Zbiorczy: Stechiometria

Chemistry in tasks. Zadania z chemii ogólnej, nieorganicznej, fizycznej...

Moderator: #Chemia

Re: Mam takie 4 zadanka

Postprzez o.r.s. » 29 lis 2009, o 14:08

karolina1903 napisał(a):1. Jaka objętość tlenu jest potrzebna do spalenie 3000l mieszaniny gazów o następującym składzie objętościowym: 40% wodoru, 10% metanu, 10% tlenku węgla, 20% dwutlenku węgla, 15% azotu i 5% etanu?


Najpierw obliczymy sobie ile moli jest każdego z gazów:

Vi=V*%i np V(H2) = 3000 dm3 * 0,4 = 1200 dm3

piszemy równania reakcji spalania:
2H2 + O2 ==> 2H2O
CH4 + 2O2 ==> CO2 + 2H2O
2CO + O2 ==> 2CO2 (to nieco dyskusyjne, ale reakcja zużyje tlen więc piszemy)
N2, CO2 nie reaguje
C2H6 + 3,5O2 ==> 2CO2 + 3H2O

Najprościej terazu ułożyć proporcje - ile tlenu zużywamy na spalenie danej substancji. Na przykładzie wodoru:

2H2 + O2 ==> 2H2O

2*Vm dm3 H2 - Vm dm3 O2
V(H2) - x dm3 O2

Przez Vm rozumiem objętość 1mola substancji w danych warunkach - nie możemy przyjąć żadnych gdyż nie ma tego w zadaniu. Mnożymy na krzyż, wtedy x=(V(H2)*1)/2. Zauważamy że Vm nam się skróciło, więc powtarzamy rozumowanie dla wszystkich substancji.

Na końcu sumujemy objętości tlenu jakie zużyliśmy:

VO2 = VO2(H2) + VO2(CH4) + VO2(C2H6) + VO2(CO)


karolina1903 napisał(a):2. Dwuchromian amonowy rozkłada się przy ogrzaniu na tlenek chromu (III), azot i wodę. Jaka będzie masa pozostałości po rozłożeniu 20g dwuchromianu i jaką objętość zajmą wytworzone gazy (zmierzoną w warunkach normalnych).


Piszemy równanie reakcji rozkładu:

(NH4)2Cr2O7 ==> N2 + Cr2O3 + 4 H2O

Możemy rozwiązać z proporcji (M - masa molowa):

M((NH4)2Cr2O7) - M(Cr2O3)
20g - x

Lub obliczyć zawartość masową Cr2O3 w dwuchromianie:

%= M(Cr2O3)/M((NH4)2Cr2O7)

Jeśli teraz zawartość masową pomnożymy przez masę użytego dwuchromianu uzyskamy masę otrzymanego Cr2O3

mCr2O3 = 20g * %


W 3 i 4 wystarczy napisać reakcję (w 3 redoksa), (w 4 reakcje termicznego rozkładu sody i kredy) i potem zastosować rozumowanie jak w powyższym zadaniu.
Obrazek
Avatar użytkownika
o.r.s.
Zasłużony dla forum
 
Posty: 982
Dołączył(a): 6 maja 2004, o 17:24
Lokalizacja: Bobrosławiec Śl.

Postprzez karolina1903 » 2 gru 2009, o 09:43

Dzięki:)
karolina1903
 
Posty: 5
Dołączył(a): 12 lis 2009, o 12:48

Postprzez tripleffect » 14 sty 2010, o 01:22

Witam! Nie wiem, jak to ma się do stechiometrii, ale nie chcę brudzić działu kolejnym tematem. Po raz pierwszy od początku semestru "bardzo miłe" asystentki rzuciły mi po prostu do poprawki sprawozdania bez słowa, co jest źle. Jednym z problemów jest hydroliza wielostopniowa dla hydrolizujących soli w pewnym zadaniu: Al(NO3)3, FeCl3 i Na2CO3. Totalnie mnie już powaliło, kiedy kazano mi rozpisać na 3 razy powstający wodorotlenek glinu, ale rozmawiam już w tym momencie z prowadzącą doktor, która po prostu przekreśliła mi coś takiego:

