Riješit ću ispitni zadatak iz kemije broj 33. Struktura ispitnog rada sastoji se od dva bloka
U 2-3 mjeseca nemoguće je naučiti (ponoviti, usavršiti) tako složenu disciplinu kao što je kemija.
Nema promjena u Jedinstvenom državnom ispitu KIM iz kemije 2020.
Ne odgađajte pripreme za kasnije.
- Kad počnete analizirati zadatke, prvo učite teorija. Teorija na stranici predstavljena je za svaki zadatak u obliku preporuka o tome što trebate znati prilikom rješavanja zadatka. vodit će vas u proučavanju osnovnih tema i odrediti koja znanja i vještine će biti potrebne prilikom ispunjavanja zadataka Jedinstvenog državnog ispita iz kemije. Za uspješno polaganje Jedinstvenog državnog ispita u kemiji – teorija je najvažnija.
- Teoriju treba poduprijeti praksa, stalno rješavanje problema. Budući da je većina pogrešaka posljedica toga što sam krivo pročitao vježbu i nisam razumio što se traži u zadatku. Što češće rješavate tematske testove, brže ćete shvatiti strukturu ispita. Zadaci za obuku razvijeni na temelju demo verzije iz FIPI dati takvu mogućnost odlučivanja i saznati odgovore. Ali nemojte žuriti zaviriti. Prvo odlučite sami i pogledajte koliko ćete bodova dobiti.
Bodovi za svaki zadatak iz kemije
- 1 bod - za zadatke 1-6, 11-15, 19-21, 26-28.
- 2 boda - 7-10, 16-18, 22-25, 30, 31.
- 3 boda - 35.
- 4 boda - 32, 34.
- 5 bodova - 33.
Ukupno: 60 bodova.
Struktura ispitnog rada sastoji se od dva bloka:
- Pitanja koja zahtijevaju kratak odgovor (u obliku broja ili riječi) - zadaci 1-29.
- Zadaci s detaljnim odgovorima – zadaci 30-35.
Za izradu ispitnog papira iz kemije predviđeno je 3,5 sata (210 minuta).
Na ispitu će biti tri varalice. I trebate ih razumjeti
Ovo je 70% podataka koji će vam pomoći da uspješno položite ispit iz kemije. Preostalih 30% je mogućnost korištenja ponuđenih varalica.
- Ako želite dobiti više od 90 bodova, morate posvetiti puno vremena kemiji.
- Da biste uspješno položili Jedinstveni državni ispit iz kemije, morate riješiti puno: zadatke za obuku, čak i ako se čine laki i iste vrste.
- Pravilno rasporedite snagu i ne zaboravite na odmor.
Usudite se, pokušajte i uspjet ćete!
Sadržaj bloka “Organske tvari” je sustav znanja o najvažniji pojmovi i teorije organske kemije karakteristične kemijska svojstva proučavao tvari koje pripadaju raznim klasama organskih spojeva, odnos tih tvari. Ovaj blok uključuje 9 zadataka. Ovladanost sadržajnim elementima ovog bloka provjerava se zadacima osnovne (zadaci 11–15 i 18), napredne (zadaci 16 i 17) i visoke (zadatak 33) razine složenosti. Ovim se zadacima također testirao razvoj vještina i vrsta aktivnosti sličnih onima koje su imenovane u odnosu na sadržajne elemente bloka Anorganske tvari.
Pogledajmo zadatke u bloku "Organske tvari".
#ADVERTISING_INSERT#
Razmotrimo zadatak 33 visoke razine složenosti, testiranje asimilacije odnosa između organskih spojeva različitih klasa.
Zadatak 33
Napišite jednadžbe reakcija koje se mogu koristiti za izvođenje sljedećih transformacija:
Kada pišete jednadžbe reakcije, koristite strukturne formule organske tvari.
Mogući odgovor:
Na temperaturi od 180 °C u prisutnosti koncentrirane sumporne kiseline, 1-propanol prolazi kroz dehidraciju da nastane propen:
Propen, u interakciji s klorovodikom, tvori, u skladu s Markovnikovljevim pravilom, pretežno 2-kloropropan:
Pod utjecajem vodene otopine lužine, 2-kloropropan se hidrolizira u propanol-2:
Dalje, iz propanola-2 potrebno je ponovno dobiti propen (X 1), što se može učiniti kao rezultat reakcije intramolekularne dehidracije na temperaturi od 180 ° C pod djelovanjem koncentrirane sumporne kiseline:
Produkt oksidacije propena Vodena otopina kalijev permanganat na hladnom je dihidrični alkohol propandiol-1,2, kalijev permanganat se reducira u mangan(IV) oksid, stvarajući smeđi talog:
U 2018. godini 41,1% ispitanika uspjelo je potpuno točno riješiti ovaj zadatak.
Priručnik sadrži zadatke obuke osnovne i napredne razine složenosti, grupirane po temama i vrstama. Zadaci su poredani istim redoslijedom kako je predloženo na ispitu verzija Jedinstvenog državnog ispita. Na početku svake vrste zadatka postoje elementi sadržaja koje treba testirati—teme koje biste trebali proučiti prije nego što počnete. Priručnik će biti koristan za nastavnike kemije, jer omogućuje učinkovito organiziranje obrazovnog procesa u učionici, provođenje kontinuiranog praćenja znanja, kao i pripremu učenika za Jedinstveni državni ispit.
U našem prošlom članku govorili smo o osnovnim zadacima Jedinstvenog državnog ispita iz kemije 2018. Sada moramo detaljnije analizirati zadatke povećane (u kodifikatoru Jedinstvenog državnog ispita iz kemije 2018. - visoka razina složenosti) razine složenosti, prethodno nazvane dio C.
Na zadatke viša razina Postoji samo pet (5) zadataka složenosti - br. 30,31,32,33,34 i 35. Razmotrimo teme zadataka, kako se pripremiti za njih i kako riješiti složene zadatke na Jedinstvenom državnom ispitu u Kemija 2018.
Primjer zadatka 30 Jedinstvenog državnog ispita iz kemije 2018
S ciljem provjere znanja studenata o oksidacijsko-redukcijskim reakcijama (ORR). Zadatak uvijek daje jednadžbu kemijska reakcija s nedostajućim tvarima s obje strane reakcije (lijeva strana - reaktanti, desna strana - produkti). Za ovaj zadatak mogu se dobiti najviše tri (3) boda. Prvi bod daje se za pravilno popunjavanje praznina u reakciji i pravilno izjednačavanje reakcije (raspored koeficijenata). Drugu točku možemo dobiti točnim opisom ravnoteže ORR, a posljednju točku dajemo za ispravno određivanje tko je oksidans u reakciji, a tko redukciono sredstvo. Pogledajmo rješenje zadatka br. 30 iz demo verzije Jedinstvenog državnog ispita iz kemije 2018.:
Metodom ravnoteže elektrona izradite jednadžbu reakcije
Na 2 SO 3 + … + KOH à K 2 MnO 4 + … + H 2 O
Odredite oksidacijsko i redukcijsko sredstvo.
Prvo što trebate učiniti je rasporediti naboje atoma navedenih u jednadžbi, ispada:
Na + 2 S +4 O 3 -2 + … + K + O -2 H + à K + 2 Mn +6 O 4 -2 + … + H + 2 O -2
Često nakon ove akcije odmah vidimo prvi par elemenata koji su promijenili oksidacijsko stanje (CO), odnosno s različitih strana reakcije isti atom ima različito oksidacijsko stanje. U ovom konkretnom zadatku to ne promatramo. Stoga je potrebno iskoristiti dodatna znanja, naime na lijevoj strani reakcije vidimo kalijev hidroksid ( CON), čija nam prisutnost govori da se reakcija odvija u alkalnoj sredini. Na desnoj strani vidimo kalijev manganat, a znamo da se u alkalnom reakcijskom mediju kalijev manganat dobiva iz kalijevog permanganata, stoga je praznina na lijevoj strani reakcije kalijev permanganat ( KMnO 4 ). Ispada da smo s lijeve strane imali mangan na CO +7, a s desne strane na CO +6, što znači da možemo napisati prvi dio OVR bilance:
Mn +7 +1 e — à Mn +6
Sada možemo pretpostaviti što bi se još trebalo dogoditi u reakciji. Ako mangan prima elektrone, onda mu ih je netko sigurno predao (radimo se po zakonu održanja mase). Razmotrimo sve elemente s lijeve strane reakcije: vodik, natrij i kalij već su u CO +1, što je za njih maksimum, kisik neće predati svoje elektrone manganu, što znači da sumpor ostaje u CO +4 . Zaključujemo da sumpor odustaje od elektrona i prelazi u stanje sumpora s CO +6. Sada možemo napisati drugi dio bilance:
S +4 -2 e — à S +6
Gledajući jednadžbu, vidimo da na desnoj strani nigdje nema sumpora ni natrija, što znači da moraju biti u praznini, a logičan spoj koji će je ispuniti je natrijev sulfat ( NaSO 4 ).
Sada je OVR bilanca napisana (dobijamo prvu točku) i jednadžba ima oblik:
Na2SO3 + KMnO4 + KOHà K 2 MnO 4 + NaSO 4 + H 2 O
| Mn +7 +1 e — à Mn +6 | 1 | 2 |
| S +4 -2e —à S+6 | 2 | 1 |
Važno je na ovom mjestu odmah napisati tko je oksidant, a tko redukciono sredstvo, jer se učenici često koncentriraju na balansiranje jednadžbe i jednostavno zaborave napraviti ovaj dio zadatka i time gube bod. Po definiciji, oksidacijsko sredstvo je čestica koja prima elektrone (u našem slučaju mangan), a redukcijsko sredstvo je čestica koja predaje elektrone (u našem slučaju sumpor), pa dobivamo:
Oksidator: Mn +7 (KMnO 4 )
Reducirajuće sredstvo: S +4 (Na 2 TAKO 3 )
Ovdje moramo imati na umu da označavamo stanje čestica u kojem su bile kad su počele pokazivati svojstva oksidacijskog ili redukcijskog sredstva, a ne stanja u koja su došle kao rezultat redoks reakcije.
Sada, da biste dobili posljednju točku, morate pravilno izjednačiti jednadžbu (posložiti koeficijente). Koristeći ravnotežu, vidimo da da bi bio sumpor +4, da bismo prešli u stanje +6, dva mangana +7 moraju postati mangan +6, a ono što je bitno je da stavljamo 2 ispred mangana:
Na 2 SO 3 + 2KMnO 4 + KOHà 2K 2 MnO 4 + NaSO 4 + H 2 O
Sada vidimo da imamo 4 kalija s desne strane, a samo tri s lijeve strane, što znači da moramo staviti 2 ispred kalijevog hidroksida:
Na 2 SO 3 + 2KMnO 4 + 2KOHà 2K 2 MnO 4 + NaSO 4 + H 2 O
Kao rezultat, točan odgovor na zadatak br. 30 izgleda ovako:
Na 2 SO 3 + 2KMnO 4 + 2KOHà 2K 2 MnO 4 + NaSO 4 + H 2 O
| Mn +7 +1e —à Mn +6 | 1 | 2 |
| S +4 -2e —à S+6 | 2 | 1 |
Oksidator: Mn +7 (KMnO 4)
Reducirajuće sredstvo: S +4 (Na 2 TAKO 3 )
Rješenje zadatka 31 na Jedinstvenom državnom ispitu iz kemije
Ovo je lanac anorganskih transformacija. Da biste uspješno obavili ovaj zadatak, morate dobro razumjeti reakcije karakteristične za anorganske spojeve. Zadatak se sastoji od četiri (4) reakcije, za svaku od njih možete dobiti jedan (1) bod, što ukupno četiri (4) boda za zadatak. Važno je zapamtiti pravila za rješavanje zadatka: sve jednadžbe moraju biti izjednačene, čak i ako je učenik točno napisao jednadžbu, ali nije izjednačio, neće dobiti bod; nije potrebno riješiti sve reakcije, možete napraviti jednu i dobiti jedan (1) bod, dvije reakcije i dobiti dva (2) boda itd., a nije potrebno ispunjavati jednadžbe strogo po redu, npr. , učenik može napraviti reakciju 1 i 3, što znači da to trebate učiniti i dobiti dva (2) boda, glavno je označiti da su to reakcije 1 i 3. Pogledajmo rješenje zadatka br. 31 iz demo verzija Jedinstvenog državnog ispita iz kemije 2018:
Željezo je otopljeno u vrućoj koncentriranoj sumpornoj kiselini. Dobivena sol je obrađena sa suviškom otopine natrijevog hidroksida. Smeđi talog koji je nastao je filtriran i kalciniran. Dobivena tvar je zagrijavana željezom.
