o d c z y t u j e s t a B s z y b k o [c i r e a k c j i k . k = 7 , 1 . 1 0 - 3 . Ä o b l i c z a m z e w z o r u : 1 / C 0 = k Ä
Ä = 2 2 2 , 8 m i n = 2 2 2 m i n 4 8 s e k .
Z a d a n i e 5
J a k z m i e n i s i s z y b k o [ r e a k c j i N 2 + 3 H 2 ’! 2 N H 3 , g d y c i [n i e n i e w z r o [n i e t r z y k r o t n i e ?
D a n e :
p 0
p = 3 p 0
J e |e l i c i [n i e n i e w z r o [n i e t r z y k r o t n i e , t o o b j t o [ z m a l e j e r ó w n i e | t r z y k r o t n i e ( p v = c o n s t . ) , n a t o m i a s t
s t |e n i e z w i k s z y s i t r z y k r o t n i e . Z a u w a |m y , |e c i [n i e n i e j e s t p r o p o r c j o n a l n e d o s t |e n i a , w i c w
r ó w n a n i u n a s z y b k o [ r e a k c j i z a m i a s t s t |e n i a m o |e m y u |y w a r t o [c i c i [n i e n i a . D l a c i [n i e D p 0
s z y b k o [ v 0 b d z i e o p i s a n a w z o r e m :
, n a t o m i a s t g d y c i [n i e n i e w z r o [n i e t r z y k r o t n i e , s z y b k o [ r e a k c j i b d z i e o p i s a n a i d e n t y c z n y m
w z o r e m : , a l e z z a Bo |e n i a p = 3 p 0 , p o d s t a w m y t e w a r t o [c i z a p , o t r z y m a m y :
O d p . G d y c i [n i e n i e w z r o [n i e t r ó j k r o t n i e , s z y b k o [ r e a k c j i w z r o [n i e 8 1 r a z y .
T e r m o c h e m i a
K a |d e j r e a k c j i c h e m i c z n e j , o p r ó c z p o w s t a w a n i u p r o d u k t u , t o w a r z y s z y z a w s z e e f e k t e n e r g e t y c z n y .
Z n a k e f e k t u e n e r g e t y c z n e g o z a l e |y o d p r z y j t e j k o n w e n c j i ( u m o w y ) . P r z y z a p i s i e r ó w n a n i a r e a k c j i
c h e m i c z n e j z z a z n a c z o n y m e f e k t e m c i e p l n y m , c z y l i r ó w n a n i a t e r m o c h e m i c z n e g o , n a j c z [c i e j w
l i t e r a t u r z e m o |n a s p o t k a d w a s p o s o b y j e g o z a p i s u :
" z g o d n y z k o n w e n c j c h e m i c z n , w k t ó r e j e n e r g i a w y d z i e l o n a n a s p o s ó b c i e p Ba ( r e a k c j a
e g z o t e r m i c z n a ) t r a k t o w a n a j e s t j a k o p r o d u k t r e a k c j i , w y s t p u j e w r ó w n a n i u r e a k c j i p o
s t r o n i e p r o d u k t ó w z e z n a k i e m p l u s . W r e a k c j a c h e n d o t e r m i c z n y c h ( e n e r g i a n a s p o s ó b c i e p Ba
p o b i e r a n a j e s t z o t o c z e n i a ) c i e p Bo r e a k c j i z a p i s y w a n e p o s t r o n i e p r o d u k t ó w o t r z y m u j e z n a k
m i n u s ( c i e p Bo r e a k c j i t r a k t o w a n e j e s t j a k o s u b s t r a t i w y s t p u j e p o l e w e j s t r o n i e r ó w n a n i a
r e a k c j i z e z n a k i e m p l u s . P o p r z e n i e s i e n i u n a p r a w s t r o n z o s t a j e z m i e n i o n y z n a k n a
p r z e c i w n y ) .
" z g o d n y z k o n w e n c j t e r m o d y n a m i c z n ( s t o s o w a n y p r z e z n a s ) . W r e a k c j a c h
e g z o t e r m i c z n y c h e n e r g i a w y d z i e l a n a n a s p o s ó b c i e p Ba o t r z y m u j e z n a k m i n u s , n a t o m i a s t w
r e a k c j a c h e n d o t e r m i c z n y c h e n e r g i a p o c h Ba n i a n a o t r z y m u j e z n a k p l u s .
A + B ’! C - Q d l a r e a k c j i e g z o t e r m i c z n y c h
A + B ’! C + Q d l a r e a k c j i e n d o t e r m i c z n y c h
K o n w e n c j e t e r m o d y n a m i c z n Ba t w i e j z a p a m i t a m y g d y s a m i u t o |s a m i m y s i z u k Ba d e m
r e a k c y j n y m :
E n e r g i a w y d z i e l a n a z u k Ba d u , r e a k c j a e g z o ( t r a c i m y e n e r g i ) z n a k
m i n u s
E n e r g i a p o b i e r a n a p r z e z u k Ba d , r a k c j a e n d o ( u z y s k u j e m y e n e r g i ) , z n a k
p l u s
P o d c z a s r o z w i z y w a n i a p o n i |s z y c h z a d a D p r z y d a t n e m o g b y n a s t p u j c e d e f i n i c j e :
" C i e p Bo w Ba [c i w e - c ( p o j e m n o [ c i e p l n a ) j e s t t o i l o [ e n e r g i i j a k m u s i m y d o s t a r c z y n a
s p o s ó b c i e p Ba a b y o g r z a 1 k g s u b s t a n c j i o 1 K . J e d n o s t k c i e p Ba w Ba [c i w e g o j e s t J . k g - 1 . K - 1 ,
c z y l i c = Q . m - 1 . ”T - 1 . S u b s t a n c j m o |e m y o g r z e w a i z o c h o r y c z n i e ( w s t a Be j o b j t o [c i ) l u b
i z o b a r y c z n i e ( p r z y s t a By m c i [n i e n i u ) . D l a c i a B s t a By c h i c i e c z y n i e m a w i k s z e g o z n a c z e n i a w
j a k i c h w a r u n k a c h s u b s t a n c j a j e s t o g r z e w a n a , a l e n a o g r z a n i e s u b s t a n c j i g a z o w e j p r z y s t a By m
c i [n i e n i u p o t r z e b a d o s t a r c z y n i e c o w i k s z e j i l o [c i c i e p Ba n i | n a o g r z a n i e i d e n t y c z n e j i l o [c i
s u b s t a n c j i w s t a Be j o b j t o [c i . D l a t e g o r o z r ó |n i a s i c i e p Bo w Ba [c i w e p r z y s t a By m c i [n i e n i u -
c p , o r a z c i e p Bo w Ba [c i w e w s t a Be j o b j t o [c i - c v . N a j c z [c i e j m a m y d o c z y n i e n i a z c i e p Be m
w Ba [c i w y m p r z y s t a By m c i [n i e n i u .
" M o l o w e c i e p Bo w Ba [c i w e - C . I l o [ e n e r g i i j a k m u s i m y d o s t a r c z y n a s p o s ó b c i e p l a b y
o g r z a 1 m o l s u b s t a n c j i o 1 K . J e d n o s t k m o l o w e g o c i e p Ba w Ba [c i w e g o j e s t J . M o l - 1 . K - 1 , c z y l i
C = Q . n - 1 . ”T - 1 . P o d o b n i e j a k p r z y c i e p l e w Ba [c i w y m s u b s t a n c j m o |e m y o g r z e w a p r z y
s t a By m c i [n i e n i u - C p l u b w s t a Be j o b j t o [c i C v . D l a c i a B s t a By c h c i e p Ba t e s p r a k t y c z n i e s o b i e
r ó w n e . D l a s u b s t a n c j i g a z o w y c h C p > C v p o n i e w a | p r z y s t a By m c i [n i e n i u o g r z e w a n y g a z
r o z p r |a s i i w y k o n u j e d o d a t k o w p r a c ( p r a c o b j t o [c i o w ) . D l a t e g o m u s i m y d o s t a r c z y
d o d a t k o w i l o [ e n e r g i i r ó w n p r a c y o b j t o [c i o w e j . D l a g a z u d o s k o n a Be g o C p = C v + R
C i e p Be m s p a l a n i a n a z y w a n y j e s t t o e f e k t c i e p l n y t o w a r z y s z c y s p a l a n i u j e d n e g o m o l a
s u b s t a n c j i . N a j c z [c i e j c i e p Bo s p a l a n i a p o d a w a n e j e s t d l a r e a k c j i p r z e b i e g a j c e j w
w a r u n k a c h s t a n d a r d o w y c h ( t e m p 2 9 8 , 1 5 K , c i [n i e n i e P = 1 0 1 3 , 2 5 h P a ) . W t a k i c h w a r u n k a c h
p r o d u k t a m i r e a k c j i s g a z o w y t l e n e k w g l a ( I V ) , c i e k Ba w o d a i n i e k i e d y a z o t .
" C i e p Bo t w o r z e n i a ( E n t a l p i a t w o r z e n i a ) K a |d a s u b s t a n c j a c h e m i c z n a ( z w i z e k c h e m i c z n y )
m a c h a r a k t e r y s t y c z n e d l a s i e b i e c i e p Bo t w o r z e n i a . C i e p Be m t w o r z e n i a Q t w z w i z k u
c h e m i c z n e g o n a z y w a s i e f e k t c i e p l n y t o w a r z y s z c y s y n t e z i e j e d n e g o m o l a t e g o z w i z k u w
w a r u n k a c h s t a n d a r d o w y c h ( t e m p . 2 9 8 , 1 5 K , c i [n i e n i e P = 1 0 1 3 , 2 5 h P a ) z s u b s t a n c j i p r o s t y c h
( p i e r w i a s t k ó w ) w p o s t a c i t r w a Be j w p o d a n y c h w a r u n k a c h .