Al(NO3)3 + 3H2O --> Al(OH)3 + 3HNO3

1. stopień:
Al(NO3)2 (+) + NO3(-) + 3H2O --> Al(OH)3 + 3H(+) + 3NO3(-)

2. stopień:
AlNO3 (2+) + 2NO3(-) + 3H2O --> Al(OH)3 + 3H(+) + 3NO3(-)

3. stopień:
Al (3+) + 3NO3(-) + 3H2O --> Al(OH)3 + 3H(+) + 3NO3(-)

I na koniec:
Al (3+) + 3H2O --> Al(OH)3 + 3H(+)

Sprawozdania i tak już nie zdążę oddać, zresztą jest ich w sumie 3 (jeszcze pojemność buforowa i stopień hydrolizy, oba oznaczone przez <bet>), ale jeżeli mam polecenie napisania hydrolizy wielostopniowej (jedno-, dwu- lub trój-), to nie mam pojęcia, dlaczego mam to przekreślone. Po stronie produktów mam jeszcze pisać, że po kolei w jednoprotonowym kwasie, który akurat tak się złożyła, że ma 3 cząsteczki po uzgodnieniu, rozkłada się w każdym stopniu 1 cząsteczka? Z innymi solami jest analogicznie. Jeśli nie napisałem hydrolizy wielostopniowej, to co napisałem? Nie robiłem ćwiczeń sam, miałem rozbity zespół i byłem dołączony do innego. Użeram się w zasadzie z wynikami innego zespołu, bo byłem na siłę tam wrzucony i prawie tylko myłem kolby i zlewki...

Pozdrawiam
tripleffect
 
Posty: 27
Dołączył(a): 26 maja 2009, o 19:14
Lokalizacja: Lublin

Postprzez Garet » 14 sty 2010, o 02:17

Nie na mój poziom zadanie, bo 1szy raz widzę hydrolizę wielostopniową, ale na chłopski rozum, to w kolejnych podetapach powinna powstawać hydroksosól, bo to jakoś nienormalnie wygląda, patrząc analogicznie na np. wielostopniową dysocjację. Bo jak Ci już w 1 etapie powstaje Al(OH)3 to skąd potem biorą się jony AlNO3 2+?:P Zawsze jak było coś podobnego, to produkt z jednego etapu był substratem w drugim. No ale może musi tak być, bo to tylko takie moje domysły, lepiej się tym nie sugerować i poczekać aż odpowie ktoś, kto jest pewien o co chodzi :) Sam jestem ciekaw jak takie coś przebiega.
Avatar użytkownika
Garet
 
Posty: 515
Dołączył(a): 3 sie 2008, o 19:18
Lokalizacja: Lubelskie

Postprzez chemik10 » 14 sty 2010, o 14:57

Można to zadanie zapisać na kilka sposobów:
Traktujemy uwodniony kation Al3+ jako związek kompleksowy, wtedy:

Al(NO3)3 + 6H2O -> [Al(H2O)6]3+ + 3NO3(-)
Wtedy kolejne stopnie hydrolizy prowadzą do oddania następnego protonu (kompleks zachowuje się jak słaby kwas)

[Al(H2O)6]3+ +H2O == [Al(H2O)5(OH)]2+ + H3O+
[Al(H2O)5(OH)]2+ + H2O == [Al(H2O)4(OH)2]+ + H3O+
[Al(H2O)4(OH)2]+ + H2O == Al(OH)3(aq) + H3O+

Można reakcję zapisać cząsteczkowo, wtedy powstają pośrednio hydroksosole:

Al(NO3)3 + H2O == Al(OH)(NO3)2 + HNO3)
Al(OH)(NO3)2 + H2O == Al(OH)2(NO3) + HNO3
Al(OH)2(NO3) + H2O == Al(OH)3 + HNO3

Tak, czy siak, jest stopniowo. Analogicznie sytuacja ma się w kwestii słabych kwasów, które stopniowo oddysocjowują proton, jak i kompleksów, które stopniowo oddają ligand.