Napišite jednadžbe za četiri opisane reakcije.
Da biste olakšali rješenje, možete nacrtati sljedeći dijagram u nacrtu:
Da biste izvršili zadatak, naravno, morate znati sve predložene reakcije. Međutim, u stanju uvijek postoje skriveni tragovi (koncentrirana sumporna kiselina, višak natrijevog hidroksida, smeđi talog, kalciniran, zagrijan željezom). Na primjer, učenik se ne sjeća što se događa sa željezom u interakciji s konc. sumpornu kiselinu, ali se sjeća da je smeđi talog željeza nakon tretmana s alkalijom najvjerojatnije željezov hidroksid 3 ( Y = Fe(OH) 3 ). Sada imamo priliku, zamjenom Y u pisani dijagram, pokušati sastaviti jednadžbe 2 i 3. Sljedeći koraci su čisto kemijski, pa ih nećemo tako detaljno opisivati. Učenik mora zapamtiti da zagrijavanje željeznog hidroksida 3 rezultira stvaranjem željeznog oksida 3 ( Z = Fe 2 O 3 ) i vode, a zagrijavanje željeznog oksida 3 s čistim željezom će ih dovesti do srednjeg stanja - željeznog oksida 2 ( FeO). Supstanca X, koja je sol dobivena nakon reakcije sa sumpornom kiselinom, dajući željezov hidroksid 3 nakon obrade s alkalijom, bit će željezov sulfat 3 ( x = Fe 2 (TAKO 4 ) 3 ). Važno je zapamtiti uravnotežiti jednadžbe. Kao rezultat, točan odgovor na zadatak br. 31 je sljedeći:
| 1) 2Fe + 6H 2 SO 4 (k) a Fe2(SO4)3+ 3SO 2 + 6H 2 O |
| 2) Fe2(SO4)3+ 6NaOH (g) do 2 Fe(OH)3+ 3Na2SO4 |
| 3) 2Fe(OH) 3à Fe 2 O 3 + 3H20 |
| 4) Fe 2 O 3 + Fe à 3FeO |
Zadatak 32 Jedinstveni državni ispit iz kemije
Vrlo sličan zadatku br. 31, samo što sadrži lanac organskih transformacija. Zahtjevi za dizajn i logika rješenja slični su zadatku br. 31, jedina razlika je što je u zadatku br. 32 zadano pet (5) jednadžbi, što znači da ukupno možete osvojiti pet (5) bodova. Zbog sličnosti sa zadatkom br. 31 nećemo ga detaljnije razmatrati.
Rješenje zadatka 33 iz kemije 2018
Računski zadatak, da biste ga dovršili morate znati osnovne formule za izračun, znati koristiti kalkulator i povući logičke paralele. Zadatak 33 vrijedi četiri (4) boda. Pogledajmo dio rješenja zadatka br. 33 iz demo verzije Jedinstvenog državnog ispita iz kemije 2018.:
Odredite masene udjele (u %) željezovog (II) sulfata i aluminijevog sulfida u smjesi ako se pri tretiranju 25 g te smjese s vodom oslobodio plin koji je potpuno reagirao s 960 g 5 % otopine bakrenog sulfata. U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u tvrdnji problema i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice traženog fizikalne veličine).
Prvu (1) točku dobivamo za ispisivanje reakcija koje se javljaju u zadatku. Dobivanje ovog konkretnog boda ovisi o poznavanju kemije, preostala tri (3) boda se mogu dobiti samo računanjem, stoga, ako učenik ima problema s matematikom, mora dobiti barem jedan (1) bod za rješavanje zadatka br. 33. :
| Al2S3 + 6H20à 2Al(OH)3 + 3H2S |
| CuSO4 + H2Sà CuS + H2SO4 |
Jer daljnje akcije su čisto matematički, nećemo ulaziti u njih ovdje. Izbor analize možete pogledati na našem YouTube kanalu (link na video analizu zadatka br. 33).
Formule koje će biti potrebne za rješavanje ovog zadatka:
Zadatak iz kemije 34 2018
Računski zadatak koji se od zadatka br. 33 razlikuje u sljedećem:
- Ako u zadatku br. 33 znamo između kojih tvari dolazi do interakcije, onda u zadatku br. 34 moramo pronaći što je reagiralo;
- U zadatku br. 34 dani su organski spojevi, dok su u zadatku br. 33 najčešće navedeni anorganski procesi.
Zapravo, zadatak br. 34 je obrnut od zadatka br. 33, što znači da je logika zadatka obrnuta. Za zadatak br. 34 možete dobiti četiri (4) boda, a kao i kod zadatka br. 33, samo jedan od njih (u 90% slučajeva) dobiva se za znanje iz kemije, ostala 3 (rjeđe 2) boda. dobivaju se za matematičke proračune . Za uspješno rješavanje zadatka br. 34 morate:
Poznavati opće formule svih glavnih klasa organskih spojeva;
Poznavati osnovne reakcije organskih spojeva;
Znati napisati jednadžbu u općem obliku.
Još jednom želim napomenuti da su teorijske osnove potrebne za uspješno polaganje Jedinstvenog državnog ispita iz kemije u 2018. godini ostale gotovo nepromijenjene, što znači da će mu sva znanja koja je vaše dijete steklo u školi pomoći u polaganju ispita iz kemije. u 2018. U našem centru za pripremu Jedinstvenog državnog ispita i Hodografa Jedinstvenog državnog ispita Vaše će dijete dobiti svi teorijska gradiva potrebna za pripremu, au nastavi će učvrstiti stečeno znanje za uspješnu realizaciju svatko ispitni zadaci. S njim će raditi najbolji profesori koji su prošli veliku konkurenciju i teške prijemne testove. Nastava se održava u malim grupama, što omogućuje nastavniku da posveti vrijeme svakom djetetu i formulira svoju individualnu strategiju za izvođenje ispitnog rada.
Nemamo problema s nedostatkom testova u novom formatu; naši ih nastavnici pišu sami, na temelju svih preporuka kodifikatora, specifikatora i demo verzije Jedinstvenog državnog ispita iz kemije 2018.
Nazovite danas i sutra će vam vaše dijete biti zahvalno!
Zadatak br. 1
Volumen od 3,36 litara vodika prošao je kroz prašak bakrova (II) oksida kada se zagrijao i vodik je potpuno reagirao. Reakcija je rezultirala s 10,4 g krutog ostatka. Ovaj ostatak je otopljen u koncentriranoj sumpornoj kiselini mase 100 g. Odredite maseni udio soli u dobivenoj otopini (zanemarimo procese hidrolize).
Odgovor: 25,4%
Obrazloženje:
ν(H 2) = V(H 2)/V m = 3,36 l/22,4 l/mol = 0,15 mol,
ν(H 2) = ν(Cu) = 0,15 mol, prema tome m(Cu) = 0,15 mol 64 g/mol = 9,6 g
m(CuO) = m(kruti ostatak) – m(Cu) = 10,4 g – 9,6 g = 0,8 g
ν(CuO) = m(CuO)/M(CuO) = 0,8 g/80 g/mol = 0,01 mol
Prema jednadžbi (I) ν(Cu) = ν I (CuSO 4), prema jednadžbi (II) ν(CuO) = ν II (CuSO 4), dakle, ν ukupno. (CuSO 4) = ν I (CuSO 4) + ν II (CuSO 4) = 0,01 mol + 0,15 mol = 0,16 mol.
m ukupno (CuSO 4) = ν ukupno. (CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,16 mol 160 g/mol = 25,6 g
ν(Cu) = ν(SO 2), dakle, ν(SO 2) = 0,15 mol i m(SO 2) = ν(SO 2) M(SO 2) = 0,15 mol 64 g/ mol = 9,6 g
m(otopina) = m(kruti ostatak) + m(otopina H 2 SO 4) – m(SO 2) = 10,4 g + 100 g – 9,6 g = 100,8 g
ω(CuSO 4) = m(CuSO 4)/m (otopina) 100% = 25,6 g/100,8 g 100% = 25,4%
Zadatak br. 2
Vodik volumena 3,36 l (n.s.) propušten je zagrijavanjem preko praha bakrovog (II) oksida težine 16 g. Ostatak nastao kao rezultat ove reakcije otopljen je u 535,5 g 20% dušične kiseline, što je rezultiralo bezbojnim plin koji na zraku postaje smeđi. Odredite maseni udio dušične kiseline u dobivenoj otopini (zanemarimo procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 13,84%
Obrazloženje:
Kad vodik prolazi preko bakrovog (II) oksida, bakar se reducira:
CuO + H 2 → Cu + H 2 O (grijanje) (I)
Čvrsti ostatak, koji se sastoji od metalnog bakra i bakrovog (II) oksida, reagira s otopinom dušične kiseline prema jednadžbama:
3Cu + 8HNO 3 (20% otopina) → 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O (II)
CuO + 2HNO 3 (20% otopina) → Cu(NO 3) 2 + H 2 O (III)
Izračunajmo količinu vodika i bakrenog oksida (II) uključenih u reakciju (I):
ν(H 2) = V(H 2)/V m = 3,36 l/22,4 l/mol = 0,15 mol, ν(CuO) = 16 g/80 g/mol = 0,2 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(H 2) = ν(CuO), a prema uvjetima zadatka količina vodikove supstance je manjkava (0,15 mol H 2 i 0,1 mol CuO), stoga bakar (II) oksid nije potpuno reagirao.
Proračun provodimo na temelju nedostatka tvari, dakle, ν(Cu) = ν(H 2) = 0,15 mol i ν ostatak. (CuO) = 0,2 mol – 0,15 mol = 0,05 mol.
Za daljnje izračunavanje mase otopine potrebno je znati mase nastalog bakra i neizreagiranog bakrovog (II) oksida:
m odmor. (CuO) = ν(CuO) M(CuO) = 0,05 mol 80 g/mol = 4 g
Ukupna masa krutog ostatka jednaka je: m(kruti ostatak) = m(Cu) + m ostataka. (CuO) = 9,6 g + 4 g = 13,6 g
Izračunajte početnu masu i količinu dušične kiseline:
m ref. (HNO 3) = m(HNO 3 otopina) ω(HNO 3) = 535,5 g 0,2 = 107,1 g
Prema jednadžbi reakcije (II) ν II (HNO 3) = 8/3ν(Cu), prema jednadžbi reakcije (III) ν III (HNO 3) = 2ν(CuO), dakle, ν ukupno. (HNO 3) = ν II (HNO 3) + ν III (HNO 3) = 8/3 · 0,15 mol + 2 · 0,05 molmo = 0,5 l.