U m o w n i e j e s t p r z y j t e , |e c i e p Bo t w o r z e n i a s u b s t a n c j i p r o s t y c h ( N 2 , N a , F e , O 2 , S , P )
t r w a By c h w w a r u n k a c h s t a n d a r d o w y c h j e s t r ó w n e z e r u . J e d n a k |e o d m i a n y a l o t r o p o w e j a k
o z o n , s i a r k a j e d n o s k o [n a , f o s f o r b i a By l u b c z a r n y m a j w t y c h w a r u n k a c h c i e p Ba t w o r z e n i a
r ó |n e o d z e r a . C i e p Bo t w o r z e n i a Q t w n a z y w a s i i n a c z e j s t a n d a r d o w e n t a l p i t w o r z e n i a
”H 2 9 8 o .
" R ó w n a n i e t e r m o c h e m i c z n e - r ó w n a n i e r e a k c j i z z a z n a c z o n y m e f e k t e m c i e p l n y m r e a k c j i
( e f e k t c i e p l n y r e a k c j i z a z n a c z a m y s t o s u j c k o n w e n c j t e r m o d y n a m i c z n )
" P r a w o L a p l a c e ' a ( P i e r w s z e p r a w o t e r m o d y n a m i k i ) M o l o w a e n t a l p i a r o z k Ba d u z w i z k u
c h e m i c z n e g o n a p i e r w i a s t k i j e s t r ó w n a e n t a l p i i t w o r z e n i a t e g o z w i z k u u |y t e j z e z n a k i e m
p r z e c i w n y m :
J e |e l i A + B ’! C + Q t w t o C ’! A + B - Q t w
P r a w o t o m o |n a u o g ó l n i n a w s z y s t k i e r e a k c j e c h e m i c z n e . J e |e l i r e a k c j a p r z e b i e g a w
o b y d w u k i e r u n k a c h , t o p r z y z m i a n i e k i e r u n k u r e a k c j i w i e l k o [c i ”H l i c z b o w o n i e u l e g a j
z m i a n i e , a j e d y n i e p r z y j m u j p r z e c i w n e z n a k i .
" P r a w o H e s s a ( D r u g i e p r a w o t e r m o d y n a m i k i ) E f e k t c i e p l n y r e a k c j i c h e m i c z n e j n i e z a l e |y
o d d r o g i p r z e m i a n y d a n y c h s u b s t r a t ó w w o k r e [l o n e p r o d u k t y , j e |e l i t y l k o w s z y s t k i e
p r z e m i a n y s i z o b a r y c z n e l u b i z o c h o r y c z n e ( p r z e b i e g a j p o d s t a By m c i [n i e n i e m l u b w s t a Be j
o b j t o [c i ) i n i e t o w a r z y s z y i m p r a c a n i e o b j t o [c i o w a .
R ó w n a n i a r e a k c j i c h e m i c z n e j w r a z z e f e k t e m c i e p l n y m r e a k c j i t r a k t u j e s i j a k r ó w n a n i a
m a t e m a t y c z n e , i m o |n a j e d o w o l n i e p r z e k s z t a Bc a , p a m i t a j c o z n a k a c h . M o |n a j e r ó w n i e |
d o d a w a s t r o n a m i d o s i e b i e .
Z a d a n i e 1
W t e m p e r a t u r z e 2 9 8 K c i e p Bo w Ba [c i w e m i e d z i w y n o s i 0 , 3 8 6 k J . k g - 1 . K - 1 . O b l i c z y c i e p Bo m o l o w e
m i e d z i w t e j t e m p e r a t u r z e .
O d p .
J e |e l i c i e p Bo w Ba [c i w e m i e d z i w y n o s i 0 , 3 8 6 k J . k g - 1 . K - 1 , t o o z n a c z a t o , |e n a o g r z a n i e 1 k g m i e d z i o
1 K p o t r z e b a 0 , 3 8 6 k J c i e p Ba . I l e e n e r g i i n a s p o s ó b c i e p Ba n a l e |y d o s t a r c z y b y o g r z a 6 3 , 5 4 g
m i e d z i ? Z a l e |n o [ t m o |n a z a p i s a w p o s t a c i p r o p o r c j i :
Z a d a n i e 2
W t e m p e r a t u r z e 2 9 8 K i p o d s t a By m c i [n i e n i e m 1 0 1 3 , 2 5 h P a c i e p Bo m o l o w e c h l o r k u s r e b r a w y n o s i
5 0 , 8 3 J . m o l - 1 . K - 1 . O b l i c z y c i e p Bo w Ba [c i w e c h l o r k u s r e b r a w t y c h s a m y c h w a r u n k a c h .
O d p .
2 4 . C i e p Bo m o l o w e o z n a c z a , |e n a o g r z a n i e 1 4 3 , 3 3 g A g C l o 1 K p o t r z e b a 5 0 , 8 3 J e n e r g i i n a s p o s ó b
c i e p Ba . I l e e n e r g i i p o t r z e b a n a o g r z a n i e 1 k g A g C l o 1 K ?
Z a d a n i e 3
W z a k r e s i e t e m p e r a t u r 3 0 0 - 3 2 5 K [r e d n i e c i e p Bo w Ba [c i w e k o b a l t u w y n o s i 0 , 4 6 k J . k g - 1 . K - 1 . I l e c i e p Ba
n a l e |y d o s t a r c z y , a b y o g r z a k a w a Be k k o b a l t u o m a s i e 1 5 g o d t e m p . 3 0 0 K d o t e m p . 3 2 5 K ?
O d p .
N a o g r z a n i e 1 k g k o b a l t u o 1 K p o t r z e b a 0 , 4 6 k J , t o n a o g r z a n i e o 2 5 K ( 3 2 5 K - 3 0 0 K ) p o t r z e b a 2 5
r a z y w i c e j e n e r g i i , c z y l i 1 1 , 5 k J . J e |e l i n a o g r z a n i e 1 0 0 0 g k o b a l t u p o t r z e b a 1 1 , 5 k J , t o n a o g r z a n i e
1 5 g p o t r z e b a e n e r g i i : 1 1 , 5 k J . 1 5 g / 1 0 0 0 g = 0 , 1 7 2 5 k J . O c z y w i [c i e z a w s z e m o |e m y s k o r z y s t a z e
w z o r u c = Q . m - 1 . ”T - 1 , c z y l i Q = c . m . ”T
Z a d a n i e 4
W t e m p e r a t u r z e 2 0 o C i p o d s t a By m c i [n i e n i e m c i e p Bo w Ba [c i w e b o r u w y n o s i 1 , 0 5 J . g - 1 . K - 1 . O b l i c z y
c i e p Bo m o l o w e b o r u w t y c h s a m y c h w a r u n k a c h .
O d p .
N a o g r z a n i e 1 g b o r u o 1 K p o t r z e b a 1 , 0 5 J , t o n a o g r z a n i e 1 m o l a b o r u p o t r z e b a 1 0 , 8 r a z y w i c e j
e n e r g i i . C = c . M = 1 1 , 3 4 J . m o l - 1 . K - 1 .
Z a d a n i e 5
O b l i c z y i l o [ c i e p Ba p o t r z e b n d o p r z e k s z t a Bc e n i a 1 0 0 g w o d y c i e k Be j o t e m p 2 0 o C w p a r w o d n o
t e m p . 1 0 0 o C , w i e d z c |e [r e d n i e c i e p Bo w Ba [c i w e w o d y w t y m p r z e d z i a l e t e m p e r a t u r w y n o s i
4 , 1 8 7 k J . k g - 1 . K - 1 , a c i e p Bo p a r o w a n i a w o d y w t e m p e r a t u r z e w r z e n i a i p o d c i [n i e n i e m 1 0 1 3 , 2 5 h P a
w y n o s i 2 , 2 8 M J . k g - 1 . K - 1 ( z a Bo |y , |e u t w o r z y Bo s i b a r d z o m a Bo p a r y p r z e d o s i g n i c i e m t e m p .
1 0 0 o C ) .
O d p .
N a j p i e r w m u s i m y d o s t a r c z y e n e r g i Q 1 n a o g r z a n i e 1 0 0 g w o d y , a n a s t p n i e e n e r g i w p o s t a c i
c i e p Ba Q 2 n a p r z e p r o w a d z e n i e 1 0 0 g w o d y w p a r w o d n . N a o g r z a n i e 1 0 0 g w o d y p o t r z e b a
Q 1 = m . c . ”T = 0 , 1 k g . 4 , 1 8 7 k J . k g - 1 . K - 1 . 8 0 K = 3 3 , 4 9 6 k J . N a p r z e p r o w a d z e n i e 1 0 0 g w o d y w p a r
p o t r z e b a e n e r g i i w p o s t a c i c i e p Ba Q 2 = m . c = 0 , 1 k g . 2 , 2 8 M J / k g = 2 2 8 k J . C a Bk o w i t a e n e r g i a w p o s t a c i
c i e p Ba j a k a m u s i b y d o s t a r c z o n a Q = Q 1 + Q 2 = 2 6 1 , 5 k J .
Z a d a n i e 6
O b l i c z y i l o [ w g l a p o t r z e b d o o g r z a n i a 1 0 0 d m 3 w o d y o d t e m p . 2 0 o C d o 5 0 o C w i e d z c , |e
[r e d n i e c i e p Bo w Ba [c i w e w o d y w t y m p r z e d z i a l e t e m p e r a t u r w y n o s i 4 , 1 8 7 k J . k g - 1 . K - 1 , a c i e p Bo
s p a l a n i a w g l a d o C O 2 w y n o s i 3 2 , 8 2 M J / k g .
O d p .
N a o g r z a n i e t e j i l o [c i w o d y p o t r z e b a e n e r g i i Q = m . c . ”T , c z y l i
Q = 1 0 0 k g . 4 , 1 8 7 k J . k g - 1 . K - 1 . 3 0 K = 1 2 5 6 1 k J = 1 2 , 5 6 M J . W c e l u o t r z y m a n i a t a k i e j i l o [c i c i e p Ba n a l e |y
s p a l i m = 1 2 , 5 8 6 M J / 3 2 , 8 2 M J / k g = 0 , 3 8 3 k g .
Z a d a n i e 7
Z a p i s z r ó w n a n i e t e r m o c h e m i c z n e r e a k c j i t w o r z e n i a b r o m k u w a p n i a , w i e d z c |e w t e j r e a k c j i
w y d z i e l o n a z o s t a j e e n e r g i a w i l o [c i 6 7 5 , 3 k J .