Dla zasad jest analogicznie, z tym, że reagują one z H2O oddając OH-. I jakież zdziwienie mnie ogarnia, kiedy pomyślę, że tego (przynajmniej cząsteczkowo) uczyli mnie w liceum na poziomie podstawowym ;)
<wyk> Państwo się nie martwią że brakuje miejsc, tylko wykład wszyscy mają w jednej sali, konkurs będziecie pisać w warunkach normalnych.
<g>Wolałbym w standardowych, kurtkę zostawiłem w szatni.
Avatar użytkownika
chemik10
Nauczyciel
 
Posty: 963
Dołączył(a): 30 gru 2007, o 21:59
Lokalizacja: Katowice

Postprzez Garet » 14 sty 2010, o 16:36

chemik10, rozjaśnij mi trochę :D

Zasady reagują z wodą, i to jeszcze stopniowo? Jak to wygląda? Mnie zawsze uczyli, że zasady dysocjują jednoetapowo, a hydrolizy zasady czy wodorotlenku sobie nie wyobrażam :?
Avatar użytkownika
Garet
 
Posty: 515
Dołączył(a): 3 sie 2008, o 19:18
Lokalizacja: Lubelskie

Postprzez chemik10 » 14 sty 2010, o 16:56

Garet. Myślę o zasadzie wg Bronsteda, a nie Arrheniusa.
Zasada jest to jon lub cząsteczka, która przyjmuje proton.
Zasadą jest więc H2O, gdyż H2O + H+ -> H3O+ (przyjmuje proton)
, a także CO3(2-) + H+ -> HCO3(-)

Mówiąc o hydrolizie zasad mam na myśli słabe zasady (hydroliza zasadowa soli, teraz pamiętasz?). Np. aminy, amoniak, jon ortofosforanowy(V), azotanowy(III) itp. reagują z wodą (tu zachowuje się ona jak kwas) i tworzą jony OH- - mocną zasadę.Jest to analogia do kwasów, gdyż jedyna różnica polega na tym, że reakcja wody z kwasami prowadzi do powstania H3O+, a wody z zasadami - OH-.

No i właściwie, to reakcje kwasowo-zasadowe mają się w tym wypadku nijak do stechiometrii :(

A idąc za ciosem.
Zasady reagują z wodą, i to jeszcze stopniowo? Jak to wygląda? Mnie zawsze uczyli, że zasady dysocjują jednoetapowo, a hydrolizy zasady czy wodorotlenku sobie nie wyobrażam


Wszystkie zasady, poza wodorotlenkami reagują z wodą (a i jon OH- będzie wymieniał proton z cząsteczką H2O). Szczególnie te mocniejsze od wodorotlenków, np. amidki, alkilolit, czy związki Grignarda są protonowane przez wodę (czyli woda pełni rolę kwasu) ilościowo, stechiometrycznie i powstaje mocna w wodzie zasada - jon wodorotlenowy.
W dodatku termin "mocna zasada" i "mocny kwas" są względne i zależą od rozpuszczalnika. Np. słaby kwas w wodzie będzie mocnym w ciekłym amoniaku i słaba zasada w wodzie będzie mocną w bezwodnym kw. octowym ;)
<wyk> Państwo się nie martwią że brakuje miejsc, tylko wykład wszyscy mają w jednej sali, konkurs będziecie pisać w warunkach normalnych.
<g>Wolałbym w standardowych, kurtkę zostawiłem w szatni.
Avatar użytkownika
chemik10
Nauczyciel
 
Posty: 963
Dołączył(a): 30 gru 2007, o 21:59
Lokalizacja: Katowice

Postprzez Garet » 14 sty 2010, o 18:12

Teraz czaję, znam teorie Bronsteda (no za kilka miesięcy matura to wypadało by :P ), ale nie było opcji na to, abym wpadł, że miałeś to na myśli. (chociaż w sumie omawia się to jako zagadnienie obok hydrolizy soli ^ ^').
Avatar użytkownika
Garet
 