Ukupna masa koja je reagirala kao rezultat reakcija (II) i (III) jednaka je:
m odmor. (HNO 3) = m ref. (HNO 3) – m ukupno. (HNO 3) = 107,1 g – 31,5 g = 75,6 g
Da bi se izračunala masa dobivene otopine, potrebno je uzeti u obzir masu dušikovog oksida (II) oslobođenog u reakciji (II):
ν(NO) = 2/3ν(Cu), dakle, ν(NO) = 2/3 0,15 mol = 0,1 mol i m(NO) = ν(NO) M(NO) = 0,1 mol · 30 g/ mol = 3 g
Izračunajmo masu dobivene otopine:
m(otopina) = m(kruti ostatak) + m(otopina HNO 3) – m(NO) = 13,6 g + 535,5 g – 3 g = 546,1 g
ω(HNO 3) = m odmor. (HNO 3)/m (otopina) 100% = 75,6 g/546,1 g 100% = 13,84%
Zadatak br. 3
U 20% otopinu soli dobivenu otapanjem 12,5 g bakrenog sulfata (CuSO 4 5H 2 O) u vodi dodano je 5,6 g željeza. Nakon završetka reakcije, u otopinu je dodano 117 g 10% otopine natrijeva sulfida. Odrediti maseni udio natrijevog sulfida u konačnoj otopini (zanemariti procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 5,12%
Obrazloženje:
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu (I)
ν(CuSO 4 5H 2 O) = m(CuSO 4 5H 2 O)/M(CuSO 4 5H 2 O) = 12,5 g/250 g/mol = 0,05 mol
ν ref. (Fe) = m ref. (Fe)/M(Fe) = 5,6 g/56 g/mol = 0,1 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(Fe) = ν(CuSO 4), a prema uvjetima zadatka, količina bakrenog sulfata je deficitarna (0,05 mol CuSO 4 5H 2 O i 0,1 mol Fe) , pa željezo nije u potpunosti reagiralo.
Samo željezo (II) sulfat reagira s natrijevim sulfidom:
FeSO 4 + Na 2 S → FeS↓ + Na 2 SO 4 (II)
Računamo na temelju nedostatka tvari, dakle, ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(Cu) = ν(FeSO 4) = 0,05 mol i ν ostalo. (Fe) = 0,1 mol – 0,05 mol = 0,05 mol.
Za daljnji izračun mase konačne otopine potrebno je znati mase nastalog bakra, neizreagiranog željeza (reakcija (I)) i početne otopine bakrenog sulfata:
m(Cu) = ν(Cu) M(Cu) = 0,05 mol 64 g/mol = 3,2 g
m odmor. (Fe) = ν odmor. (Fe) M(Fe) = 0,05 mol 56 g/mol = 2,8 g
ν(CuSO 4 5H 2 O) = ν(CuSO 4) = 0,05 mol, dakle, m(CuSO 4) = ν(CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,05 mol 160 g/mol = 8 g
m ref. (otopina CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) 100% = 8 g/20% 100% = 40 g
Samo željezo (II) sulfat reagira s natrijevim sulfidom (bakar (II) sulfat je u potpunosti reagirao prema reakciji (I)).
m ref. (Na2S) = m ref. (otopina Na 2 S) ω(Na 2 S) = 117 g 0,1 = 11,7 g
ν ref. (Na2S) = m ref. (Na 2 S)/M(Na 2 S) = 11,7 g/78 g/mol = 0,15 mol
Prema jednadžbi reakcije (II) ν(Na 2 S) = ν(FeSO 4), a prema uvjetima reakcije natrijev sulfid je u suvišku (0,15 mol Na 2 S i 0,05 mol FeSO 4). Računamo prema manjku, t.j. količinom željezovog (II) sulfata).
Izračunajmo masu neizreagiranog natrijeva sulfida:
ν odmor. (Na 2 S) = ν van. (Na 2 S) – ν reagiraju. (Na 2 S) = 0,15 mol – 0,05 mol = 0,1 mol
m odmor. (Na 2 S) = ν(Na 2 S) M(Na 2 S) = 0,1 mol 78 g/mol = 7,8 g
Za izračun mase konačne otopine potrebno je izračunati masu željezovog (II) sulfida istaloženog reakcijom (II):
ν(FeSO 4) = ν(FeS) i m(FeS) = ν(FeS) M(FeS) = 0,05 mol 88 g/mol = 4,4 g
m(rješenje) = m van. (otopina CuSO 4) + m ref. (Fe) - m odmor. (Fe) – m(Cu) + m ref. (Na 2 S otopina) – m(FeS) = 40 g + 5,6 g – 3,2 g - 2,8 g + 117 g – 4,4 g = 152,2 g
ω(Na 2 S) = m(Na 2 S)/m (otopina) 100% = 7,8 g/152,2 g 100% = 5,12%
Zadatak br. 4
U 20% otopinu soli dobivenu otapanjem 37,5 g bakrenog sulfata (CuSO 4 5H 2 O) u vodi dodano je 11,2 g željeza. Nakon završetka reakcije u dobivenu smjesu dodano je 100 g 20% otopine sumporne kiseline. Odredite maseni udio soli u dobivenoj otopini (zanemarimo procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 13,72%
Obrazloženje:
Kada bakrov (II) sulfat reagira sa željezom, dolazi do reakcije supstitucije:
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu (I)
20% sumporna kiselina reagira sa željezom prema jednadžbi:
Fe + H 2 SO 4 (razrijeđen.) → FeSO 4 + H 2 (II)
Izračunajmo količinu bakrenog sulfata i željeza koji reagiraju (I):
ν(CuSO 4 5H 2 O) = m(CuSO 4 5H 2 O)/M(CuSO 4 5H 2 O) = 37,5 g/250 g/mol = 0,15 mol
ν ref. (Fe) = m ref. (Fe)/M(Fe) = 11,2 g/56 g/mol = 0,2 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(Fe) = ν(CuSO 4), a prema uvjetima zadatka, količina bakrenog sulfata je deficitarna (0,15 mol CuSO 4 5H 2 O i 0,2 mol Fe) , pa željezo nije u potpunosti reagiralo.
Računamo na temelju nedostatka tvari, dakle, ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(Cu) = ν(FeSO 4) = 0,15 mol i ν ostalo. (Fe) = 0,2 mol – 0,15 mol = 0,05 mol.
m(Cu) = ν(Cu) M(Cu) = 0,15 mol 64 g/mol = 9,6 g
ν(CuSO 4 5H 2 O) = ν(CuSO 4) = 0,15 mol, dakle, m(CuSO 4) = ν(CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,15 mol 160 g/mol = 24 g
m ref. (otopina CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) 100% = 24 g/20% 100% = 120 g
Razrijeđena sumporna kiselina ne reagira s bakrom, ali reagira sa željezom prema reakciji (II).
Izračunajmo masu i količinu sumporne kiseline:
m ref. (H2SO4) = m ref. (otopina H 2 SO 4) ω(H 2 SO 4) = 100 g 0,2 = 20 g
ν ref. (H2SO4) = m ref. (H 2 SO 4)/M(H 2 SO 4) = 20 g/98 g/mol ≈ 0,204 mol
Budući da ν odmor. (Fe) = 0,05 mol, a ν ref. (H 2 SO 4) ≈ 0,204 mol, dakle, željeza nema dovoljno i sumporna kiselina ga potpuno otapa.
Prema jednadžbi reakcije (II) ν(Fe) = ν(FeSO 4), tada je ukupna količina tvari željezovog (II) sulfata zbroj količina nastalih reakcijama (I) i (II), te su jednak:
ν(FeSO 4) = 0,05 mol + 0,15 mol = 0,2 mol;
m(FeSO 4) = ν(FeSO 4) M(FeSO 4) = 0,2 mol 152 g/mol = 30,4 g
ν odmor. (Fe) = ν(H 2) = 0,05 mol i m(H 2) = ν(H 2) M(H 2) = 0,05 mol 2 g/mol = 0,1 g
Masu dobivene otopine izračunavamo pomoću formule (ne uzimamo u obzir masu željeza koje nije reagiralo u reakciji (I), jer u reakciji (II) prelazi u otopinu):
m(rješenje) = m van. (otopina CuSO 4) + m ref. (Fe) - m(Cu) + m ref. (otopina H 2 SO 4) – m(H 2) = 120 g + 11,2 g – 9,6 g + 100 g – 0,1 g = 221,5 g
Maseni udio željezovog (II) sulfata u dobivenoj otopini jednak je:
ω(FeSO 4) = m(FeSO 4)/m (otopina) 100% = 30,4 g/221,5 g 100% = 13,72%
Zadatak br. 5
U 20% otopinu soli dobivenu otapanjem 50 g bakrenog sulfata (CuSO 4 5H 2 O) u vodi dodano je 14,4 g magnezija. Nakon završetka reakcije, 146 g 25% otopine je dodano dobivenoj smjesi klorovodične kiseline. Izračunajte maseni udio klorovodika u dobivenoj otopini (zanemarimo procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 2,38%
Obrazloženje:
Kada bakrov (II) sulfat reagira s magnezijem, dolazi do reakcije supstitucije:
Mg + CuSO 4 → MgSO 4 + Cu(I)
25% klorovodična kiselina reagira s magnezijem prema jednadžbi:
Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 (II)
Izračunajmo količinu bakrenog sulfata i magnezija koji reagiraju (I):
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(Mg) = ν(CuSO 4), a prema uvjetima zadatka, količina bakrenog sulfata je deficitarna (0,2 mol CuSO 4 5H 2 O i 0,6 mol Mg) , tako da magnezij nije u potpunosti reagirao.
Izračun provodimo na temelju nedostatka tvari, dakle, ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(Cu) = ν reagira. (Mg) = 0,2 mol i ν ostatak. (Mg) = 0,6 mol – 0,2 mol = 0,4 mol.
Za daljnji izračun mase konačne otopine potrebno je znati masu nastalog bakra (reakcija (I)) i početne otopine bakrenog sulfata:
m ref. (otopina CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) 100% = 32 g/20% 100% = 160 g
Klorovodična kiselina ne reagira s bakrom, ali reagira s magnezijem putem reakcije (II).
Izračunajmo masu i količinu klorovodične kiseline:
m ref. (HCl) = m ref. (HCl otopina) ω(HCl) = 146 g 0,25 = 36,5 g
Budući da ν odmor. (Mg) = 0,4 mol, ν ref. (HCl) = 1 mol i ν ref. (HCl) > 2ν ostalo. (Mg), tada je magnezij manjak i potpuno je otopljen u klorovodičnoj kiselini.
Izračunajmo količinu klorovodične kiseline koja nije reagirala s magnezijem:
ν odmor. (HCl) = ν van. (HCl) – ν reagiraju. (HCl) = 1 mol – 2 0,4 mol = 0,2 mol
m odmor. (HCl) = ν ostalo. (HCl) M(HCl) = 0,2 mol 36,5 g/mol = 7,3 g
Za izračun mase konačne otopine potrebno je izračunati masu vodika oslobođenog kao rezultat reakcije (II):
ν odmor. (Mg) = ν(H 2) = 0,4 mol i m(H 2) = ν(H 2) M(H 2) = 0,4 mol 2 g/mol = 0,8 g
Masu dobivene otopine izračunavamo pomoću formule (ne uzimamo u obzir masu neizreagiranog magnezija u reakciji (I), jer u reakciji (II) prelazi u otopinu):
m(otopina) = m out (otopina CuSO 4) + m out. (Mg) - m(Cu) + m ref. (HCl otopina) – m(H 2) = 160 g + 14,4 g – 12,8 g + 146 g – 0,8 g = 306,8 g
Maseni udio klorovodične kiseline u dobivenoj otopini jednak je:
ω(HCl) = m ostatak. (HCl)/m (otopina) 100% = 7,3 g/306,8 g 100% = 2,38%
Zadatak br. 6
U 10% otopinu soli dobivenu otapanjem 25 g bakrenog sulfata (CuSO 4 5H 2 O) u vodi dodano je 19,5 g cinka. Nakon završetka reakcije u dobivenu smjesu dodano je 240 g 30%-tne otopine natrijevog hidroksida. Odredite maseni udio natrijeva hidroksida u dobivenoj otopini (zanemarimo procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 9,69%
Obrazloženje:
Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu (I)
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(Zn) = ν(CuSO 4), a prema uvjetima zadatka, količina bakrenog sulfata je deficitarna (0,1 mol CuSO 4 5H 2 O i 0,3 mol Zn) , pa cink nije u potpunosti reagirao.
Izračun provodimo na temelju nedostatka tvari, dakle, ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(ZnSO 4) = ν(Cu) = ν reagira. (Zn) = 0,1 mol i ν ostalo. (Zn) = 0,3 mol – 0,1 mol = 0,2 mol.