O d p .
R e a k c j a t w o r z e n i a , t o s y n t e z a C a B r 2 z p i e r w i a s t k ó w . E n e r g i a z o s t a j e w y d z i e l o n a - c z y l i u k Ba d j
t r a c i :
C a + B r 2 ’! C a B r 2 - 6 7 5 , 3 k J / m o l
Z a d a n i e 8
Z a p i s z r ó w n a n i a t e r m o c h e m i c z n e d l a r e a k c j i t w o r z e n i a j e d n e g o m o l a n a s t p u j c y c h z w i z k ó w o
z n a n y c h e n t a l p i a c h t w o r z e n i a :
F e 2 O 3 ”H 2 9 8 f = - 8 2 2 k J / m o l
H I ”H 2 9 8 f = 2 6 k J / m o l
M g 3 N 2 ”H 2 9 8 f = - 4 6 2 k J / m o l
K O H ”H 2 9 8 f = - 4 2 6 k J / m o l
N a 2 H P O 4 ”H 2 9 8 f = - 1 7 4 8 k J / m o l
O d p .
2 F e + 3 / 2 O 2 ’! F e 2 O 3 - 8 2 2 k J / m o l
1 / 2 H 2 + 1 / 2 I 2 ’! H I + 2 6 k J / m o l
3 M g + N 2 ’! M g 3 N 2 - 4 6 2 k J / m o l
K + 1 / 2 O 2 + 1 / 2 H 2 ’! K O H - 4 2 6 k J / m o l
2 N a + 1 / 2 H 2 + P + 2 O 2 ’! N a 2 H P O 4 - 1 7 4 8 k J / m o l
Z a d a n i e 9
P o d c z a s s p a l a n i a 1 0 g s i a r k i r o m b o w e j d o S O 2 w y d z i e l i Bo s i 9 2 , 8 k J e n e r g i i n a s p o s ó b c i e p Ba .
Z a p i s z r ó w n a n i e t e r m o c h e m i c z n e t e j r e a k c j i .
O d p .
J e |e l i s p a l a j c 1 0 g s i a r k i w y d z i e l i Bo s i 9 2 , 8 k J e n e r g i i , t o s p a l a j c 3 2 g ( 1 m o l ) s i a r k i w y d z i e l i s i
Q = 2 9 6 , 9 6 k J / m o l . Z t e j i l o [c i s i a r k i p o w s t a n i e o c z y w i [c i e 1 m o l S O 2 :
S + O 2 ’! S O 2 - 2 9 6 , 9 6 k J / m o l
Z a d a n i e 1 0
N a p o d s t a w i e r ó w n a n i a t e r m o c h e m i c z n e g o p o d a j e n t a l p i t w o r z e n i a j o d o w o d o r u :
H 2 ( g ) + I 2 ( s ) ’! 2 H I ”H = 5 2 k J
O d p .
E n t a l p i a t w o r z e n i a ( c i e p Bo t w o r z e n i a ) o d n o s i s i d o 1 m o l a p r o d u k t u . W r ó w n a n i u r e a k c j i p o w s t a j
2 m o l e H I i w y d z i e l a s i 5 2 k J e n e r g i i . N a 1 m o l H I w y d z i e l i s i w i c 2 6 k J / m o l e n e r g i i n a s p o s ó b
c i e p Ba .
Z a d a n i e 1 1
S t a n d a r d o w e c i e p Bo s p a l a n i a m e t a n u d o t l e n k u w g l a ( I V ) i c i e k Be j w o d y w y n o s i - 8 9 1 k J . J a k
o b j t o [ m e t a n u ( w a r u n k i n o r m a l n e ) n a l e |y s p a l i a b y u z y s k a 1 M J e n e r g i i n a s p o s ó b c i e p Ba ?
O d p .
S t a n d a r d o w e c i e p Bo s p a l a n i a t o c i e p Bo u z y s k a n e z e s p a l e n i a 1 m o l a s u b s t a n c j i :
C H 4 ( g ) + 2 O 2 ( g ) ’! C O 2 ( g ) + 2 H 2 O ( c ) - 8 9 1 k J / m o l
C z y l i z 2 2 , 4 d m 3 u z y s k u j e s i 8 9 1 k J e n e r g i i , t o
z x d m 3 u z y s k a s i 1 0 0 0 k J .
x = 2 5 , 1 4 d m 3
Z a d a n i e 1 2
Z a p i s z r ó w n a n i e t e r m o c h e m i c z n e r e a k c j i s p a l a n i a j e d n e g o m o l a n a s t p u j c y c h z w i z k ó w o
z n a n y c h s t a n d a r d o w y c h c i e p By c h s p a l a n i a Q s p :
a c e t y l e n ( e t y n ) - 1 3 0 0 k J / m o l
e t a n - 1 5 6 1 k J / m o l
m e t a n o l - 7 2 7 k J / m o l
w g i e l - 3 9 4 k J / m o l
O d p .
C 2 H 2 ( g ) + 5 / 2 O 2 ( g ) ’! 2 C O 2 ( g ) + H 2 O ( c ) - 1 3 0 0 k J / m o l
C 2 H 6 ( g ) + 7 / 2 O 2 ( g ) ’! 2 C O 2 + 3 H 2 O ( c ) - 1 5 6 1 k J / m o l
C H 4 O ( c ) + 3 / 2 O 2 ’! C O 2 ( g ) + 2 H 2 O ( g ) - 7 2 7 k J / m o l
C ( s ) + O 2 ( g ) ’! C O 2 ( g ) - 3 9 4 k J / m o l
Z a d a n i e 1 3
W c z a s i e u t l e n i e n i a 1 g g l i n u d o t l e n k u g l i n u A l 2 O 3 w y d z i e l a s i 3 1 , 0 4 k J c i e p Ba w w a r u n k a c h
s t a n d a r d o w y c h . O b l i c z c i e p Bo t w o r z e n i a t l e n k u g l i n u .
O d p .
R ó w n a n i e r e a k c j i t w o r z e n i a t l e n k u g l i n u : 2 A l + 3 / 2 O 2 ’! A l 2 O 3 . Z g o d n i e z t y m r ó w n a n i e m w
c z a s i e s p a l a n i a 1 g g l i n u w y d z i e l a s i 3 1 , 0 4 k J c i e p Ba , t o
p r z y s p a l a n i u 5 4 g g l i n u w y d z i e l i s i x c i e p Ba
x = 1 6 7 6 , 1 6 k J c i e p Ba . C i e p Bo t w o r z e n i a t l e n k u g l i n u t o 1 6 7 6 , 1 6 k J / m o l .
Z a d a n i e 1 4
O b l i c z e n t a l p i r e a k c j i : S i C l 4 ( c ) + 2 H 2 O ( c ) = S i O 2 ( s ) + 4 H C l ( g ) w w a r u n k a c h s t a n d a r d o w y c h ,
w i e d z c |e s t a n d a r d o w e e n t a l p i e t w o r z e n i a w y n o s z o d p o w i e d n i o :
S i O 2 : ”H = - 9 6 0 k J / m o l ; H C l : ”H = - 9 2 , 4 k J / m o l ; S i C l 4 : ”H = - 6 4 0 k J / m o l ; H 2 O : ”H = - 2 8 6 k J / m o l
O d p .
E n t a l p i a r e a k c j i j e s t r ó w n a r ó |n i c y e n t a l p i i t w o r z e n i a p r o d u k t ó w i e n t a l p i i t w o r z e n i a s u b s t r a t ó w
w z i t y c h z o d p o w i e d n i m i w s p ó Bc z y n n i k a m i r e a k c j i :
”H = - 9 1 0 k J / m o l + ( 4 x ( - 9 2 , 4 k J / m o l ) ) - ( 2 x ( - 2 8 6 k J / m o l ) + ( - 6 4 0 k J / m o l ) ) = - 6 6 k J .
Z a d a n i e 1 5
D l a r e a k c j i : N H 3 ( g ) + H C l ( g ) = N H 4 C l ( s ) ”H = - 1 7 5 , 4 k J . O b l i c z s t a n d a r d o w e n t a l p i t w o r z e n i a
s t a Be g o N H 4 C l w i e d z c , |e s t a n d a r d o w e e n t a l p i e t w o r z e n i a a m o n i a k u i c h l o r o w o d o r u w y n o s z
o d p o w i e d n i o - 4 6 , 0 k J / m o l o r a z - 9 2 , 1 k J / m o l .
O d p .
E n t a l p i e r e a k c j i t w o r z e n i a N H 4 C l z a m o n i a k u i c h l o r o w o d o r u o b l i c z a m y z r ó |n i c y e n t a l p i i
p r o d u k t ó w i s u b s t r a t ó w : , c z y l i e n t a l p i a t e j r e a k c j i : ”H = - 1 7 5 , 4 k J = x -
( ( - 4 6 , 0 k J / m o l ) + ( - 9 2 , 1 k J / m o l ) . S t d x = - 3 1 3 , 5 k J / m o l .
Z a d a n i e 1 6
S t a n d a r d o w e e n t a l p i e t w o r z e n i a A l 2 O 3 ( s ) i M n 3 O 4 ( s ) w y n o s z o d p o w i e d n i o - 1 6 7 5 k J / m o l o r a z
- 1 3 8 8 k J / m o l . O b l i c z e n t a l p i r e a k c j i 8 A l ( s ) + 3 M n 3 O 4 ( s ) = 4 A l 2 O 3 ( s ) + 9 M n ( s ) w w a r u n k a c h
s t a n d a r d o w y c h .
O d p .
S t a n d a r d o w e e n t a l p i e t w o r z e n i a p i e r w i a s t k ó w w y n o s z 0 . E n t a l p i a t e j r e a k c j i
”H = 4 x ( - 1 6 7 5 k J / m o l ) - ( 3 x ( - 1 3 8 8 k J / m o l ) = - 2 5 3 6 k J .