Posty: 515
Dołączył(a): 3 sie 2008, o 19:18
Lokalizacja: Lubelskie

Postprzez tripleffect » 15 sty 2010, o 17:06

Tak, cały czas kręcę się w tym momencie wokół teorii kwasów i zasad Brönstedta-Lowry'ego. Wiem, że to nijak ma się do stechiometrii, ale nie chciałem dla przykładowej reakcji hydrolizy zakładać nowego tematu. Nie wiem, dlaczego to tak wygląda, mnie uczono jeszcze w LO, że hydroliza wielostopniowa, to po prostu oddawanie po kolei pojedynczych anionów, a tutaj zachodzi jakaś wymiana. To ma być napisane jonowo, czyli musiałbym zerżnąć Twój pierwszy zapis dla tej soli, ale zupełnie nie rozumiem mechanizmu, żeby napisać tak samo reakcje jonowe dla FeCl3 i Na2CO3 (dlaczego Al(NO3)3 reaguje z 6H2O?). Poza tym jakim cudem tam jest Al(OH)3(aq), skoro to związek nierozpuszczalny wg tablicy, a dokładnie "dana substancja albo rozkłada się w wodzie, albo nie została otrzymana" - tego już nie idzie zrozumieć, a takie tablice były na maturze...

W każdym razie mam podobną sól FeCl3, znów kation trójwartościowy i jednowartościowy anion, czyli:

FeCl3 + 6H2O --> [Fe(H2O)6]3+ + 3Cl(-)

[Fe(H2O)6]3+ + H2O --> [Fe(H2O)5(OH)]2+ + H3O+
[Fe(H2O)5(OH)]2+ + H2O --> [Fe(H2O)4(OH)2]+ + H3O+
[Fe(H2O)4(OH)2]+ + H2O --> Fe(OH)3 + H3O+

Tylko gdzie po drodze giną aniony chlorkowe/azotanowe (V) - rozumiem, że po prostu po stronie substratów i produktów jest taka sama ilość i dlatego ich nie ma (na kartce po prostu bym je przekreślił)? W sumie już mi wszystko jedno, co napiszę, bo nawet nie wiem, czy doktorka przyjmie te sprawozdania, ale nurtuje mnie po prostu, dlaczego już na poziomie rozszerzonej chemii w LO hydroliza wyglądała tak, jak napisałem, a na uczelni zostało to po prostu przekreślone. Dla węglanu sodu nie mam pojęcia, jakby to miało wyglądać. :?
tripleffect
 
Posty: 27
Dołączył(a): 26 maja 2009, o 19:14
Lokalizacja: Lublin

Postprzez chemik10 » 16 sty 2010, o 09:49

Bo w liceum (na pewno w sprawie chemii) uczą nas rzeczy, które nie zawsze zachodzą i często wprowadzają ludzi w błąd, bo zgłębienie problemu w prawidłowy sposób autorzy programu nauczania uważają za zbyt trudny dla licealisty (i nauczyciela w liceum...).

Dlatego 6H2O, bo bardzo wiele kationów ma liczbę koordynacyjną 6 w stosunku do wody, czyli tyle cząsteczek wody solwatuje - otacza nagi kation w rozcieńczonym roztworze. W bardziej stężonych roztworach część cząsteczek wody zostaje zastąpiona anionami obecnymi w wodzie (tu chlorek lub azotan).

Uważaj na zapis, gdyż pojedyncza strzałka --> oznacza prawie całkowite przejście z lewej na prawą stronę. Na papierze pisz zawsze strzałki w dwie strony, gdyż hydroliza ilościowo raczej nie zajdzie (no... jakiśtam wyjątek by się znalazło od biedy).

Al(OH)3 jest trudnorozpuszczalny, (aq) oznacza uwodniony, gdyż poza stechiometryczną zawartością glinu w postaci Al2O3 w owym wodorotlenku znajduje się niestechiometryczna ilość H2O i trudno powiedzieć, jaki jest wzór sumaryczny strąconego wodorotlenku.

Tablice rozp. do matury to zuooo. W dodatku część wiedzy wyniesionej z liceum (chemia i ew. fizyka, jeśli dasz się nabrać na te bezsensowne uproszczenia) to zło. Na Twoim miejscu po prostu zaopatrzyłbym się w podręczniki akademickie i przekreślił całą chemię w liceum na rzecz tej wiedzy, którą nabędziesz.