Za daljnji izračun mase konačne otopine potrebno je znati masu nastalog bakra (reakcija (I)) i početne otopine bakrenog sulfata:
m ref. (otopina CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) 100% = 16 g/10% 100% = 160 g
m ref. (NaOH) = m ref. (otopina NaOH) ω(NaOH) = 240 g 0,3 = 72 g
ν ref. (NaOH) = m ref. (NaOH)/M(NaOH) = 72 g/40 g/mol = 1,8 mol
ν ukupno (NaOH) = ν II (NaOH) + ν III (NaOH) = 2 0,2 mol + 4 0,1 mol = 0,8 mol
m reagirati. (NaOH) = ν reagirati. (NaOH) M(NaOH) = 0,8 mol 40 g/mol = 32 g
m odmor. (NaOH) = m ref. (NaOH) - m reagirati. (NaOH) = 72 g – 32 g = 40 g
Za izračun mase konačne otopine potrebno je izračunati masu vodika oslobođenog kao rezultat reakcije (II):
ν odmor. (Zn) = ν(H 2) = 0,2 mol i m(H 2) = ν(H 2) M(H 2) = 0,2 mol 2 g/mol = 0,4 g
m(rješenje) = m van. (otopina CuSO 4) + m ref. (Zn) - m(Cu) + m ref. (NaOH otopina) – m(H 2) = 160 g + 19,5 g – 6,4 g + 240 g – 0,4 g = 412,7 g
ω(NaOH) = m ostatak. (NaOH)/m (otopina) 100% = 40 g/412,7 g 100% = 9,69%
Zadatak br. 7
Prašak dobiven sinteriranjem 2,16 g aluminija i 6,4 g željezovog (III) oksida dodan je u 20% otopinu soli dobivenu otapanjem 25 g bakrovog (II) sulfat pentahidrata u vodi. Odredite maseni udio bakrova (II) sulfata u dobivenoj otopini (zanemarimo procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 4,03%
Obrazloženje:
Kada se aluminij sinterira sa željeznim (III) oksidom, aktivniji metal istiskuje manje aktivni metal iz njegovog oksida:
2Al + Fe 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Fe (I)
Izračunajmo količinu aluminijevog i željeznog oksida (III) koja ulazi u reakciju (I):
ν ref. (Al) = m ref. (Al)/M(Al) = 2,16 g /27 g/mol = 0,08 mol
ν ref. (Fe 2 O 3) = m ref. (Fe 2 O 3)/M(Fe 2 O 3) = 6,4 g/160 g/mol = 0,04 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(Al) = 2ν(Fe 2 O 3) = 2ν(Al 2 O 3) i prema uvjetima zadatka količina aluminijske tvari se udvostručuje. više količine tvari željeznog (III) oksida, stoga u reakciji (I) ne ostaju neizreagirane tvari.
Količina tvari i masa nastalog željeza jednake su:
ν(Fe) = 2ν van. (Fe 2 O 3) = 2 0,04 mol = 0,08 mol
m(Fe) = ν(Fe) M(Fe) = 0,08 mol 56 g/mol = 4,48 g
Za daljnji izračun mase konačne otopine potrebno je znati masu početne otopine bakrenog sulfata:
ν(CuSO 4 5H 2 O) = m(CuSO 4 5H 2 O)/M(CuSO 4 5H 2 O) = 25 g / 250 g/mol = 0,1 mol
ν(CuSO 4 5H 2 O) = ν(CuSO 4) = 0,1 mol, dakle, m(CuSO 4) = ν(CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,1 mol 160 g/mol = 16 g
m ref. (otopina CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) 100% = 16 g/20% 100% = 80 g
Željezo nastalo reakcijom (I) reagira s otopinom bakrenog sulfata:
Fe + CuSO 4 → FeSO 4 + Cu (II)
Prema jednadžbi reakcije (II) ν(Fe) = ν(CuSO 4), a prema uvjetima zadatka, količina tvari željeza je (0,1 mol CuSO 4 · 5H 2 O i 0,08 mol Fe), pa je željezo je potpuno reagiralo.
Izračunajmo količinu tvari i masu neizreagiranog bakrovog (II) sulfata:
ν odmor. (CuSO 4) = ν ref. (CuSO 4) - ν reagiraju. (CuSO 4) = 0,1 mol – 0,08 mol = 0,02 mol
m odmor. (CuSO 4) = ν ostalo. (CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,02 mol 160 g/mol = 3,2 g
Za izračunavanje mase konačne otopine potrebno je izračunati masu formiranog bakra:
ν(Fe) = ν(Cu) = 0,08 mol i m(Cu) = ν(Cu) M(Cu) = 0,08 mol 64 g/mol = 5,12 g
Masa dobivene otopine izračunava se pomoću formule (željezo nastalo reakcijom (I) zatim prelazi u otopinu):
m(rješenje) = m van. (otopina CuSO 4) + m(Fe) - m(Cu) = 80 g + 4,48 g – 5,12 g = 79,36 g
Maseni udio bakrovog (II) sulfata u dobivenoj otopini:
ω(CuSO 4) = m ostatak. (CuSO 4)/m (otopina) 100% = 3,2 g/79,36 g 100% = 4,03%
Zadatak br. 8
U 182,5 g 20%-tne otopine klorovodične kiseline dodano je 18,2 g kalcijevog fosfida. Zatim je u dobivenu otopinu dodano 200,2 g Na 2 CO 3 · 10H 2 O. Odredite maseni udio natrijeva karbonata u dobivenoj otopini (zanemarimo procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 5,97%
Obrazloženje:
Klorovodična kiselina i kalcijev fosfid reagiraju pri čemu nastaju kalcijev klorid i oslobađaju fosfin:
Ca 3 P 2 + 6HCl → 3CaCl 2 + 2PH 3 (I)
Izračunajmo količinu klorovodične kiseline i kalcijevog fosfida koji reagiraju (I):
m ref. (HCl) = m(otopina HCl) ω(HCl) = 182,5 g 0,2 = 36,5 g, dakle
ν ref. (HCl) = m ref. (HCl)/M(HCl) = 36,5 g/36,5 g/mol = 1 mol
ν ref. (Ca 3 P 2) = m ref. (Ca 3 P 2)/M(Ca 3 P 2) = 18,2 g/182 g/mol = 0,1 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(HCl) = 6ν(Ca 3 P 2) = 2ν(CaCl 2), a prema uvjetima zadatka, količina tvari klorovodične kiseline je 10 puta veća od količine tvar kalcijevog fosfida, stoga klorovodična kiselina ostaje neizreagirana.
ν odmor. (HCl) = ν van. (HCl) - 6ν(Ca 3 P 2) = 1 mol - 6 0,1 mol = 0,4 mol
Količina tvari i masa nastalog fosfina jednake su:
ν(PH 3) = 2ν van. (Ca 3 P 2) = 2 0,1 mol = 0,2 mol
m(PH 3) = ν(PH 3) M(PH 3) = 0,2 mol 34 g/mol = 6,8 g
Izračunajmo količinu natrijevog karbonat hidrata:
ν ref. (Na2CO3 10H20) = m ref. (Na 2 CO 3 10H 2 O)/M(Na 2 CO 3 10H 2 O) = 200,2 g/286 g/mol = 0,7 mol
I kalcijev klorid i klorovodična kiselina reagiraju u natrijevom karbonatu:
Na 2 CO 3 + CaCl 2 → CaCO 3 ↓ + 2NaCl (II)
Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + CO 2 + H 2 O (III)
Izračunajmo ukupnu količinu tvari natrijevog karbonata u interakciji s klorovodičnom kiselinom i kalcijevim kloridom:
ν reagirati. (Na 2 CO 3) = ν(CaCl 2) + 1/2ν ostatak. (HCl) = 3ν ref. (Ca 3 P 2) + 1/2ν ostatak. (HCl) = 3 0,1 mol + 1/2 0,4 mol = 0,3 mol + 0,2 mol = 0,5 mol
Ukupna količina tvari i masa neizreagiranog natrijeva karbonata jednake su:
ν odmor. (Na 2 CO 3) = ν ref. (Na 2 CO 3) - ν reagiraju. (Na 2 CO 3) = 0,7 mol – 0,5 mol = 0,2 mol
m odmor. (Na 2 CO 3) = ν ostalo. (Na 2 CO 3) M(Na 2 CO 3) = 0,2 mol 106 g/mol = 21,2 g
Za daljnji izračun mase konačne otopine potrebno je znati mase kalcijevog karbonata istaloženog reakcijom (II) i ugljičnog dioksida oslobođenog reakcijom (III):
ν(CaCl 2) = ν(CaCO 3) = 3ν ref. (Ca3P2) = 0,3 mol
m(CaCO 3) = ν(CaCO 3) M(CaCO 3) = 0,3 mol 100 g/mol = 30 g
ν(CO 2) = 1/2ν ostatak. (HCl) = ½ 0,4 mol = 0,2 mol
Masa dobivene otopine izračunava se pomoću formule:
m(rješenje) = m van. (HCl otopina) + m ref. (Ca 3 P 2) - m(PH 3) + m ref. (Na 2 CO 3 10H 2 O) - m(CaCO 3) - m(CO 2) = 182,5 g + 18,2 g – 6,8 g + 200,2 g – 30 g – 8,8 g = 355,3 g
Maseni udio natrijeva karbonata jednak je:
ω(Na 2 CO 3) = m ostatak. (Na 2 CO 3)/m (otopina) 100% = 21,2 g/355,3 g 100% = 5,97%
Zadatak br. 9
Natrijev nitrid mase 8,3 g reagirao je s 490 g 20%-tne sumporne kiseline. Nakon završetka reakcije, 57,2 g kristalne sode (Na 2 CO 3 · 10H 2 O) dodano je dobivenoj otopini. Odredite maseni udio sumporne kiseline u nastaloj otopini (zanemarimo procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 10,76%
Obrazloženje:
Natrijev nitrid i razrijeđena sumporna kiselina reagiraju u dvije srednje soli - amonijev i natrijev sulfat:
2Na 3 N + 4H 2 SO 4 → 3Na 2 SO 4 + (NH 4) 2 SO 4 (I)
Izračunajmo količinu sumporne kiseline i natrijevog nitrida koji međusobno reagiraju:
m ref. (H 2 SO 4) = m(otopina H 2 SO 4) ω(H 2 SO 4) = 490 g 0,2 = 98 g, odavde
ν ref. (H2SO4) = m ref. (H 2 SO 4)/M(H 2 SO 4) = 98 g/98 g/mol = 1 mol
ν ref. (Na 3 N) = m ref. (Na3N)/M(Na3N) = 8,3 g/83 g/mol = 0,1 mol
Izračunajmo količinu sumporne kiseline koja nije reagirala u reakciji (I):
ν odmor. I (H2SO4) = ν ref. (H2SO4) - 2ν ref. (Na 3 N) = 1 mol - 2 0,1 mol = 0,8 mol
Izračunajmo količinu kristalne tvari sode:
ν ref. (Na2CO3 10H20) = m ref. (Na 2 CO 3 10H 2 O)/M(Na 2 CO 3 10H 2 O) = 57,2 g/286 g/mol = 0,2 mol
Budući da je prema uvjetima zadatka ν mir. I (H2SO4) = 3ν ref. (Na 2 CO 3 10H 2 O), tj. razrijeđene sumporne kiseline u suvišku, pa se između ovih tvari odvija sljedeća reakcija:
H 2 SO 4 + Na 2 CO 3 → Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O (II)
ν ostatak.II (H 2 SO 4) = ν ostatak.I (H 2 SO 4) - ν van. (Na2CO3) = 0,8 mol - 0,2 mol = 0,6 mol
m ostatak.II (H 2 SO 4) = ν ostatak.II (H 2 SO 4) M(H 2 SO 4) = 0,6 mol 98 g/mol = 58,8 g
ν(CO 2) = ν(Na 2 CO 3) = 0,2 mol
m(CO 2) = ν(CO 2) M(CO 2) = 0,2 mol 44 g/mol = 8,8 g
m(rješenje) = m van. (otopina H2SO4) + m ref. (Na 3 N) + m(Na 2 CO 3 10H 2 O) - m(CO 2) = 490 g + 8,3 g + 57,2 g – 8,8 g = 546,7 g