Z a d a n i e 1 7
O b l i c z c i e p Bo s p a l a n i a s i a r k i j e d n o s k o [n e j w w a r u n k a c h s t a n d a r d o w y c h , j e [l i z n a n e s e n t a l p i e
n a s t p u j c y c h r e a k c j i :
S ( r o m b ) = S ( j e d n o s k ) ”H = + 0 , 2 9 k J
S ( r o m b ) + O 2 ( g ) = S O 2 ( g ) ”H = - 2 9 7 , 0 5 k J
O d p .
S z u k a n e c i e p Bo s p a l a n i a : S ( j e d n o s k ) + O 2 ( g ) ’! S O 2 ( g ) + Q g d y d a n e s r e a k c j e :
S ( r o m b ) ’! S ( j e d n o s k ) + 0 , 2 9 k J ( 1 )
S ( r o m b ) + O 2 ( g ) ’! S O 2 ( g ) - 2 9 7 , 0 5 k J ( 2 )
K o r z y s t a j c z p r a w a L a p l a c e ' a m o |e m y z a p i s a :
S ( j e d n o s k ) ’! S ( r o m b ) - 0 , 2 9 k J ( 3 ) ( r ó w n a n i a r e a k c j i p r z e k s z t a Bc a m y w t a k i s p o s ó b b y w r ó w n a n i a c h
z e z n a n e n t a l p i s u b s t r a t y ( p r o d u k t y ) b y By p o t e j s a m e j s t r o n i e c o w r ó w n a n i u n i e w i a d o m y m ) .
D o d a j c s t r o n a m i r ó w n a n i e ( 2 ) i ( 3 ) o t r z y m a m y :
S ( r o m b ) + O 2 ( g ) + S ( j e d n o s k ) ’! S O 2 ( g ) - 2 9 7 , 0 5 k J + S ( r o m b ) - 0 , 2 9 k J ( r e d u k u j c w y r a z y p o d o b n e
o t r z y m a m y p o s z u k i w a n e t e r m o c h e m i c z n e r ó w n a n i e r e a k c j i :
S ( j e d n o s k ) + O 2 ( g ) ’! S O 2 ( g ) - 2 9 7 , 3 4 k J
Z a d a n i e 1 8
O b l i c z e n t a l p i r e k a k c j i 3 C ( s ) + 4 H 2 ( g ) = C 3 H 8 ( g ) w i d z c , |e :
C 3 H 8 ( g ) + 5 O 2 ( g ) = 3 C O 2 ( g ) + 4 H 2 O ( c ) ”H = - 2 2 2 0 k J
2 H 2 ( g ) + O 2 = 2 H 2 O ( c ) ”H = - 5 7 2 k J
C ( s ) + O 2 ( g ) = C O 2 ( g ) ”H = - 3 9 4 k J
O d p .
N a l e |y d o d a s t r o n a m i r ó w n a n i a ( 1 - 3 ) t a k b y o t r z y m a p o s z u k i w a n e r ó w n a n i e r e a k c j i :
C 3 H 8 ( g ) + 5 O 2 ( g ) ’!3 C O 2 ( g ) + 4 H 2 O ( c ) - 2 2 2 0 k J ( 1 )
2 H 2 ( g ) + O 2 ’! 2 H 2 O ( c ) - 5 7 2 k J ( 2 )
C ( s ) + O 2 ( g ) ’! C O 2 ( g ) - 3 9 4 k J ( 3 )
3 C ( s ) + 4 H 2 ( g ) ’! C 3 H 8 ( g ) + Q
W p o s z u k i w a n y m r ó w n a n i u t e r m o c h e m i c z n y m w y s t p u j 3 m o l e w g l a i 4 m o l e w o d o r u .
R ó w n a n i a ( 2 ) i ( 3 ) n a l e |y p o m n o |y o d p o w i e d n i o p r z e z 2 i 3 :
4 H 2 ( g ) + 2 O 2 ’! 4 H 2 O ( c ) - 1 1 4 4 k J ( 4 )
3 C ( s ) + 3 O 2 ( g ) ’! 3 C O 2 ( g ) - 1 1 8 2 k J ( 5 )
W p o s z u k i w a n y m r ó w n a n i u p r o p a n j e s t p o s t r o n i e p r o d u k t ó w . R ó w n a n i e ( 1 ) n a l e |y w i c
p r z e k s z t a Bc i k o r z y s t a j c z p r a w a L a p l a c e ' a :
3 C O 2 ( g ) + 4 H 2 O ( c ) ’! C 3 H 8 ( g ) + 5 O 2 ( g ) + 2 2 2 0 k J ( 6 )
P o d o d a n i u s t r o n a m i r ó w n a D ( 4 - 6 ) i r e d u k c j i w y r a z ó w p o d o b n y c h o t r z y m a m y p o s z u k i w a n e
r ó w n a n i e :
3 C ( s ) + 4 H 2 ( g ) ’! C 3 H 8 ( g ) - 1 0 6 k J
Z a d a n i e 1 9
K o r z y s t a j c z p o n i |s z y c h d a n y c h o b l i c z e n t a l p i t w o r z e n i a C S 2 ( g ) :
”H 0 t w . C O 2 = - 3 9 3 k J / m o l
”H 0 t w . S O 2 = - 2 9 7 k J / m o l
C S 2 ( g ) + 3 O 2 = C O 2 ( g ) + 2 S O 2 ( g ) ”H 0 = - 1 1 0 8 k J / m o l
O d p .
C ( s ) + O 2 ( g ) ’! C O 2 ( g ) - 3 9 3 k J ( 1 )
S ( s ) + O 2 ( g ) ’! S O 2 ( g ) - 2 9 7 k J ( 2 )
C S 2 ( g ) + 3 O 2 ’! C O 2 ( g ) + 2 S O 2 ( g ) - 1 1 0 8 k J / m o l ( 3 )
R e a k c j e t w o r z e n i a C S 2 ( g ) : C ( s ) + 2 S ( s ) ’! C S 2 ( g ) + Q o t r z y m a m y p o d o d a n i u d o r ó w n a n i a ( 1 )
p o m n o |o n e p r z e z 2 r ó w n a n i e ( 2 ) i o d j c i u r ó w n a n i a ( 3 ) :
C ( s ) + 2 S ( s ) ’! C S 2 ( g ) + 1 2 1 k J
Z a d a n i e 2 0
O b l i c z e n t a l p i r e a k c j i : 3 C 2 H 2 ( g ) ’! C 6 H 6 ( c ) n a p o d s t a w i e c i e p e B s p a l a n i a a c e t y l e n u i b e n z e n u :
”H = - 3 2 7 9 k J / m o l d l a b e n z e n u
”H = - 1 3 0 0 k J / m o l d l a a c e t y l e n u
O d p .
C 2 H 2 + 3 / 2 O 2 ’! 2 C O 2 ( g ) + H 2 O ( c ) - 1 3 0 0 k J ( 1 )
C 6 H 6 + 1 5 / 2 O 2 ’! 6 C O 2 ( g ) + 3 H 2 O ( c ) - 3 2 7 9 k J ( 2 )
3 C 2 H 2 ( g ) ’! C 6 H 6 ( c ) ( 3 )
W r ó w n a n i u ( 3 ) a c e t y l e n z n a j d u j e s i p o l e w e j s t r o n i e , a b e n z e n p o p r a w e j . R ó w n a n i e ( 2 ) n a l e |y
z a t e m p r z e k s z t a Bc i , a r ó w n a n i e ( 1 ) p o m n o |y p r z e z 3 :
3 C 2 H 2 + 1 5 / 2 O 2 ’! 6 C O 2 ( g ) + 3 H 2 O ( c ) - 3 9 0 0 k J ( 4 )
6 C O 2 ( g ) + 3 H 2 O ( c ) ’! C 6 H 6 + 1 5 / 2 O 2 + 3 2 7 9 k J ( 5 )
P o d o d a n i u s t r o n a m i r ó w n a n i a ( 4 ) d o ( 5 ) i r e d u k c j i w y r a z ó w p o d o b n y c h o t r z y m a m y p o s z u k i w a n e
r ó w n a n i e ( 3 ) :
3 C 2 H 2 ( g ) ’! C 6 H 6 ( c ) - 6 2 1 k J
Z a d a n i e 2 1
J e d n y m z e s p o s o b ó w o t r z y m y w a n i a |e l a z a z m a g n e t y t u j e s t r e a k c j a " a l u m i n o t e r m i c z n a "
p r z e b i e g a j c a w g r ó w n a n i a :
8 A l ( s ) + 3 F e 3 O 4 ( s ) ’! 9 F e ( s ) + 4 A l 2 O 3 ( s ) .
M a j c n a s t p u j c e d a n e :
3 F e ( s ) + 2 O 2 ( g ) ’! F e 3 O 4 ( s ) ”H = - 1 2 3 3 , 3 k J
4 A l ( s ) + 3 O 2 ( g ) ’! 2 A l 2 O 3 ( s ) ”H = - 3 3 4 0 k J
O b l i c z y e n t a l p i r e a k c j i a l u m i n o t e r m i c z n e j
O d p .