Co do tej hydrolizy wielostopniowej, na przykładzie ortofosforanu(V):

PO4(3-) + H2O <--> HPO4(2-) + OH(-)
HPO4(2-) + H2O <--> H2PO4(-) + OH(-)
H2PO4(-) + H2O <--> H3PO4 + OH(-)

Wcześniej użyłem ==, ale powinno być <--> dla jasności ;)

Jeśli chodzi o zły temat... żeby modzi się nie wściekli i wszystkiego nie usunęli... a czasem wystarczyłoby przesunąć...
<wyk> Państwo się nie martwią że brakuje miejsc, tylko wykład wszyscy mają w jednej sali, konkurs będziecie pisać w warunkach normalnych.
<g>Wolałbym w standardowych, kurtkę zostawiłem w szatni.
Avatar użytkownika
chemik10
Nauczyciel
 
Posty: 963
Dołączył(a): 30 gru 2007, o 21:59
Lokalizacja: Katowice

Postprzez tripleffect » 16 sty 2010, o 15:03

Współczesne podręczniki akademickie to też zło, nie tylko do liceum, gimnazjum... Stare mogą zawierać inną nomenklaturę itd., ale w moim podręczniku "Chemia Ogólna" Atkinsa i Jones nie ma "nic". Ciężko tu cokolwiek znaleźć, informacje po prostu na poziomie liceum, jakby chemia na uczelni to była dalej jakaś zabawa. Najlepiej chyba korzystać z radzieckiej literatury powojennej...

Rozumiem solwatację i to wszystko, ale nie mogę napisać takich równań, wątpię, żeby ktoś, komu jakimś cudem przeszły sprawozdania (bo za 1. razem to takie pobieżne patrzenie tylko), napisał właśnie takie równania, uwzględniając fakt, że cząsteczki wody otaczają jony. Nie wiem, dlaczego moje są tak po prostu przekreślone. Co w nich jest nie tak? Na taki durny system nauczania też i w szkolnictwie wyższym to przecież to jest właśnie hydroliza stopniowa... Przecież to śmieszne, żeby na I roku wymagali ode mnie pisania takich równań. Ćwiczenia z ogólnej są daleko za tematami ćwiczeń na laborkach, wszystko jest rozjechane jak cholera. Po prostu teraz chyba wychodzi się z założenia na wielu uczelniach, że student sam się nauczy po 3 straconych latach w LO.
tripleffect
 
Posty: 27
Dołączył(a): 26 maja 2009, o 19:14
Lokalizacja: Lublin

Postprzez chemik10 » 16 sty 2010, o 17:20

Nie chodzi o to, że zrobiłeś coś źle, chodzi o to, że oczekiwali czegoś innego.
Skoro jest stopniowo, liczyli na to, że w każdym stopniu będzie oddawany jeden proton i do kationu glinu przyłączał jeden jon OH(-). Porównaj sobie moje propozycje z Twoimi - zapisałeś od Al(3+) do końca, AlOH(2+) do końca i Al(OH)2(+) do końca, a chodziło o to, żeby zapisać Al(3+) -> AlOH(2+) -> Al(OH)2(+) -> Al(OH)3. Takie reakcje mają najczęściej znaczenie czysto formalne. Raz, że na pH wpływa zasadniczo tylko pierwszy stopień, dwa, że uzyskany osad, w postaci wodorotlenku lub hydroksosoli jest widoczny jako lekka opalizacja lub zmętnienie. Trzy, kiedy chcemy uzyskać osad na skutek hydrolizy, interesuje nas głównie reakcja sumaryczna.
Przeanalizuj to na spokojnie i w razie wątpliwości pisz. O dziwo moderatorzy się jeszcze nie czepili :D

Swoją drogą, dziwi mnie takie podejście. Widać trafiłeś na ludzi, którzy nie widzą pasji w tym, co robią.

Atkinsa kojarzę tylko z chemii fizycznej, natomiast hydroliza dobrze opisana jest w takim podręczniku do analizy jakościowej, jak Minczewski i Marczenko. Z chemii nieorganicznej spotkałem się z dobrze opracowanym, choć nie do końca poprawnie po polsku napisanym, Trzebiatowskim.
<wyk> Państwo się nie martwią że brakuje miejsc, tylko wykład wszyscy mają w jednej sali, konkurs będziecie pisać w warunkach normalnych.
<g>Wolałbym w standardowych, kurtkę zostawiłem w szatni.
Avatar użytkownika
chemik10
Nauczyciel
 