Maseni udio sumporne kiseline jednak je:
ω odmor. II (H 2 SO 4) = m ostatak. II (H 2 SO 4)/m (otopina) 100% = 58,8 g/546,7 g 100% = 10,76%
Zadatak br. 10
Litijev nitrid mase 3,5 g otopljen je u 365 g 10%-tne klorovodične kiseline. U otopinu je dodano 20 g kalcijevog karbonata. Odredite maseni udio klorovodične kiseline u dobivenoj otopini (zanemarimo procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 1,92%
Obrazloženje:
Litijev nitrid i klorovodična kiselina reagiraju u dvije soli - litijev i amonijev klorid:
Li 3 N + 4HCl → 3LiCl + NH 4 Cl (I)
Izračunajmo količinu klorovodične kiseline i litijevog nitrida koji međusobno reagiraju:
m ref. (HCl) = m(otopina HCl) ω(HCl) = 365 g 0,1 = 36,5 g, dakle
ν ref. (HCl) = m ref. (HCl)/M(HCl) = 36,5 g/36,5 g/mol = 1 mol
ν ref. (Li 3 N) = m ref. (Li 3 N)/M(Li 3 N) = 3,5 g/35 g/mol = 0,1 mol
Izračunajmo količinu klorovodične kiseline koja nije reagirala u reakciji (I):
ν odmor. I (HCl) = ν ref. (HCl) - 4ν ref. (Li 3 N) = 1 mol - 4 0,1 mol = 0,6 mol
Izračunajmo količinu kalcijevog karbonata:
ν ref. (CaCO 3) = m ref. (CaCO 3)/M(CaCO 3) = 20 g/100 g/mol = 0,2 mol
Budući da je prema uvjetima zadatka ν mir. I (HCl) = 3ν ref. (CaCO 3), višak klorovodične kiseline reagira s kalcijevim karbonatom, oslobađajući ugljikov dioksid i stvarajući kalcijev klorid:
CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O (II)
ν ostalo.II (HCl) = ν ostalo.I (HCl) - ν van. (CaCO 3) = 0,6 mol - 2 0,2 mol = 0,2 mol
m ostatak.II (HCl) = ν ostatak.II (HCl) M(HCl) = 0.2 mol 36.5 g/mol = 7.3 g
Za daljnji izračun mase konačne otopine potrebno je znati masu ugljičnog dioksida oslobođenog reakcijom (II):
ν(CO 2) = ν(CaCO 3) = 0,2 mol
m(CO 2) = ν(CO 2) M(CO 2) = 0,2 mol 44 g/mol = 8,8 g
Masa dobivene otopine izračunava se pomoću formule:
m(rješenje) = m van. (HCl otopina) + m ref. (Li 3 N) + m(CaCO 3) - m(CO 2) = 365 g + 3,5 g + 20 g – 8,8 g = 379,7 g
Maseni udio klorovodične kiseline jednak je:
ω odmor. II (HCl) = m odmor. II (HCl)/m (otopina) 100% = 7,3 g/379,7 g 100% = 1,92%
Zadatak br. 11
Čvrsti ostatak dobiven reakcijom 2,24 litre vodika s 12 g bakrova (II) oksida otopljen je u 126 g 85% otopine dušične kiseline. Odredite maseni udio dušične kiseline u dobivenoj otopini (zanemarimo procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 59,43%
Obrazloženje:
Kad vodik prolazi preko bakrovog (II) oksida, bakar se reducira:
CuO + H 2 → Cu + H 2 O (grijanje) (I)
Izračunajmo količinu vodika uključenog u redukciju bakrova (II) oksida:
ν ref. (H 2) = V(H 2)/V m = 2,24 l/22,4 l/mol = 0,1 mol,
ν ref. (CuO) = 12 g/80 g/mol = 0,15 mol
Prema jednadžbi (I) ν(CuO) = ν(H 2) = ν(Cu), dakle, nastaje 0,1 mol bakra, a ostaje ν. (CuO) = ν(sol. ostatak) - ν van. (H 2) = 0,15 mol – 0,1 mol = 0,05 mol
Izračunajmo mase nastalog bakra i neizreagiranog bakrovog (II) oksida:
m odmor. (CuO) = ν ostalo. (CuO) M(CuO) = 0,05 mol 80 g/mol = 4 g
m(Cu) = ν(Cu) M(Cu) = 0,1 mol 64 g/mol = 6,4 g
Čvrsti ostatak, koji se sastoji od metalnog bakra i neizreagiranog bakrovog (II) oksida, reagira s dušičnom kiselinom prema jednadžbama:
Cu + 4HNO 3 → Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O (II)
CuO + 2HNO 3 → Cu(NO 3) 2 + H 2 O (III)
Izračunajmo količinu dušične kiseline:
m ref. (HNO 3) = m(otopina HNO 3) ω(HNO 3) = 126 g 0,85 = 107,1 g, odavde
ν ref. (HNO 3) = m ref. (HNO 3)/M(HNO 3) = 107,1 g/63 g/mol = 1,7 mol
Prema jednadžbi (II) ν II (HNO 3) = 4ν(Cu), prema jednadžbi (III) ν III (HNO 3) = 2ν ostalo. (CuO), dakle, ν ukupno. (HNO 3) = ν II (HNO 3) + ν III (HNO 3) = 4 0,1 mol + 2 0,05 mol = 0,5 mol.
Izračunajmo ukupnu masu dušične kiseline koja reagira prema reakcijama (II) i (III):
m ukupno (HNO 3) = ν ukupno. (HNO 3) M(HNO 3) = 0,5 mol 63 g/mol = 31,5 g
Izračunajmo masu neizreagirane dušične kiseline:
m odmor. (HNO 3) = m ref. (HNO 3) - m ukupno. (HNO3) = 107,1 g – 31,5 g = 75,6
Da bi se izračunala masa dobivene otopine, potrebno je uzeti u obzir masu dušikovog dioksida oslobođenog u reakciji (II):
ν(NO 2) = 2m(Cu), dakle, ν(NO 2) = 0,2 mol i m(NO 2) = ν(NO 2) M(NO 2) = 0,2 mol 46 g/ mol = 9,2 g
Izračunajmo masu dobivene otopine:
m(otopina) = m(otopina HNO 3) + m(Cu) + m(CuO) - m(NO 2) = 126 g + 6,4 g + 4 g - 9,2 g = 127, 2 g
Maseni udio dušične kiseline u dobivenoj otopini jednak je:
ω(HNO 3) = m odmor. (HNO 3)/m (otopina) 100% = 75,6 g/127,2 g 100% = 59,43%
Zadatak br.12
7,2 g magnezija dodano je u 10% otopinu soli dobivenu otapanjem 28,7 g cink sulfata (ZnSO 4 · 7H 2 O) u vodi. Nakon završetka reakcije u dobivenu smjesu dodano je 120 g 30%-tne otopine natrijevog hidroksida. Odredite maseni udio natrijeva hidroksida u dobivenoj otopini (zanemarimo procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 7,21%
Obrazloženje:
Mg + ZnSO 4 → MgSO 4 + Zn (I)
ν ref. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν(ZnSO 4) = m ref. (ZnSO 4 7H 2 O)/M(ZnSO 4 7H 2 O) = 28,7 g / 287 g/mol = 0,1 mol
ν ref. (Mg) = m ref. (Mg)/M(Mg) = 7,2 g/24 g/mol = 0,3 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν ref. (Mg) = ν(ZnSO 4), a prema uvjetima zadatka količina supstance cink sulfata (0,1 mol ZnSO 4 · 7H 2 O i 0,3 mol Mg), dakle magnezij nije potpuno reagirao.
Izračun provodimo na temelju nedostatka tvari, dakle, ν ref. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν(MgSO 4) = ν(Zn) = ν reagirati. (Mg) = 0,1 mol i ν ostatak. (Mg) = 0,3 mol – 0,1 mol = 0,2 mol.
Za daljnji izračun mase konačne otopine potrebno je znati masu neizreagiranog magnezija (reakcija (I)) i početne otopine cink sulfata:
m odmor. (Mg) = ν ostalo. (Mg) M(Mg) = 0,2 mol 24 g/mol = 4,8 g
ν ref. (ZnSO 4 · 7H 2 O) = ν van. (ZnSO 4) = 0,1 mol, dakle, m(ZnSO 4) = ν(ZnSO 4) M(ZnSO 4) = 0,1 mol 161 g/mol = 16,1 g
m ref. (otopina ZnSO 4) = m(ZnSO 4)/ω(ZnSO 4) 100% = 16,1 g/10% 100% = 161 g
Magnezijev sulfat i magnezij nastao reakcijom (I) reagiraju s otopinom natrijevog hidroksida:
Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 (II)
MgSO 4 + 2NaOH → Mg(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4 (III)
Izračunajmo masu i količinu natrijevog hidroksida:
m ref. (NaOH) = m ref. (otopina NaOH) ω(NaOH) = 120 g 0,3 = 36 g
ν ref. (NaOH) = m ref. (NaOH)/M(NaOH) = 36 g/40 g/mol = 0,9 mol
Prema reakcijskim jednadžbama (II) i (III) ν II (NaOH) = 2ν(Zn) i ν III (NaOH) = 2ν(MgSO 4), dakle, ukupna količina i masa lužine koja reagira je jednaka:
ν ukupno (NaOH) = ν II (NaOH) + ν III (NaOH) = 2ν(Zn) + 2ν(MgSO 4) = 2 0,1 mol + 2 0,1 mol = 0,4 mol
Za izračun konačne otopine izračunajte masu magnezijevog hidroksida:
ν(MgSO 4) = ν(Mg(OH) 2) = 0,1 mol
m(Mg(OH) 2) = ν(Mg(OH) 2) M(Mg(OH) 2) = 0,1 mol 58 g/mol = 5,8 g
Izračunajte masu neizreagirane lužine:
m odmor. (NaOH) = m ref. (NaOH) - m reagirati. (NaOH) = 36 g – 16 g = 20 g
Za izračun mase konačne otopine potrebno je izračunati masu vodika oslobođenog kao rezultat reakcije (II):
ν(Zn) = ν(H 2) = 0,1 mol i m(H 2) = ν(H 2) M(H 2) = 0,1 mol 2 g/mol = 0,2 g
Masa dobivene otopine izračunava se pomoću formule:
m(rješenje) = m van. (otopina ZnSO 4) + m ref. (Mg) - m odmor. (Mg)+ m ref. (Otopina NaOH) – m(Mg(OH) 2) - m(H 2) = 161 g + 7,2 g - 4,8 g + 120 g – 5,8 g - 0,2 g = 277, 4 g
Maseni udio lužine u dobivenoj otopini jednak je:
ω(NaOH) = m ostatak. (NaOH)/m (otopina) 100% = 20 g/277,4 g 100% = 7,21%
Zadatak br.13
U 20% otopinu soli dobivenu otapanjem 57,4 g cink sulfat kristalnog hidrata (ZnSO 4 7H 2 O) u vodi dodano je 14,4 g magnezija. Nakon završetka reakcije, u dobivenu smjesu dodano je 292 g 25% klorovodične kiseline. Odredite maseni udio klorovodika u dobivenoj otopini (zanemarimo procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 6,26%
Obrazloženje:
Kada cinkov sulfat stupi u interakciju s magnezijem, dolazi do reakcije supstitucije:
Mg + ZnSO 4 → MgSO 4 + Zn (I)
Izračunajmo količinu cinkovog i magnezijevog sulfata koji reagiraju (I):
ν ref. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν(ZnSO 4) = m ref. (ZnSO 4 7H 2 O)/M(ZnSO 4 7H 2 O) = 57,4 g / 287 g/mol = 0,2 mol
ν ref. (Mg) = m ref. (Mg)/M(Mg) = 14,4 g/24 g/mol = 0,6 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν ref. (Mg) = ν(ZnSO 4), a prema uvjetima zadatka količina supstance cink sulfata (0,2 mol ZnSO 4 · 7H 2 O i 0,6 mol Mg), dakle magnezij nije potpuno reagirao.