3 F e ( s ) + 2 O 2 ( g ) ’! F e 3 O 4 ( s ) - 1 2 3 3 , 3 k J ( 1 )
4 A l ( s ) + 3 O 2 ( g ) ’! 2 A l 2 O 3 ( s ) - 3 3 4 0 k J ( 2 )
8 A l ( s ) + 3 F e 3 O 4 ( s ) ’! 9 F e ( s ) + 4 A l 2 O 3 ( s ) + Q ( 3 )
W r ó w n a n i u ( 3 ) m a m y 8 m o l i g l i n u , w i c r ó w n a n i e ( 2 ) n a l e |y p o m n o |y p r z e z 2 . |e l a z o w y s t p u j e
w r ó w n a n i u ( 3 ) p o p r a w e j s t r o n i e , w i c r ó w n a n i e ( 1 ) n a l e |y o d w r ó c i i p o m n o |y p r z e z 3 , a b y
u z y s k a 9 m o l i |e l a z a :
3 F e 3 O 4 ( s ) ’! 9 F e ( s ) + 6 O 2 ( g ) + 3 6 9 9 , 9 k J ( 4 )
8 A l ( s ) + 6 O 2 ( g ) ’! 4 A l 2 O 3 ( s ) - 6 6 8 0 k J ( 5 )
P o d o d a n i u s t r o n a m i ( 4 ) d o ( 5 ) i r e d u k c j i w y r a z ó w p o d o b n y c h o t r z y m a m y :
8 A l ( s ) + 3 F e 3 O 4 ( s ) ’! 9 F e ( s ) + 4 A l 2 O 3 ( s ) - 2 9 8 1 k J
R e a k c j e u t l e n i a n i a i r e d u k c j i
R e a k c j a m i u t l e n i e n i a i r e d u k c j i , i n a c z e j m ó w i c r e a k c j a m i r e d - o k s , n a z y w a m y r e a k c j e c h e m i c z n e ,
k t ó r e p r z e b i e g a j z e z m i a n e l e k t r o w a r t o [c i o w o [c i ( s t o p n i a u t l e n i e n i a ) r e a g u j c y c h j o n ó w
( a t o m ó w ) . Z m i a n a s t o p n i a u t l e n i e n i a w i |e s i z p o b r a n i e m l u b o d d a n i e m e l e k t r o n ó w p r z e z a t o m .
Z e w z g l d u , |e a t o m m u s i p o b r a e l e k t r o n y o d i n n e g o a t o m u , l u b o d d a e l e k t r o n y i n n e m u
a t o m o w i , p r o c e s u t l e n i e n i a n i e o d Bc z n i e w i |e s i z p r o c e s e m r e d u k c j i , c z y l i o b y d w i e t e r e a k c j e s
z a w s z e z e s o b s p r z |o n e .
Z e w z g l d u n a t o , |e w w i e l u p r o c e s a c h r e d - o k s p o w s t a j l u b z a n i k a j w i z a n i a k o w a l e n c y j n e ,
t r u d n o p o s Bu g i w a s i e l e k t r o w a r t o [c i o w o [c i , k t ó r a o d n o s i s i j e d y n i e d l a j o n ó w . D l a t e g o
w p r o w a d z o n o n o w e p o j c i e s t o p n i a ( l i c z b y ) u t l e n i e n i a . P o d c z a s p o s Bu g i w a n i a s i t y m p o j c i e m
p r z y j m u j e s i , |e a t o m b a r d z i e j e l e k t r o u j e m n y p r z e j m u j e o d a t o m u m n i e j e l e k t r o u j e m n e g o
w s z y s t k i e e l e k t r o n y w i |c e . C z y l i n a c z a s o b l i c z a n i a s t o p n i a u t l e n i e n i a w s z y s t k i e w i z a n i a
k o w a l e n c y j n e z a m i e n i a s i n a w i z a n i a j o n o w e , a e l e k t r o n y z t y c h w i z a D p r z y p i s u j e s i a t o m o w i
b a r d z i e j e l e k t r o u j e m n e m u . N i e o z n a c z a t o j e d n a k w c a l e , |e m u s i m y o p a n o w a n a p a m i w a r t o [c i
e l e k t r o u j e m n o [c i d l a w s z y s t k i c h p i e r w i a s t k ó w . I s t n i e j p r o s t e r e g u By , k t ó r e p o z w a l a j Ba t w o
w y z n a c z y s t o p n i e u t l e n i e n i a p o s z c z e g ó l n y c h a t o m ó w , n a w e t w z Bo |o n y m z w i z k u :
1 . F l u o r w e w s z y s t k i c h z w i z k a c h p o s i a d a s t o p i e D u t l e n i e n i a - 1
2 . W o d ó r p o s i a d a s t o p i e D u t l e n i e n i a + 1 , z w y j t k i e m p o Bc z e D z m e t a l a m i w k t ó r y c h w o d ó r m a
s t o p i e D u t l e n i e n i a - 1
3 . S t o p i e D u t l e n i e n i a t l e n u w y n o s i - 2 , z w y j t k i e m p o Bc z e D n a d t l e n k o w y c h , w k t ó r y c h t l e n
j e s t n a - 1 s t o p n i u u t l e n i e n i a , o r a z f l u o r k u t l e n u O F 2 , w k t ó r y m t l e n j e s t n a + 2 s t o p n i u
u t l e n i e n i a
4 . S t o p i e D u t l e n i e n i a l i t o w c ó w w y n o s i + 1 , a b e r y l o w c ó w + 2
5 . S t o p i e D u t l e n i e n i a p i e r w i a s t k ó w w s t a n i e w o l n y m w y n o s i 0
6 . S u m a s t o p n i u t l e n i e n i a w c z s t e c z c e w y n o s i 0 , a w j o n i e j e s t r ó w n a Ba d u n k o w i j o n u
7 . N i e b i e r z e s i p o d u w a g w k Ba d u w s t o p i e D u t l e n i e n i a p o m i d z y a t o m a m i t e g o s a m e g o
p i e r w i a s t k a
W e w z o r z e s u m a r y c z n y m a t o m y n a m n i e j s z y m s t o p n i u u t l e n i e n i a z a p i s y w a n e s n a k o Dc u .
W y j t k i e m j e s t a m o n i a k N H 3 i f o s f o r i a k P H 3 w k t ó r y m a z o t i f o s f o r s n a u j e m n y m s t o p n i u
u t l e n i e n i a , a w o d ó r n a d o d a t n i m .
N a l e |y p a m i t a , |e s t o p n i e u t l e n i e n i a s w i e l k o [c i a m i u m o w n y m i i z a l e | o d s p o s o b u j a k i r e g u B
w e d Bu g k t ó r y c h s i j e o b l i c z a . S Bu | o n e j e d y n i e d o 3 k s i g o w a n i a 3 e l e k t r o n ó w .
O b l i c z a n i e s t o p n i a u t l e n i e n i a n a j l e p i e j p r z e [l e d z i n a p r z y k Ba d a c h :
w o d ó r : ( r e g u Ba 2 ) s t o p i e D u t l e n i e n i a + 1
Ba d u n e k c z s t e c z k i 0
N H 3
( r e g u Ba 6 ) x + 3 . ( + 1 ) = 0 , x = - 3
a z o t : s t o p i e D u t l e n i e n i a - 3
t l e n : ( r e g u Ba 3 ) s t o p i e D u t l e n i e n i a - 2
w o d ó r : ( r e g u Ba 2 ) s t o p i e D u t l e n i e n i a + 1
H C l O 4
Ba d u n e k c z s t e c z k i 0
( r e g u Ba 6 ) x + 4 . ( - 2 ) + 1 = 0 , x = + 7
c h l o r : s t o p i e D u t l e n i e n i a + 7
t l e n : ( r e g u Ba 3 ) s t o p i e D u t l e n i e n i a - 2
- 2
C r 2 O 7 - 2 Ba d u n e k c z s t e c z k i
( r e g u Ba 6 ) x + 7 . ( - 2 ) = - 2 , x = + 6
c h r o m : s t o p i e D u t l e n i e n i a + 6
K o l e j n e p r z y k Ba d y d o w o d z u m o w n o [c i s t o p n i a u t l e n i e n i a :
s ó d : ( r e g u Ba 4 ) s t o p i e D u t l e n i e n i a + 1
N a 2 S 2 O 3 t l e n : ( r e g u Ba 3 ) s t o p i e D u t l e n i e n i a - 2
( r e g u Ba 6 ) 2 . x + 2 . ( + 1 ) + 3 . ( - 2 ) = 0
s i a r k a : s t o p i e D u t l e n i e n i a + 2
J o n t i o s i a r c z a n o w y z a p i s z m y w p o s t a c i w z o r u k o n s t y t u c y j n e g o :
t l e n : ( r e g u Ba 3 ) s t o p i e D u t l e n i e n i a - 2
Ba d u n e k c z s t e c z k i - 2
s i a r k a : ( r e g u Ba 7 ) s t o p i e D u t l e n i e n i a 0
( r e g u Ba 6 ) x + 3 . ( - 2 ) = - 2 , x = + 4
s i a r k a c e n t r a l n a : s t o p i e D u t l e n i e n i a + 4
j o n t i o s i a r c z a n o w y z a p i s a n y w i n n e j p o s t a c i ( c z s t o p r z y j m u j e s i , |e j e d e n a t o m s i a r k i j e s t n a - 2
s t o p n i u u t l e n i e n i a )
t l e n : ( r e g u Ba 3 ) s t o p i e D u t l e n i e n i a - 2
s i a r k a : s t o p i e D u t l e n i e n i a - 2
( r e g u Ba 6 ) x + 3 . ( - 2 ) + ( - 2 ) = - 2 , x = + 6
s i a r k a c e n t r a l n a : s t o p i e D u t l e n i e n i a + 6
K t ó r y s p o s ó b o b l i c z e n i a s t o p n i a u t l e n i e n i a d l a s i a r k i j e s t p r a w i d Bo w y ? O k a z u j e s i , c o b d z i e
p o k a z a n e n i |e j , |e d l a n a p i s a n i a r ó w n a n i a r e a k c j i r e d - o x m o |e m y p o s Bu |y s i d o w o l n m e t o d
o b l i c z e D.