Posty: 963
Dołączył(a): 30 gru 2007, o 21:59
Lokalizacja: Katowice

Postprzez Orbitna » 3 mar 2010, o 11:37

Cześć, mam problem ze zrozumieniem treści zadania: W naczyniu znajdującym sie pod stałym ciśnieniem 101325 Pa i w temperaturze 273K, o początkowej objętości 1 m3 umieszczono pewne ilości NO i powietrza. NO przereagowało całkowicie do NO2. Jaki był stosunek objętości tlenku azotu(II) do powietrza w mieszaninie substratow, jeżeli objętość mieszaniny po reakcji wynosi 0,9 m3 w przeliczeniu na początkowe cisnienie i temperature. Jakie sa udzialy masowe składników w mieszaninie gazowej po reakcji?

Mam pytanie do pierwszej części tego zadania.
skoro Vpow= N2+02 (w uogólnieniu oczywiście)
reakcja będzie NO+1/2 O2 = NO2
NO+ 1/2N2=NO2
a Vp = Vno + Vpow, Vk = 0,9 to ten 0,1m3 który "zniknął" to jest to objętość tlenu?

:roll:
Orbitna
 
Posty: 22
Dołączył(a): 13 lip 2009, o 17:32
Lokalizacja: że znowu!

Postprzez Sulik » 3 mar 2010, o 12:05

zauważ, że podane przez Ciebie parametry ciśnienia i temperatury to tzw. warunki normalne
a jak wiadomo 1 mol dowolnego gazu w warunkach normalnych ma objętość 22,4 dm3

a co za tym idzie mając reakcję:
2NO + O2 -> 2NO2
22,4 * 2 + 22,4 -> 22,4 * 2

czyli nastąpił spadek objętości o 22,4 dm3


// btw. przemyśl sobie na spokojnie reakcję którą napisałeś dodatkowo: "NO+ 1/2N2=NO2" ;) //

reszta to już arytmetyka ;)
podpowiedzieć jeszcze mogę, że tlen będzie w nadmiarze w stosunku do NO

i trzeba by było też wziąć pod uwagę, że tlenu w powietrzu jest jakieś 21%
"Jak zobaczysz błysk nuklearny kucnij i zasłoń się."
youtube.com/Sulikczek - czyli moim okiem na retro komputery i konsole
Avatar użytkownika
Sulik
@MODERATOR
 
Posty: 2473
Dołączył(a): 11 cze 2006, o 21:37
Lokalizacja: Krakow

Postprzez Orbitna » 4 mar 2010, o 23:39

Ok, dzięki za pomoc :)
Orbitna
 
Posty: 22
Dołączył(a): 13 lip 2009, o 17:32
Lokalizacja: że znowu!

Postprzez Orbitna » 15 mar 2010, o 21:15

Miałam takie zadanie : W mieszaninie soli węglanu glinu - Al2(CO3)3 i wodorowęglanu sodu NaHCO3 węgiel stanowi 15,05% mas. a glin 16,5% mas. Oblicz udział masowy tlenu w tej mieszaninie.

zrobiłam je tak:

n1=Al2(CO3)3 M1=233,99
n2= NaHCO3 M2= 84

udział masowy tlenu w tej mieszaninie to Uo= no* Mo/(n1*M1 + n2*M2)

a no= n1+ n2

układam układ równań n1*3Mc +n2*Mc= 0,1505(n1*M1 + n2 *M2)
n1* 2MAl=0,1615(n1*M1 + n2 *M2)
36n1+12n2=35,22n1 + 12,642n2
0,88n1=0,642n2 => n1 = 0,7295n2

zatem no= 0,7295n2 +n2 => no= 1,7295 n2

czyli teraz Uo = 1,7295 n2*16/0,7295 n2* 233,99 + n2 * 84

Uo = 1,7295 n2*16/ n2 (0,7295* 233,99 + 84)
i n2 mi sie zredukuje zostaje:
Uo = 1,7295 *16/ (0,7295* 233,99 + 84) =0,1098

Ocencie proszę :roll:
Orbitna
 
Posty: 22
Dołączył(a): 13 lip 2009, o 17:32
Lokalizacja: że znowu!

Poprzednia strona

Powrót do Chemia w zadaniach



Kto przegląda forum

Użytkownicy przeglądający ten dział: Brak zidentyfikowanych użytkowników i 3 gości