Izračun provodimo na temelju nedostatka tvari, dakle, ν ref. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν(MgSO 4) = ν(Zn) = ν reagirati. (Mg) = 0,2 mol i ν ostatak. (Mg) = 0,6 mol – 0,2 mol = 0,4 mol.
ν ref. (ZnSO 4 · 7H 2 O) = ν van. (ZnSO 4) = 0,2 mol, dakle, m(ZnSO 4) = ν(ZnSO 4) ·
M(ZnSO 4) = 0,2 mol 161 g/mol = 32,2 g
m ref. (otopina ZnSO 4) = m(ZnSO 4)/ω(ZnSO 4) 100% = 32,2 g/20% 100% = 161 g
Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 (II)
Izračunajmo masu i količinu klorovodika:
m ref. (HCl) = m ref. (Otopina HCl) ω(HCl) = 292 g 0,25 = 73 g
ν ref. (HCl) = m ref. (HCl)/M(HCl) = 73 g/36,5 g/mol = 2 mol
ν ukupno (HCl) = ν II (HCl) + ν III (HCl) = 2ν(Zn) + 2ν(Mg) = 2 0,2 mol + 2 0,4 mol = 1,2 mol
m reagirati. (HCl) = ν reagirati. (HCl) M(HCl) = 1,2 mol 36,5 g/mol = 43,8 g
m odmor. (HCl) = m ref. (HCl) - m reagirati. (HCl) = 73 g – 43,8 g = 29,2 g
ν(Zn) = ν II (H 2) = 0,2 mol i m II (H 2) = ν II (H 2) M(H 2) = 0,2 mol 2 g/mol = 0,4 G
m ukupno (H 2) = m II (H 2) + m III (H 2) = 0,4 g + 0,8 g = 1,2 g
Masa dobivene otopine izračunava se pomoću formule:
m(rješenje) = m van. (otopina ZnSO 4) + m ref. (Mg) + m ref. (HCl otopina) – m ukupno. (H 2) = 161 g + 14,4 g + 292 g – 1,2 g = 466,2 g
Maseni udio klorovodika u dobivenoj otopini jednak je:
ω(HCl) = m ostatak. (HCl)/m (otopina) 100% = 29,2 g/466,2 g 100% = 6,26%
Zadatak br.14
Zagrijan je cinkov oksid mase 16,2 g i kroz njega je propušten ugljikov monoksid obujma 1,12 litara. Ugljikov monoksid potpuno je reagirao. Dobiveni čvrsti ostatak je otopljen u 60 g 40% otopine natrijevog hidroksida. Odredite maseni udio natrijeva hidroksida u dobivenoj otopini (zanemarimo procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 10,62%
Obrazloženje:
Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 (II)
ZnO + 2NaOH + H 2 O → Na 2 (III)
ν ref. (ZnO) = m ref. (ZnO)/M(ZnO) = 16,2 g / 81 g/mol = 0,2 mol
ν ref. (CO) = V ref. (CO)/V m = 1,12 L/22,4 L/mol = 0,05 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν . (ZnO) = ν(CO), a prema uvjetima zadatka i količina tvari ugljični monoksid 4 puta manje od količine tvari cinkovog oksida (0,05 mol CO i 0,2 mol ZnO), pa cinkov oksid nije potpuno reagirao.
Izračun provodimo na temelju nedostatka tvari, dakle, ν ref. (ZnO) = 0,2 mol i ν ostatak. (ZnO) = 0,2 mol – 0,05 mol = 0,15 mol.
m odmor. (ZnO) = ν ostalo. (ZnO) M(ZnO) = 0,15 mol 81 g/mol = 12,15 g
m(Zn) = ν(Zn) M(Zn) = 0,05 mol 65 g/mol = 3,25 g
Izračunajmo masu i količinu natrijevog hidroksida:
m ref. (NaOH) = m ref. (otopina NaOH) ω(NaOH) = 60 g 0,4 = 24 g
ν ref. (NaOH) = m ref. (NaOH)/M(NaOH) = 24 g/40 g/mol = 0,6 mol
Prema reakcijskim jednadžbama (II) i (III) ν II (NaOH) = 2ν(Zn) i ν III (NaOH) = 2ν ostalo. (ZnO), dakle, ukupna količina i masa reagirajuće lužine jednake su:
ν ukupno (NaOH) = ν II (NaOH) + ν III (NaOH) = 2ν(Zn) + 2ν ostatak. (ZnO) = 2 0,05 mol + 2 0,15 mol = 0,4 mol
m reagirati. (NaOH) = ν reagirati. (NaOH) M(NaOH) = 0,4 mol 40 g/mol = 16 g
m odmor. (NaOH) = m ref. (NaOH) - m reagirati. (NaOH) = 24 g – 16 g = 8 g
Za izračun mase konačne otopine potrebno je izračunati masu vodika oslobođenog kao rezultat reakcije (II):
ν odmor. (Zn) = ν(H 2) = 0,05 mol i m(H 2) = ν(H 2) M(H 2) = 0,05 mol 2 g/mol = 0,1 g
Masa dobivene otopine izračunava se pomoću formule:
m(rješenje) = m van. (otopina NaOH) + m(Zn) + m ostatak. (ZnO) – m(H 2) = 60 g + 12,15 g + 3,25 g – 0,1 g = 75,3 g
Maseni udio lužine u dobivenoj otopini jednak je:
ω(NaOH) = m ostatak. (NaOH)/m (otopina) 100% = 8 g/75,3 g 100% = 10,62%
Zadatak br.15
U 10% otopinu soli dobivenu otapanjem 37,9 g olovnog šećera ((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O) u vodi dodano je 7,8 g cinka. Nakon završetka reakcije u dobivenu smjesu dodano je 156 g 10% otopine natrijeva sulfida. Odredite maseni udio natrijeva sulfida u dobivenoj otopini (zanemarimo procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 1,71%
Obrazloženje:
Kada cinkov sulfat stupi u interakciju s magnezijem, dolazi do reakcije supstitucije:
ν ref. ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O) = ν van. ((CH 3 COO) 2 Pb) = m ref. ((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O)/M((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O) = 37,9 g /379 g/mol = 0,1 mol
ν ref. (Zn) = m ref. (Zn)/M(Zn) = 7,8 g/65 g/mol = 0,12 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(Zn) = ν((CH 3 COO) 2 Pb), a prema uvjetu zadatka, količina supstance olovnog acetata manja je od količine supstance cinka (0,1 mol (CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O i 0,12 mol Zn), pa cink nije potpuno reagirao.
Izračun provodimo na temelju nedostatka tvari, dakle, ν ref. ((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O) = ν((CH 3 COO) 2 Zn) = ν(Pb) = ν reagirati. (Zn) = 0,1 mol i ν ostalo. (Zn) = 0,12 mol – 0,1 mol = 0,02 mol.
m(Pb) = ν(Pb) M(Pb) = 0,1 mol 207 g/mol = 20,7 g
m odmor. (Zn) = ν odmor. (Zn) M(Zn) = 0,02 mol 65 g/mol = 1,3 g
ν ref. ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O) = ν van. ((CH 3 COO) 2 Pb) = 0,1 mol, dakle,
m((CH 3 COO) 2 Pb) = ν((CH 3 COO) 2 Pb) M((CH 3 COO) 2 Pb) = 0,1 mol 325 g/mol = 32,5 g
m ref. (otopina CH 3 COO) 2 Pb) = m((CH 3 COO) 2 Pb)/ω((CH 3 COO) 2 Pb) 100% = 32,5 g/10% 100% = 325 g
Izračunajmo masu i količinu tvari natrijeva sulfida:
m ref. (Na2S) = m ref. (otopina Na 2 S) ω(Na 2 S) = 156 g 0,1 = 15,6 g
ν ref. (Na2S) = m ref. (Na 2 S)/M(Na 2 S) = 15,6 g/78 g/mol = 0,2 mol
ν odmor. (Na 2 S) = ν van. (Na 2 S) – ν reagiraju. (Na 2 S) = 0,2 mol – 0,1 mol = 0,1 mol
m odmor. (Na 2 S) = ν reagirati. (Na 2 S) M(Na 2 S) = 0,1 mol 78 g/mol = 7,8 g
ν((CH 3 COO) 2 Zn) = ν(ZnS) = 0,1 mol i m(ZnS) = ν(ZnS) M(ZnS) = 0,1 mol 97 g/mol = 9,7 g
Masa dobivene otopine izračunava se pomoću formule:
m(rješenje) = m van. (otopina (CH 3 COO) 2 Pb) + m ref. (Zn) – m odmor. (Zn) – m(Pb) + m ref. (Na 2 S otopina) – m(ZnS) = 325 g + 7,8 g – 1,3 g – 20,7 g + 156 g - 9,7 g = 457,1 g
Maseni udio natrijeva sulfida u dobivenoj otopini jednak je:
ω(Na 2 S) = m odmor. (Na 2 S)/m (otopina) 100% = 7,8 g/457,1 g 100% = 1,71%
Zadatak br.16
Zagrijan je cinkov oksid mase 32,4 g i kroz njega je propušten ugljikov monoksid obujma 2,24 litre. Ugljikov monoksid potpuno je reagirao. Dobiveni čvrsti ostatak je otopljen u 224 g 40% otopine kalijevog hidroksida. Odredite maseni udio kalijevog hidroksida u dobivenoj otopini (zanemarimo procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 17,6%
Obrazloženje:
Kada cinkov oksid stupa u interakciju s ugljikovim monoksidom, dolazi do oksidacijsko-redukcijske reakcije:
ZnO + CO → Zn + CO 2 (grijanje) (I)
Nastali cink i neizreagirani cinkov oksid reagiraju s otopinom natrijevog hidroksida:
ZnO + 2KOH + H 2 O → K 2 (III)
Izračunajmo količinu cinkovog oksida i ugljikovog monoksida koji reagiraju (I):
ν ref. (ZnO) = m ref. (ZnO)/M(ZnO) = 32,4 g / 81 g/mol = 0,4 mol
ν ref. (CO) = V ref. (CO)/V m = 2,24 l/22,4 l/mol = 0,1 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν . (ZnO) = ν(CO), a prema uvjetima zadatka količina tvari ugljičnog monoksida je 4 puta manja od količine tvari cinkovog oksida (0,1 mol CO i 0,4 mol ZnO), pa je cinkov oksid ne reagirati u potpunosti.
Izračun provodimo na temelju nedostatka tvari, dakle, ν ref. (ZnO) = 0,4 mol i ν ostatak. (ZnO) = 0,4 mol – 0,1 mol = 0,3 mol.