S i a r k a j e s t c i e k a w y m p i e r w i a s t k i e m , k t ó r y Bc z y s i w Ba Dc u c h y i p o t r a f i s p Ba t a n a m n i e j e d n e g o
f i g l a . D l a p r z y k Ba d u r o z p a t r z m y a n i o n c z t e r o t i o n i a n u S 4 O 6 - 2
t l e n : ( r e g u Ba 3 ) s t o p i e D u t l e n i e n i a - 2
S 4 O 6 - 2
( r e g u Ba 6 ) 4 . x + 6 . ( - 2 ) = - 2 , x = + 2 , 5
s i a r k a : s t o p i e D u t l e n i e n i a + 2 , 5
A t o m s i a r k i n a u Ba m k o w y m s t o p n i u u t l e n i e n i a ( w c h e m i i o r g a n i c z n e j , w t a k i e j m e t o d z i e l i c z e n i a
p r z y p a d k i e m s z c z e g ó l n y m b d z i e a t o m w g l a n a c a Bk o w i t y m s t o p n i u u t l e n i e n i a ) . R o z p a t r z m y
w z ó r k o n s t y t u c y j n y t e g o a n i o n u :
t l e n : ( r e g u Ba 3 ) s t o p i e D u t l e n i e n i a - 2
s i a r k a : ( r e g u Ba 7 ) s t o p i e D u t l e n i e n i a 0
( r e g u Ba 6 ) 2 . x + 6 . ( - 2 ) = - 2 , x = + 5
s i a r k a : s t o p i e D u t l e n i e n i a + 5 ( a t o m y s i a r k i
p o Bc z o n e z t l e n e m )
>
I n n y p r o b l e m p o j a w i s i p r z y o b l i c z a n i u s t o p n i u t l e n i e n i a s i a r k i w j o n i e n a d s i a r c z a n o w y m S 2 O 8 - 2 :
t l e n : ( r e g u Ba 3 ) s t o p i e D u t l e n i e n i a - 2
S 2 O 8 - 2 ( r e g u Ba 6 ) 2 . x + 8 . ( - 2 ) = - 2 , x = + 7
s i a r k a : s t o p i e D u t l e n i e n i a + 7
U Ba m k o w e l u b 3 e g z o t y c z n e 3 s t o p n i e u t l e n i e n i a w n i c z y m n i e p r z e s z k a d z a j p r z y d o b i e r a n i u
w s p ó Bc z y n n i k ó w r ó w n a n i a r e a k c j i , c o n a j w y |e j u t r u d n i a j r a c h u n k i ( b i l a n s e l e k t r o n ó w ) . N a
p r z y k Ba d s p r ó b u j m y z b i l a n s o w a e l e k t r o n y d l a r e a k c j i u t l e n i e n i a t o l u e n u d o k w a s u b e n z o e s o w e g o :
W g i e l w t o l u e n i e , [r e d n i s t o p i e D u t l e n i e n i a - 8 / 7 , n a t o m i a s t w p r o d u k c i e - 2 / 7 . N a l e |a Bo z a b r a
7 . 6 / 7 , c z y l i 6 e l e k t r o n ó w .
A b y u n i k n u Ba m k o w y c h l u b 3 e g z o t y c z n y c h 3 s t o p n i u t l e n i e n i a n a l e |y w z ó r z w i z k u z a p i s a w
p o s t a c i w z o r u k o n s t y t u c y j n e g o . W e w z o r z e k o n s t y t u c y j n y m n a j c z [c i e j b i e r z e s i p o d u w a g t y l k o
t e n a t o m , k t ó r y r z e c z y w i [c i e z m i e n i B s t o p i e D u t l e n i e n i a . P r z y o b l i c z a n i u s t o p n i u t l e n i e n i a a t o m ó w w
z w i z k a c h z a p i s a n y c h w z o r e m k o n s t y t u c y j n y m ( s t r u k t u r a l n y m ) o b o w i z u j t e s a m e r e g u By c o p r z y
o b l i c z a n i u s t o p n i u t l e n i e n i a a t o m ó w w z w i z k a c h z a p i s a n y c h w z o r e m s u m a r y c z n y m . N a l e |y t y l k o
p a m i t a , |e :
" j e |e l i a t o m d l a k t ó r e g o l i c z y m y s t o p i e D u t l e n i e n i a ( a t o m c e n t r a l n y ) p o Bc z o n y j e s t
w i z a n i e m p o j e d y n c z y m z a t o m e m m n i e j e l e k t r o u j e m n y m , t o a t o m c e n t r a l n y z a b i e r a o d
n i e g o j e d e n e l e k t r o n ( s t o p i e D u t l e n i e n i a z m n i e j s z a s i o j e d n o s t k ) . P r z y w i z a n i u
p o d w ó j n y m a t o m b a r d z i e j e l e k t r o u j e m n y z a b i e r a d w a e l e k t r o n y ( s t o p i e D u t l e n i e n i a
z m n i e j s z a s i o d w i e j e d n o s t k i ) , a p r z y w i z a n i u p o t r ó j n y m a t o m b a r d z i e j e l e k t r o u j e m n y
z a b i e r a t r z y e l e k t r o n y i j e g o s t o p i e D u t l e n i e n i a z m n i e j s z a s i o t r z y j e d n o s t k i . O d w r o t n i e j e s t
p r z y r o z p a t r y w a n i u a t o m ó w m n i e j e l e k t r o u j e m n y c h . I c h s t o p i e D u t l e n i e n i a z w i k s z a s i o
j e d n , d w i e , l u b t r z y j e d n o s t k i
" w p r z y p a d k u w i z a D e l e k t r o d o n o r o w y c h * ( z w a n y c h w i z a n i a m i s e m i p o l a r n y m i ,
k o o r d y n a c y j n y m i ) , d o n o r d o s t a r c z a a k c e p t o r o w i d w a e l e k t r o n y , a w i c s t o p i e D u t l e n i e n i a
d o n o r a z w i k s z a s i o d w i e j e d n o s t k i , n a t o m i a s t s t o p i e D u t l e n i e n i a a k c e p t o r a z m n i e j s z a s i o
d w i e j e d n o s t k i .
P o s Bu g u j c s i w z o r a m i k o n s t y t u c y j n y m i d l a r e a k c j i u t l e n i e n i a t o l u e n u d o k w a s u b e n z o e s o w e g o ,
i l o [ e l e k t r o n ó w j a k m u s i m y o d e b r a k o n k r e t n e m u a t o m o w i w g l a m o |n a o b l i c z y o w i e l e
s z y b c i e j i p r o [c i e j :
D o b ó r w s p ó Bc z y n n i k ó w r ó w n a n i a r e a k c j i .
W c e l u z m i e n i e n i a s t o p n i a u t l e n i e n i a j e d n e g o a t o m u ( n p . u t l e n i e n i a g o ) m u s i m y o d e b r a m u p e w n
i l o [ e l e k t r o n ó w . Z u w a g i n a t o , |e w r e a k c j i c h e m i c z n e j a n i a t o m y , a n i e l k t r o n y n i e m o g z a g i n ,
i n n y a t o m m u s i t e e l e k t r o n y p r z y j - u l e g a o n r e d u k c j i . Z a t e m c a Be s k o m p l i k o w a n e r ó w n a n i e
r e a k c j i c h e m i c z n e j m o |n a r o z b i n a d w i e c z [c i , t z w . r ó w n a n i a r e a k c j i p o Bó w k o w y c h . W j e d n y m
r ó w n a n i u r e a k c j i z a c h o d z i p r o c e s u t l e n i e n i a , a w d r u g i m r e d u k c j i . D l a k a |d e g o z r ó w n a D r e a k c j i
p o Bó w k o w y c h w s p ó Bc z y n n i k i r ó w n a n i a d o b i e r a s i o d d z i e l n i e .
L i c z b a e l e k t r o n ó w p o b r a n y c h p r z e z u t l e n i a c z ( t e n z w i z e k k t ó r y u t l e n i a , a s a m u l e g a r e d u k c j i ) m u s i
b y r ó w n a l i c z b i e e l e k t r o n ó w o d d a n y c h p r z e z r e d u k t o r . T a k w s p ó l n l i c z b e l e k t r o n ó w d l a
r e d u k t o r a i u t l e n i a c z a j e s t N a j m n i e j s z a W s p ó l n a W i e l o k r o t n o [ - N W W .
P r z y d o b i e r a n i u w s p ó Bc z y n n i k ó w r ó w n a n i a r e a k c j i s t o s u j e s i p e w i e n s c h e m a t , k t ó r y z o s t a B
p r z e d s t a w i o n y p o n i |e j w p o s t a c i a l g o r y t m u , c z y l i r e g u B p o s t p o w a n i a , w g k t ó r y c h d o b i e r a s i
w s p ó Bc z y n n i k i r ó w n a n i a r e a k c j i :
1 . o b l i c z y s t o p n i e u t l e n i e n i a a t o m ó w p o l e w e j i p r a w e j s t r o n i e r ó w n a n i a r e a k c j i ( d l a
s u b s t r a t ó w i p r o d u k t ó w )
2 . z n a l e z a t o m y , k t ó r e z m i e n i By s w ó j s t o p i e D u t l e n i e n i a . O k r e [l i a t o m k t ó r y u l e g B r e d u k c j i i
a t o m k t ó r y u l e g B u t l e n i e n i u
3 . z a p i s a p o Bó w k o w e r ó w n a n i a r e a k c j i
- z u d z i a Be m a t o m u , k t ó r y u l e g B r e d u k c j i
- z u d z i a Be m a t o m u , k t ó r y u l e g B u t l e n i e n i u ( k o l e j n o [ d o w o l n a )
W r ó w n a n i u p o Bó w k o w y m a t o m y , k t ó r e z m i e n i By s w ó j s t o p i e D u t l e n i e n i a p o w i n n y b y
z a p i s a n e w t a k i e j p o s t a c i w j a k i e j w y s t p u j w r ó w n a n i u r e a k c j i . C z s t o s p o t y k a n y m
b Bd e m j e s t z a p i s y w a n i e s a m e g o a t o m u n a o d p o w i e d n i m s t o p n i u u t l e n i e n i a , n p . M n + 7 , N + 5 .