Za daljnji izračun mase konačne otopine potrebno je znati mase nastalog cinka i neizreagiranog cinkovog oksida:
m odmor. (ZnO) = ν ostalo. (ZnO) M(ZnO) = 0,3 mol 81 g/mol = 24,3 g
m(Zn) = ν(Zn) M(Zn) = 0,1 mol 65 g/mol = 6,5 g
Izračunajmo masu i količinu natrijevog hidroksida:
m ref. (KOH) = m ref. (KOH otopina) ω(KOH) = 224 g 0,4 = 89,6 g
ν ref. (KOH) = m ref. (KOH)/M(KOH) = 89,6 g/56 g/mol = 1,6 mol
Prema reakcijskim jednadžbama (II) i (III) ν II (KOH) = 2ν(Zn) i ν III (KOH) = 2ν ostalo. (ZnO), dakle, ukupna količina i masa reagirajuće lužine jednake su:
ν ukupno (KOH) = ν II (KOH) + ν III (KOH) = 2ν(Zn) + 2ν ostatak. (ZnO) = 2 0,1 mol + 2 0,3 mol = 0,8 mol
m reagirati. (KOH) = ν reagirati. (KOH) M(KOH) = 0,8 mol 56 g/mol = 44,8 g
Izračunajmo masu neizreagirane lužine:
m odmor. (KOH) = m ref. (KOH) - m reagirati. (KOH) = 89,6 g – 44,8 g = 44,8 g
Za izračun mase konačne otopine potrebno je izračunati masu vodika oslobođenog kao rezultat reakcije (II):
Masa dobivene otopine izračunava se pomoću formule:
m(rješenje) = m van. (Otopina KOH) + m(Zn) + m ostatak. (ZnO) – m(H 2) = 224 g + 6,5 g + 24,3 g – 0,2 g = 254,6 g
Maseni udio lužine u dobivenoj otopini jednak je:
ω(KOH) = m ostatak. (KOH)/m (otopina) 100% = 44,8 g/254,6 g 100% = 17,6%
Zadatak br.17
U 10% otopinu soli dobivenu otapanjem 75,8 g olovnog šećera ((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O) u vodi dodano je 15,6 g cinka. Nakon završetka reakcije, u dobivenu smjesu dodano je 312 g 10% otopine natrijeva sulfida. Odredite maseni udio natrijeva sulfida u dobivenoj otopini (zanemarimo procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 1,71%
Obrazloženje:
Kada cinkov sulfat stupi u interakciju s magnezijem, dolazi do reakcije supstitucije:
Zn + (CH 3 COO) 2 Pb → (CH 3 COO) 2 Zn + Pb↓ (I)
Izračunajmo količinu olova i cink acetata koja reagira (I):
ν ref. ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O) = ν van. ((CH 3 COO) 2 Pb) = m ref. ((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O)/M((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O) = 75,8 g /379 g/mol = 0,2 mol
ν ref. (Zn) = m ref. (Zn)/M(Zn) = 15,6 g/65 g/mol = 0,24 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(Zn) = ν((CH 3 COO) 2 Pb), a prema uvjetu zadatka, količina supstance olovnog acetata manja je od količine supstance cinka (0,2 mol (CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O i 0,24 mol Zn), pa cink nije potpuno reagirao.
Izračun provodimo na temelju nedostatka tvari, dakle, ν ref. ((CH 3 COO) 2 Pb 3H 2 O) = ν((CH 3 COO) 2 Zn) = ν(Pb) = ν reagirati. (Zn) = 0,2 mol i ν ostalo. (Zn) = 0,24 mol – 0,2 mol = 0,04 mol.
Za daljnji izračun mase konačne otopine potrebno je znati mase nastalog olova, neizreagiranog cinka i početne otopine olovnog šećera:
m odmor. (Pb) = ν odmor. (Pb) M(Pb) = 0,2 mol 207 g/mol = 41,4 g
m odmor. (Zn) = ν odmor. (Zn) M(Zn) = 0,04 mol 65 g/mol = 2,6 g
ν ref. ((CH 3 COO) 2 Pb · 3H 2 O) = ν van. ((CH 3 COO) 2 Pb) = 0,2 mol, dakle,
m((CH 3 COO) 2 Pb) = ν((CH 3 COO) 2 Pb) M((CH 3 COO) 2 Pb) = 0,2 mol 325 g/mol = 65 g
m ref. (otopina CH 3 COO) 2 Pb) = m((CH 3 COO) 2 Pb)/ω((CH 3 COO) 2 Pb) 100% = 65 g/10% 100% = 650 g
Cinkov acetat nastao reakcijom (I) reagira s otopinom natrijeva sulfida:
(CH 3 COO) 2 Zn + Na 2 S → ZnS↓ + 2CH 3 COONa (II)
Izračunajmo masu i količinu tvari natrijeva sulfida:
m ref. (Na2S) = m ref. (otopina Na 2 S) ω(Na 2 S) = 312 g 0,1 = 31,2 g
ν ref. (Na2S) = m ref. (Na 2 S)/M(Na 2 S) = 31,2 g/78 g/mol = 0,4 mol
Prema jednadžbi reakcije (II) ν((CH 3 COO) 2 Zn) = ν(Na 2 S), dakle, količina neizreagiranog natrijeva sulfida jednaka je:
ν odmor. (Na 2 S) = ν van. (Na 2 S) – ν reagiraju. (Na 2 S) = 0,4 mol – 0,2 mol = 0,2 mol
m odmor. (Na 2 S) = ν reagirati. (Na 2 S) M(Na 2 S) = 0,2 mol 78 g/mol = 15,6 g
Za izračunavanje mase konačne otopine potrebno je izračunati masu cink sulfida:
ν((CH 3 COO) 2 Zn) = ν(ZnS) = 0,2 mol i m(ZnS) = ν(ZnS) M(ZnS) = 0,2 mol 97 g/mol = 19,4 g
Masa dobivene otopine izračunava se pomoću formule:
m(rješenje) = m van. (otopina (CH 3 COO) 2 Pb) + m ref. (Zn) – m odmor. (Zn) – m(Pb) + m ref. (Na 2 S otopina) – m(ZnS) = 650 g + 15,6 g – 2,6 g – 41,4 g + 312 g - 19,4 g = 914,2 g
Maseni udio natrijeva sulfida u dobivenoj otopini jednak je:
ω(Na 2 S) = m odmor. (Na 2 S)/m (otopina) 100% = 15,6 g/914,2 g 100% = 1,71%
Zadatak br.18
U 10% otopinu soli dobivenu otapanjem 50 g bakrenog sulfata (CuSO 4 5H 2 O) u vodi dodano je 19,5 g cinka. Nakon završetka reakcije u dobivenu smjesu dodano je 200 g 30%-tne otopine natrijevog hidroksida. Odredite maseni udio natrijeva hidroksida u dobivenoj otopini (zanemarimo procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 3,8%
Obrazloženje:
Kada bakar (II) sulfat reagira s cinkom, dolazi do reakcije supstitucije:
Zn + CuSO 4 → ZnSO 4 + Cu (I)
Izračunajmo količinu bakrenog sulfata i cinka koji reagiraju (I):
ν(CuSO 4 5H 2 O) = m(CuSO 4 5H 2 O)/M(CuSO 4 5H 2 O) = 50 g / 250 g/mol = 0,2 mol
ν(Zn) = m(Zn)/M(Zn) = 19,5 g/65 g/mol = 0,3 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(Zn) = ν(CuSO 4), a prema uvjetima zadatka, količina bakrenog sulfata je deficitarna (0,2 mol CuSO 4 5H 2 O i 0,3 mol Zn) , pa cink nije u potpunosti reagirao.
Izračun provodimo na temelju nedostatka tvari, dakle, ν(CuSO 4 · 5H 2 O) = ν(ZnSO 4) = ν(Cu) = ν reagira. (Zn) = 0,2 mol i ν ostalo. (Zn) = 0,3 mol – 0,2 mol = 0,1 mol.
Za daljnji izračun mase konačne otopine potrebno je znati masu nastalog bakra (reakcija (I)) i početne otopine bakrenog sulfata:
m(Cu) = ν(Cu) M(Cu) = 0,2 mol 64 g/mol = 12,8 g
ν(CuSO 4 5H 2 O) = ν(CuSO 4) = 0,2 mol, dakle, m(CuSO 4) = ν(CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,2 mol 160 g/mol = 32 g
m ref. (otopina CuSO 4) = m(CuSO 4)/ω(CuSO 4) 100% = 32 g/10% 100% = 320 g
Cink i cink sulfat koji nisu potpuno reagirali u reakciji (I) reagiraju s otopinom natrijevog hidroksida u kompleksnu sol - natrijev tetrahidroksocinkat:
Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 (II)
ZnSO 4 + 4NaOH → Na 2 + Na 2 SO 4 (III)
Izračunajmo masu i količinu natrijevog hidroksida:
m ref. (NaOH) = m ref. (otopina NaOH) ω(NaOH) = 200 g 0,3 = 60 g
ν ref. (NaOH) = m ref. (NaOH)/M(NaOH) = 60 g/40 g/mol = 1,5 mol
Prema reakcijskim jednadžbama (II) i (III) ν II (NaOH) = 2ν ostalo. (Zn) i ν III (NaOH) = 4ν(ZnSO 4), dakle, ukupna količina i masa lužine koja reagira je jednaka:
ν ukupno (NaOH) = ν II (NaOH) + ν III (NaOH) = 2 0,1 mol + 4 0,2 mol = 1 mol
m reagirati. (NaOH) = ν reagirati. (NaOH) M(NaOH) = 1 mol 40 g/mol = 40 g
Izračunajte masu neizreagirane lužine:
m odmor. (NaOH) = m ref. (NaOH) - m reagirati. (NaOH) = 60 g – 40 g = 20 g
Za izračun mase konačne otopine potrebno je izračunati masu vodika oslobođenog kao rezultat reakcije (II):
ν odmor. (Zn) = ν(H 2) = 0,1 mol i m(H 2) = ν(H 2) M(H 2) = 0,1 mol 2 g/mol = 0,2 g
Masu dobivene otopine izračunavamo po formuli (ne uzimamo u obzir masu cinka koji nije reagirao u reakciji (I), jer on prelazi u otopinu u reakcijama (II) i (III):
m(rješenje) = m van. (otopina CuSO 4) + m ref. (Zn) - m(Cu) + m ref. (NaOH otopina) – m(H 2) = 320 g + 19,5 g – 12,8 g + 200 g – 0,2 g = 526,5 g
Maseni udio lužine u dobivenoj otopini jednak je:
ω(NaOH) = m ostatak. (NaOH)/m (otopina) 100% = 20 g/526,5 g 100% = 3,8%
Zadatak br.19
Kao rezultat otapanja smjese praha bakra i bakrova (II) oksida u koncentriranoj sumpornoj kiselini, oslobođen je plin sumporov dioksid volumena 8,96 litara i nastala je otopina mase 400 g s masenim udjelom bakrovog (II) sulfata. od 20%. Izračunajte maseni udio bakrova (II) oksida u početnoj smjesi.
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 23,81%
Obrazloženje:
Kada bakar i bakrov (II) oksid reagiraju s koncentriranom sumpornom kiselinom, dolazi do sljedećih reakcija:
Cu + 2H 2 SO 4 → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (I)
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O (II)
Izračunajmo masu i količinu bakrovog (II) sulfata:
m(CuSO 4) = m(CuSO 4) ω(CuSO 4) = 400 g 0,2 = 80 g
ν(CuSO 4) = m(CuSO 4)/M(CuSO 4) = 80 g /160 g/mol = 0,5 mol
Izračunajmo količinu sumpornog dioksida:
ν(SO 2) = V(SO 2)/V m = 8,96 l/22,4 l/mol = 0,4 mol
Prema reakcijskoj jednadžbi (I) ν(Cu) = ν(SO 2) = ν I (CuSO 4), dakle, ν(Cu) = ν I (CuSO 4) = 0,4 mol.
Budući da je ν ukupno. (CuSO 4) = ν I (CuSO 4) + ν II (CuSO 4), zatim ν II (CuSO 4) = ν ukupno. (CuSO 4) - ν I (CuSO 4) = 0,5 mol – 0,4 mol = 0,1 mol.
Prema reakcijskoj jednadžbi (II) ν II (CuSO 4) = ν(CuO), dakle, ν(CuO) = 0,1 mol.
Izračunajmo mase bakra i bakrova (II) oksida:
m(Cu) = M(Cu) ∙ ν(Cu) = 64 g/mol ∙ 0,4 mol = 25,6 g
m(CuO) = M(CuO) ∙ ν(CuO) = 80 g/mol ∙ 0,1 mol = 8 g
Ukupna smjesa koju čine bakar i bakrov(II) oksid je:
m(mješavine) = m(CuO) + m(Cu) = 25,6 g + 8 g = 33,6 g
Izračunajmo maseni udio bakrova (II) oksida:
ω(CuO) = m(CuO)/m(mješavine) ∙ 100% = 8 g/33,6 g ∙ 100% = 23,81%
Zadatak br.20
Kao rezultat zagrijavanja 28,4 g mješavine praha cinka i cinkovog oksida na zraku, njegova se masa povećala za 4 g. Izračunajte volumen otopine kalijevog hidroksida s masenim udjelom od 40% i gustoćom od 1,4 g/ml. koji će biti potreban za otapanje početne smjese.
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 80 ml
Obrazloženje:
Kada se cink zagrijava na zraku, cink oksidira i prelazi u oksid:
2Zn + O 2 → 2ZnO(I)
Budući da se masa smjese povećala, to povećanje dogodilo se zbog mase kisika:
ν(O 2) = m(O 2)/M(O 2) = 4 g /32 g/mol = 0,125 mol, dakle, količina cinka je dvostruko veća od količine tvari i mase kisika, dakle
ν(Zn) = 2ν(O 2) = 2 0,125 mol = 0,25 mol
m(Zn) = M(Zn) ν(Zn) = 0,25 mol 65 g/mol = 16,25 g
Izračunajmo masu i količinu tvari cinkovog oksida koja je jednaka:
m(ZnO) = m(smjese) – m(Zn) = 28,4 g – 16,25 g = 12,15 g
ν(ZnO) = m(ZnO)/M(ZnO) = 12,15 g/81 g/mol = 0,15 mol
I cink i cinkov oksid reagiraju s kalijevim hidroksidom:
Zn + 2KOH + 2H 2 O → K 2 + H 2 (II)
ZnO + 2KOH + H 2 O → K 2 (III)
Prema jednadžbama reakcija (II) i (III) ν I (KOH) = 2ν(Zn) i ν II (KOH) = 2ν(ZnO), dakle, ukupna količina tvari i masa kalijevog hidroksida su jednak:
ν(KOH) = 2ν(Zn) + 2ν(ZnO) = 2 ∙ 0,25 mol + 2 ∙ 0,15 mol = 0,8 mol
m(KOH) = M(KOH) ∙ ν(KOH) = 56 g/mol ∙ 0,8 mol = 44,8 g
Izračunajmo masu otopine kalijevog hidroksida:
m(KOH otopina) = m(KOH)/ω(KOH) ∙ 100% = 44,8 g/40% ∙ 100% = 112 g
Volumen otopine kalijevog hidroksida jednak je:
V(KOH otopina) = m(KOH)/ρ(KOH) = 112 g/1,4 g/mol = 80 ml
Zadatak br.21
Smjesa magičnog oksida i magnezijevog karbonata mase 20,5 g zagrijana je do konstantne težine, dok se masa smjese smanjila za 5,5 g. Nakon toga kruti ostatak potpuno reagira s otopinom sumporne kiseline s masenim udjelom od 28% i gustoće 1,2 g/ml. Izračunajte volumen otopine sumporne kiseline koji je potreban za otapanje tog ostatka.
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 109,375 ml
Obrazloženje:
Kada se grije, magnezijev karbonat se razgrađuje na magnezijev oksid i ugljični dioksid:
MgCO 3 → MgO + CO 2 (I)
Magnezijev oksid reagira s otopinom sumporne kiseline prema jednadžbi:
MgO + H 2 SO 4 → MgSO 4 + H 2 O (II)
Masa smjese magnezijevog oksida i karbonata smanjila se zbog oslobođenog ugljičnog dioksida.
Izračunajmo količinu nastalog ugljičnog dioksida:
ν(CO 2) = m(CO 2)/M(CO 2) = 5,5 g /44 g/mol = 0,125 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν(CO 2) = ν I (MgO), dakle, ν I (MgO) = 0,125 mol
Izračunajmo masu izreagiranog magnezijevog karbonata:
m(MgCO 3) = ν(MgCO 3) ∙ M(MgCO 3) = 84 g/mol ∙ 0,125 mol = 10,5 g
Izračunajmo masu i količinu tvari magnezijevog oksida u početnoj smjesi:
m(MgO) = m(mješavina) - m(MgCO 3) = 20,5 g – 10,5 g = 10 g
ν(MgO) = m(MgO)/M(MgO) = 10 g/40 g/mol = 0,25 mol
Ukupna količina magnezijevog oksida je:
ν ukupno (MgO) = ν I (MgO) + ν(MgO) = 0,25 mol + 0,125 mol = 0,375 mol
Prema jednadžbi reakcije (II) ν total. (MgO) = ν(H 2 SO 4), dakle, ν(H 2 SO 4) = 0,375 mol.
Izračunajmo masu sumporne kiseline:
m(H 2 SO 4) = ν(H 2 SO 4) ∙ M(H 2 SO 4) = 0,375 mol ∙ 98 g/mol = 36,75 g
Izračunajmo masu i volumen otopine sumporne kiseline:
m(otopina H 2 SO 4) = m(H 2 SO 4)/ω(H 2 SO 4) ∙ 100% = 36,75 g/28% ∙ 100% = 131,25 g
V(otopina H 2 SO 4) = m(otopina H 2 SO 4)/ρ(otopina H 2 SO 4) = 131,25 g/1,2 g/ml = 109,375 ml
Zadatak br.22
Volumen od 6,72 L (n.s.) vodika je prošao preko zagrijanog praha bakrova(II) oksida i vodik je potpuno reagirao. Rezultat je bio 20,8 g krutog ostatka. Ovaj ostatak je otopljen u koncentriranoj sumpornoj kiselini mase 200 g. Odredite maseni udio soli u dobivenoj otopini (zanemarimo procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 25,4%
Obrazloženje:
Kad vodik prolazi preko bakrovog (II) oksida, bakar se reducira:
CuO + H 2 → Cu + H 2 O (grijanje) (I)
Čvrsti ostatak, koji se sastoji od metalnog bakra i neizreagiranog bakrovog (II) oksida, reagira s koncentriranom sumpornom kiselinom prema jednadžbama:
Cu + 2H 2 SO 4 (konc.) → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O (II)
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O (III)
Izračunajmo količinu vodika uključenog u redukciju bakrova (II) oksida:
ν(H 2) = V(H 2)/V m = 6,72 l/22,4 l/mol = 0,3 mol,
ν(H 2) = ν(Cu) = 0,3 mol, prema tome m(Cu) = 0,3 mol 64 g/mol = 19,2 g
Izračunajmo masu neizreagiranog CuO, znajući masu krutog ostatka:
m(CuO) = m(kruti ostatak) – m(Cu) = 20,8 g – 19,2 g = 1,6 g
Izračunajmo količinu bakrovog (II) oksida:
ν(CuO) = m(CuO)/M(CuO) = 1,6 g/80 g/mol = 0,02 mol
Prema jednadžbi (I) ν(Cu) = ν I (CuSO 4), prema jednadžbi (II) ν(CuO) = ν II (CuSO 4), dakle, ν ukupno. (CuSO 4) = ν II (CuSO 4) + ν III (CuSO 4) = 0,3 mol + 0,02 mol = 0,32 mol.
Izračunajmo ukupnu masu bakrovog (II) sulfata:
m ukupno (CuSO 4) = ν ukupno. (CuSO 4) M(CuSO 4) = 0,32 mol 160 g/mol = 51,2 g
Da bi se izračunala masa dobivene otopine, potrebno je uzeti u obzir masu sumpornog dioksida oslobođenog u reakciji (II):
ν(Cu) = ν(SO 2), dakle, ν(SO 2) = 0,3 mol i m(SO 2) = ν(SO 2) M(SO 2) = 0,3 mol 64 g/ mol = 19,2 g
Izračunajmo masu dobivene otopine:
m(otopina) = m(kruti ostatak) + m(otopina H 2 SO 4) – m(SO 2) = 20,8 g + 200 g – 19,2 g = 201,6 g
Maseni udio bakar (II) sulfata u dobivenoj otopini jednak je:
ω(CuSO 4) = m(CuSO 4)/m (otopina) 100% = 51,2 g/201,6 g 100% = 25,4%
Zadatak br.23
U 10% otopinu soli dobivenu otapanjem 114,8 g cink sulfat kristal hidrata (ZnSO 4 7H 2 O) u vodi dodano je 12 g magnezija. Nakon završetka reakcije, u dobivenu smjesu dodano je 365 g 20% klorovodične kiseline. Odredite maseni udio klorovodika u dobivenoj otopini (zanemarimo procese hidrolize).
U svom odgovoru zapišite jednadžbe reakcija koje su navedene u postavci zadatka i navedite sve potrebne izračune (navedite mjerne jedinice izvornih fizikalnih veličina).
Odgovor: 3,58%
Obrazloženje:
Kada cinkov sulfat stupi u interakciju s magnezijem, dolazi do reakcije supstitucije:
Mg + ZnSO 4 → MgSO 4 + Zn (I)
Izračunajmo količinu cinkovog i magnezijevog sulfata koji reagiraju (I):
ν ref. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν(ZnSO 4) = m ref. (ZnSO 4 7H 2 O)/M(ZnSO 4 7H 2 O) = 114,8 g / 287 g/mol = 0,4 mol
ν ref. (Mg) = m ref. (Mg)/M(Mg) = 12 g/24 g/mol = 0,5 mol
Prema jednadžbi reakcije (I) ν ref. (Mg) = ν(ZnSO 4), a prema uvjetima zadatka količina supstance cink sulfata (0,4 mol ZnSO 4 · 7H 2 O i 0,5 mol Mg), dakle magnezij nije potpuno reagirao.
Izračun provodimo na temelju nedostatka tvari, dakle, ν ref. (ZnSO 4 7H 2 O) = ν(MgSO 4) = ν(Zn) = ν reagirati. (Mg) = 0,4 mol i ν ostatak. (Mg) = 0,5 mol – 0,4 mol = 0,1 mol.
Za daljnje izračunavanje mase početne otopine cink sulfata:
ν ref. (ZnSO 4 · 7H 2 O) = ν van. (ZnSO 4) = 0,4 mol, dakle, m(ZnSO 4) = ν(ZnSO 4) M(ZnSO 4) = 0,4 mol 161 g/mol = 64,4 g
m ref. (otopina ZnSO 4) = m(ZnSO 4)/ω(ZnSO 4) 100% = 64,4 g/10% 100% = 644 g
Magnezij i cink mogu reagirati s otopinom klorovodične kiseline:
Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 (II)
Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 (III)
Izračunajmo masu klorovodika u otopini:
m ref. (HCl) = m ref. (Otopina HCl) ω(HCl) = 365 g 0,2 = 73 g
Prema reakcijskim jednadžbama (II) i (III), ν II (HCl) = 2ν(Zn) i ν III (HCl) = 2ν(Mg), dakle, ukupna količina i masa reagirajućeg klorovodika su:
ν reagirati. (HCl) = ν II (HCl) + ν III (HCl) = 2ν(Zn) + 2ν(Mg) = 2 0,1 mol + 2 0,4 mol = 1 mol
m reagirati. (HCl) = ν reagirati. (HCl) M(HCl) = 1 mol 36,5 g/mol = 36,5 g
Izračunajmo masu neizreagirane klorovodične kiseline:
m odmor. (HCl) = m ref. (HCl) - m reagirati. (HCl) = 73 g – 36,5 g = 36,5 g
Za izračun mase konačne otopine potrebno je izračunati masu vodika koji se oslobađa kao rezultat reakcija (II) i (III):
ν(Zn) = ν II (H 2) = 0,1 mol i m II (H 2) = ν II (H 2) M(H 2) = 0,1 mol 2 g/mol = 0,2 G
ν odmor. (Mg) = ν III (H 2) = 0,4 mol i m III (H 2) = ν III (H 2) M(H 2) = 0,4 mol 2 g/mol = 0,8 g
m ukupno (H 2) = m II (H 2) + m III (H 2) = 0,2 g + 0,8 g = 1 g
Masa dobivene otopine izračunava se pomoću formule:
m(rješenje) = m van. (otopina ZnSO 4) + m ref. (Mg) + m ref. (HCl otopina) – m ukupno. (H 2) = 644 g + 12 g + 365 g – 1 g = 1020 g
Maseni udio klorovodične kiseline u dobivenoj otopini jednak je:
ω(HCl) = m ostatak. (HCl)/m (otopina) 100% = 36,5 g/1020 g 100% = 3,58%