M i m o , |e w K M n O 4 , l u b w H N O 3 a t o m m a n g a n u c z y a z o t u s o d p o w i e d n i o n a + 7 i + 5
s t o p n i u u t l e n i e n i a , t o n i g d y n i e w y s t p u j w p o s t a c i M n + 7 l u b N + 5
4 . d o z w i z k u w k t ó r y m a t o m y w y s t p u j w p o s t a c i u t l e n i o n e j d o d a j e m y t y l e e l e k t r o n ó w , b y
u z y s k a j e g o p o s t a z r e d u k o w a n
5 . d o b r a n i e w s p ó Bc z y n n i k ó w r e a k c j i p o Bó w k o w y c h :
- z b i l a n s o w a n i e a t o m ó w , k t ó r e u l e g By r e d u k c j i / u t l e n i e n i u
- z b i l a n s o w a n i e a t o m ó w t l e n u i w o d o r u
- z b i l a n s o w a n i e i n n y c h a t o m ó w
[r o d o w i s k o k w a [n e : d y s p o n u j e m y d o w o l n i l o [c i c z s t e c z e k w o d y i j o n ó w
w o d o r o w y c h . B r a k u j c i l o [ a t o m ó w t l e n u u z u p e Bn i a m y d o d a j c o d p o w i e d n i
i l o [ c z s t e c z e k w o d y . B r a k u j c i l o [ a t o m ó w w o d o r u u z u p e Bn i a m y j o n a m i
w o d o r o w y m i H +
[r o d o w i s k o o b o j t n e : d y s p o n u j e m y t y l k o c z s t e c z k a m i w o d y , k t ó r e m o |e m y
d o d a p o s t r o n i e s u b s t r a t ó w . Z k a |d e j c z s t e c z k i w o d y m o |e m y w z i j e d e n
b r a k u j c y j o n w o d o r o w y ( p o w s t a n i e z n i e j j o n w o d o r o t l e n o w y ) , l u b p r z y Bc z y
d o n i e j j e d e n a t o m t l e n u ( p o w s t a n d w a j o n y w o d o r o t l e n o w e ) . J e |e l i w j e d n y m
r ó w n a n i u p o Bó w k o w y m p o w s t a j j o n y w o d o r o w e l u b w o d o r o t l e n o w e , m o |e m y
i c h u |y w n a s t p n y m r ó w n a n i u p o Bó w k o w y m
[r o d o w i s k o a l k a l i c z n e : d y s p o n u j e m y j o n a m i w o d o r o t l e n o w y m i i c z s t e c z k a m i
w o d y , k t ó r e m o |e m y d o d a w a p o s t r o n i e s u b s t r a t ó w w t a k i e j i l o [c i b y
z b i l a n s o w a r ó w n a n i e p o Bó w k o w e p o d w z g l d e m p r a w a z a c h o w a n i a m a s y .
B r a k u j c i l o [ a t o m ó w t l e n u u z u p e Bn i a m y d o d a j c j o n y w o d o r o t l e n o w e O H - w
i l o [c i d w u k r o t n i e w i k s z e j . B r a k u j c i l o [ a t o m ó w w o d o r u u z u p e Bn i a m y
o d p o w i e d n i i l o [c i c z s t e c z e k w o d y .
6 . n a k o n i e c s p r a w d z a m y c z y k a |d e z r ó w n a D r e a k c j i p o Bó w k o w y c h z o s o b n a s p e Bn i a p r a w o
z a c h o w a n i a m a s y i Ba d u n k u
P r a w o z a c h o w a n i a m a s y : s p r a w d z a m y , c z y w k a |y m p o Bó w k o w y m r ó w n a n i u r e a k c j i p o
s t r o n i e s u b s t r a t ó w i p r o d u k t ó w w y s t p u j t e s a m e a t o m y w r ó w n y c h i l o [c i a c h . P r a w o
z a c h o w a n i a Ba d u n k u : Ba d u n e k c a Bk o w i t y p o s t r o n i e s u b s t r a t ó w m u s i b y r ó w n y Ba d u n k o w i
c a Bk o w i t e m u p o s t r o n i e p r o d u k t ó w . Ba d u n e k c a Bk o w i t y l i c z y m y s u m u j c Ba d u n e k k a t i o n ó w ,
a n i o n ó w i p o b r a n y c h e l e k t r o n ó w .
B a r d z o c z s t o w c e l u s p r a w d z e n i a r ó w n a n i a r e a k c j i c h e m i c z n e j , z a m i a s t l i c z y
p o s z c z e g ó l n e a t o m y , m o |n a p o l i c z y Ba d u n e k c a Bk o w i t y s u b s t r a t ó w i p r o d u k t ó w . W
p r z y p a d k u g d y Ba d u n k i n i e s r ó w n e w s p ó Bc z y n n i k i r ó w n a n i a r e a k c j i n a p e w n o s zl e
d o b r a n e
C u + N O 3 - + 4 H + C u + 2 + N O + 2 H 2 O
W t y m r ó w n a n i u r e a k c j i m i m o , |e s p e Bn i o n e j e s t p r a w o z a c h o w a n i a m a s y , n i e s p e Bn i o n e j e s t
p r a w o z a c h o w a n i a Ba d u n k u : 1 . ( - 1 ) + 4 . ( + 1 ) r ó |n e o d 1 . ( + 2 ) . W s p ó Bc z y n n i k i r e a k c j i s zl e
d o b r a n e
7 . w k o l e j n y m k r o k u o b l i c z a m y N W W . N a j p r o [c i e j t o z r o b i m n o |c s t r o n a m i r ó w n a n i a
p o Bó w k o w e , p i e r w s z e r ó w n a n i e p r z e z l i c z b e l e k t r o n ó w w y s t p u j c w d r u g i m r ó w n a n i u , a
d r u g i e r ó w n a n i e p o Bó w k o w e p r z e z l i c z b e l e k t r o n ó w w y s t p u j c w p i e r w s z y m r ó w n a n i u
r e a k c j i p o Bó w k o w e j ( c z y n n o [ p o d o b n a j a k s p r o w a d z a n i e d w ó c h u Ba m k ó w d o w s p ó l n e g o
m i a n o w n i k a )
8 . o s t a t n i c z y n n o [c i j e s t d o d a n i e s t r o n a m i r ó w n a D p o Bó w k o w y c h , o r a z z s u m o w a n i e w y r a |e D
p o d o b n y c h . J e |e l i p o t e j s a m e j s t r o n i e r ó w n a n i a r e a k c j i w y s t p i j o n y w o d o r o t l e n o w e i
w o d o r o w e , t o Bc z y m y j e w c z s t e c z k i w o d y .
P r z e [l e d zm y p o d a n y a l g o r y t m n a k i l k u p r z y k Ba d a c h :
R e a k c j a w [r o d o w i s k u k w a [n y m . M i e d z z r o z c i e Dc z o n y m k w a s e m a z o t o w y m . O c z y w i [c i e m i e d z,
z e w z g l d u n a s w m a B r e a k t y w n o [, o c z y m b d z i e m o w a p ó zn i e j , w r e a k c j i z k w a s e m n i e m o |e
w y p r z e w o d o r u .
C u + N O 3 - + H + C u + 2 + N O + H 2 O
3 C u + 2 N O 3 - + 8 H + 3 C u + 2 + 2 N O + 4 H 2 O
d l a j o n u m i e d z i o w g o ( I I ) s t o p i e D u t l e n i e n i a j e s t r ó w n y e l e k t r o w a r t o [c i o w o [c i [r o d o w i s k o r e a k c j i
j e s t k w a [n e , b r a k u j c i l o [ t l e n u u z u p e Bn i a m y d w o m a c z s t e c z k a m i w o d y . B r a k u j c i l o [
a t o m ó w w o d o r u u z u p e Bn i a m y j o n a m i w o d o r o w y m i .
S p r a w d z a m y Ba d u n k i w r ó w n a n i a c h p o Bó w k o w y c h :
0 = 1 ( + 2 ) + 2 ( - 1 ) O K .
1 ( - 1 ) + 4 ( + 1 ) + 3 ( - 1 ) = 0 O K
R e a k c j a w [r o d o w i s k u o b o j t n y m . [r o d o w i s k o r e a k c j i j e s t o b o j t n e , d o s u b s t r a t ó w m o |e m y
d o d a w a t y l k o w o d .
M n S O 4 + N a 2 C O 3 + K N O 3 N a 2 M n O 4 + K N O 2 + N a 2 S O 4 + C O 2
2 M n S O 4 + 4 N a 2 C O 3 + 4 K N O 3 2 N a 2 M n O 4 + 2 K N O 2 + 4
N a 2 S O 4 + 4 C O 2
P r o s z s p r a w d z i , |e r ó w n a n i e r e a k c j i b d z i e r ó w n i e | p o p r a w n e , g d y n i e u w z g l n i m y [r o d o w i s k a
r e a k c j i i d o d r u g i e g o r ó w n a n i a p o Bó w k o w e g o , z a m i a s t w o d y d o d a m y 2 H + , p r o b l e m t y l k o , |e w
[r o d o w i s k u o b o j t n y m j e s t i c h b a r d z o m a Bo , n a s z c z [c i e w p i e r w s z y m r ó w n a n i u p o Bó w k o w y m
p o w s t a j o n e i m o |e m y j e u |y w d r u g i m r ó w n a n i u p o Bó w k o w y m . J e s z c z e c i e k a w s z e b d z i e
k o l e j n e r ó w n a n i e r e a k c j i p r z e b i e g a j c e w [r o d o w i s k u a l k a l i c z n y m
R e a k c j a w [r o d o w i s k u z a s a d o w y m .
M n O 4 - + M n + 2 + O H - M n O 2 + H 2 O
2 M n O 4 - + 3 M n + 2 + 4 O H - 5 M n O 2 + 2 H 2 O
P r z e [l e d zm y k i l k a r ó w n a D r e a k c j i c h e m i c z n y c h z r o z w i z a n i a m i :
N H 3 + O 2 N O + H 2 O
P o z s u m o w a n i u r e a k c j i p o Bó w k o w y c h , o s t a t e c z n i e o t r z y m u j e m y :
4 N H 3 + 5 O 2 4 N O + 6 H 2 O
 Zr o d o w i s k o r e a k c j i o b o j t n e , a l e g d y w p i e r w s z e j r e a k c j i p o w s t a j j o n y w o d o r o w e , m o |e m y j e
u |y w d r u g i e j r e a k c j i p o Bó w k o w e j .
P b O 2 + H C l P b C l 2 + C l 2 + H 2 O
P b O 2 + 4 H C l P b C l 2 + C l 2 + 2 H 2 O
W p i e r w s z y m r ó w n a n i u p o Bó w k o w y m m u s i m y d o d a 2 j o n y c h l o r k o w e ( p r a w o z a c h o w a n i a
m a s y ) . N W W j e s t o c z y w i [c i e r ó w n e 1
A g + H 2 S O 4 A g 2 S O 4 + S O 2 + H 2 O
2 A g + 2 H 2 S O 4 A g 2 S O 4 + S O 2 + 2 H 2 O
H 2 S O 3 + C l 2 H 2 S O 4 + H C l
H 2 S O 3 + C l 2 + H 2 O H 2 S O 4 + 2 H C l
C h o c i a | w p i e r w o t n y m r ó w n a n i u r e a k c j i w o d a n i e b y Ba z a p i s a n a , t e n s p o s ó b d o b i e r a n i a
w s p ó Bc z y n n i k ó w r e a k c j i p o z w o l i B p r a w i d Bo w o u m i e [c i c z s t e c z k w o d y p o s t r o n i e s u b s t r a t ó w .
K 2 C O 3 + C + N 2 K C N + C O
i o s t a t e c z n i e :
K 2 C O 3 + 4 C + N 2 2 K C N + 3 C O
W p i e r w s z y m r ó w n a n i u p o Bó w k o w y m a b y z o s t a Bo s p e Bn i o n e p r a w o z a c h o w a n i a m a s y n a l e |a Bo
d o d a j e d e n a t o m w g l a i c z s t e c z k w g l a n u p o t a s u . O p r ó c z a z o t u , k t ó r y u l e g B r e d u k c j i , r e d u k c j i
u l e g B t e | a t o m w g l a w w g l a n i e p o t a s u , a w g i e l u l e g B u t l e n i e n i u . N a l e |a Bo t o u w z g l d n i w
b i l a n s i e e l e k t r o n o w y m .
M n + 2 + B i O 3 - + H + M n O 4 - + B i + 3
2 M n + 2 + 5 B i O 3 - + 1 4 H + 2 M n O 4 - + 5 B i + 3 + 7 H 2 O
M n O 4 - + H 2 O 2 + H + M n + 2 + O 2 + H 2 O
2 M n O 4 - + 5 H 2 O 2 + 6 H + 2 M n + 2 + 5 O 2 + 8 H 2 O
C r + 3 + C l 2 + O H - C r O 4 - 2 + C l - + H 2 O
2 C r + 3 + 3 C l 2 + 1 6 O H - 2 C r O 4 - 2 + 6 C l - +
8 H 2 O
R e a k c j e w k t ó r y c h t e n s a m a t o m u l e g a z a r ó w n o r e d u k c j i j a k i u t l e n i e n i u n o s z n a z w r e a k c j i
d y s p r o p o r c j o n o w a n i a .
K O H + B r 2 K B r O 3 + K B r + H 2 O
1 2 K O H + 6 B r 2 2 K B r O 3 + 1 0 K B r + 6 H 2 O
C l O 3 - + H + C l O 2 + C l O 4 -
3 C l O 3 - + 2 H + 2 C l O 2 + C l O 4 - + H 2 O
D o b ó r w s p ó Bc z y n n i k ó w r e a k c j i - s p o s ó b m a t e m a t y c z n y .
R ó w n a n i e r e a k c j i c h e m i c z n e j w p e Bn i p r z y p o m i n a r ó w n a n i e m a t e m a t y c z n e , p o n i e w a | w p o p r a w n i e
z a p i s a n y m r ó w n a n i u r e a k c j i l e w a s t r o n a t e g o r ó w n a n i a m u s i b y r ó w n a p r a w e j s t r o n i e . Z a t e m
r ó w n a n i e r e a k c j i c h e m i c z n e j m o |n a p o t r a k t o w a j a k r ó w n a n i e m a t e m a t y c z n e z k i l k o m a
n i e w i a d o m y m i , g d z i e n i e w i a d o m e t o w Ba [n i e w s p ó Bc z y n n i k i r ó w n a n i a r e a k c j i . O c z y w i [c i e n a l e |y
u Bo |y u k Ba d r ó w n a D z w i e l o m a n i e w i a d o m y m i i u k Ba d t e n r o z w i z a . N a s z c z [c i e u k Ba d r ó w n a D z
r e g u By j e s t t r y w i a l n y i j e g o r o z w i z a n i e n i e s p r a w i a w i k s z y c h t r u d n o [c i .
W c e l u d o b r a n i a w s p ó Bc z y n n i k ó w d o r ó w n a n i a r e a k c j i , w s z y s t k i e w s p ó Bc z y n n i k i p r z y s u b s t r a t a c h i
p r o d u k t a c h o z n a c z a s i j a k o n i e w i a d o m e a , b , c , . . . . x . P r z y d o w o l n i e w y b r a n y m z w i z k u
( n a j c z [c i e j j e s t n i m z w i z e k n a j b a r d z i e j z Bo |o n y ) , w s p ó Bc z y n n i k r e a k c j i p r z y j m u j e s i z a r ó w n y 1 .
W n a s t p n y m e t a p i e n a l e |y u Bo |y u k Ba d r ó w n a D z n i e w i a d o m y m i p o w i z a n y m i z a t o m a m i
w y s t p u j c y m i w r ó w n a n i u r e a k c j i - c z y l i p r z e p r o w a d z i b i l a n s a t o m ó w . S p o s ó b d o b i e r a n i a
w s p ó Bc z y n n i k ó w r e a k c j i p r z e [l e d zm y n a z n a n e j j u | r e a k c j i m i e d z i z k w a s e m a z o t o w y m ( V ) :
C u + H N O 3 C u ( N O 3 ) 2 + N O + H 2 O
N a j b a r d z i e j z Bo |o n y z w i z e k t o a z o t a n ( V ) m i e d z i ( I I ) , p r z y n i m s t a w i a m y w s p ó Bc z y n n i k r ó w n y 1 ,
o c z y w i [c i e p r z y m i e d z i r ó w n i e | m u s i b y t e n s a m w s p ó Bc z y n n i k . P o z o s t a Be w s p ó Bc z y n n i k i s
n a s z y m i n i e w i a d o m y m i :
1 C u + a H N O 3 1 C u ( N O 3 ) 2 + b N O + c H 2 O
P r z e p r o w a d z a j c b i l a n s a t o m ó w w o d o r u , a z o t u i t l e n u z a u w a |a m y n a s t p u j c e r e l a c j e :
" c a Ba i l o [ a t o m ó w w o d o r u z n a j d u j e s i w k w a s i e a z o t o w y m ( V ) i w w o d z i e , a w i c a = 2 c
" a z o t , k t ó r y z n a j d u j e s i w a z o t a n i e ( V ) m i e d z i ( I I ) i w t l e n k u a z o t u ( I I ) p o c h o d z i o d k w a s u
a z o t o w e g o ( V ) . M o |n a z a p i s a w i c k o l e j n z a l e |n o [: a = b + 2
" c a Ba i l o [ t l e n u z n a j d u j c e g o s i w a z o t a n i e ( V ) m i e d z i ( I I ) , w t l e n k u a z o t u ( I I ) i w w o d z i e
p o c h o d z i r ó w n i e | o d k w a s u a z o t o w e g o ( V ) 3 a = 6 + b + c
M a m y z a t e m u k Ba d t r z e c h r ó w n a D z t r z e m a n i e w i a d o m y m i :
a = 2 c ( 1 )
a = b + 2 ( 2 )
3 a = 6 + b + c ( 3 )
R o z w i |e m y g o m e t o d k o l e j n y c h p o d s t a w i e D:
2 c = b + 2 [ ( 1 ) = ( 2 ) ] c z y l i :
b = 2 c - 2 ( 4 )
6 c = 6 + b + c [ 3 . ( 1 ) = ( 3 ) ] c z y l i
b = 5 c - 6 ( 5 )
2 c - 2 = 5 c - 6 [ ( 4 ) = ( 5 ) ] c z y l i
3 c = 4 c o d a j e
c = 4 / 3
a = 2 . 4 / 3 ; a = 8 / 3
8 / 3 = b + 2 ; b = 2 / 3
M n o |y m y o t r z y m a n e w s p ó Bc z y n n i k i p r z e z 3 ( w c e l u w y e l i m i n o w a n i a u Ba m k a ) : a = 8 , b = 2 , c = 4
P o d s t a w i a j c o t r z y m a n e w s p ó Bc z y n n i k i d o r ó w n a n i a r e a k c j i o t r z y m u j e m y :
3 C u + 8 H N O 3 3 C u ( N O 3 ) 2 + 2 N O + 4 H 2 O
K o l e j n y p r z y k Ba d , u t l e n i a n i e t o l u e n u d w u c h r o m i a n e m d o k w a s u b e n z o e s o w e g o :
1 C r 2 O 7 - 2 + a H + + b C 7 H 8 2 C r + 3 + c C 7 H 6 O 2 + d H 2 O
P r z e p r o w a d zm y b i l a n s Ba d u n k ó w , w o d o r u . t l e n u i w g l a :
1 ( - 2 ) + a ( + 1 ) = 2 ( + 3 ) ( 1 )
a + 8 b = 6 c + 2 d ( 2 )
7 = 2 c + d ( 3 )
b = c ( 4 )
z ( 1 ) a = 8 ( 5 )
p o d s t a w i a j c ( 5 ) d o ( 2 ) o t r z m a m y :
8 + 8 b = 6 c + 2 d ( 6 )
z ( 3 ) p o p r z e k s z t a Bc e n i u :
2 c = 7 - d ( 7 )
p o d s t a w i a j c ( 4 ) d o ( 6 ) o t r z y m a m y :
8 + 8 c = 6 c + 2 d , c z y l i
8 + 2 c = 2 d ( 8 )
p o d s t a w i a j c ( 7 ) d o ( 8 ) o t r z y m u j e m y :
8 + 7 - d = 2 d , c z y l i
d = 5 ( 9 )
p o d s t a w i a j c ( 9 ) d o ( 7 ) o t r z y m u j e m y :
2 c = 7 - 5 , c z y l i
c = 1 ( 1 0 )
z ( 4 ) o t r z y m u j e m y b = 1 ( 1 1 )
P o d s t a w i a j c w y l i c z o n e w s p ó Bc z y n n i k i d o r ó w n a n i a o t r z y m u j e m y :
C r 2 O 7 - 2 + 8 H + + C 7 H 8 2 C r + 3 + C 7 H 6 O 2 + 5 H 2 O
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