Рассчеты при решении задач по общей химии

Рассчеты при решении задач по общей химии

Видео:Как Решать Задачи по Химии // Задачи с Уравнением Химической Реакции // Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Как Решать Задачи по Химии // Задачи с Уравнением Химической Реакции // Подготовка к ЕГЭ по Химии

Расчет массового содержания солей (в %) в исходной смеси.

Задача 264. 
Смесь Сa(NO3)2, Sr(NO3)2 и Ba(NO3)2 общей массой 31,2 г растворили в воде. При добавлении избытка раствора Na2CrO4, было получено 18,2 г осадка. Его отфильтровали и добавили в раствор CH3COOH, при этом часть осадка растворилась. Для растворения остатка понадобилось 34 мл 1 М HCl. Найти массовое содержание солей (в %) в исходной смеси.

Решение:
M[Sr(NO3)2] = 211,6298 г/моль; 
M[Ba(NO3)2] = 261,3368 г/моль; 
M(HCl) = 36,46 г/моль;
M(BaCrO4) = 253,37 г/моль;
M(SrCrO4) = 203,612 г/моль;
w%[Ba(NO3)2] = ?

w%[Sr(NO3)2] = ?
w%[Ba(NO3)2] = ?

Уравнения реакций Сa(NO3)2, Sr(NO3)2 и Ba(NO3)2 с Na2CrO4:

Сa(NO3)2 + Na2CrO4 = CaCrO4 + 2NaNO3;
Sr(NO3)2 + Na2CrO4 = SrCrO4↓ + 2NaNO3;
Ba(NO3)2 + Na2CrO4 = BaCrO4↓ + 2NaNO3.

Из уравнений реакций следует, что из 1 моль Сa(NO3)2, Sr(NO3)2 и Ba(NO3)2 образуются соответственно по 1 моль CaCrO4, SrCrO4 и BaCrO4, т.е. 
n[Сa(NO3)2] = n[Sr(NO3)2] = n[Ba(NO3)2] =  n(CaCrO4) = n(SrCrO4) = n(BaCrO4).   
Из хроматов кальция, стронция и бария нерастворимы SrCrO4 и BaCrO4. Хромат кальция CaCrO4 растворим в воде. 
При действии уксусной кислоты осадок хромата бария не растворяется, а хромат стронция растворяется. Реакция взаимодействия хромата стронция и уксусной кислоты:

2SrCrO4 + 2CH3COOH → Sr(HCrO4)2 + Sr(CH3COO)2

Или

2SrCrO4↓ + 2CH3COOH → (CH3COO)2Sr + SrCr2O7 + H2O.

Это сути не меняет, потому что из этих уравнений вытекает, что 1 моль CH3COOH растворяет 1 моль SrCrO4, т.е. n(CH3COOH) = n(SrCrO4).
Хромат бария растворим в соляной кислоте:

BaCrO4 + 2HCl → BaCl2 + H2CrO4.

Из уравнения реакции вытекает, что 2 моль соляной кислоты растворяет 1 моль хромата бария, т.е. n(BaCrO4) = 1/2n(HCl).

1. Рассчитаем количество HCl, используемое для растворения остатка осадка, получим:

n(HCl) = [V(HCl) . M(HCl)/1000]/v(HCl) = [(34 мл .36,46 г)/1000 мл]/36,46 = 0,034 моль.

2. Рассчитаем массу осадка хромата бария, получим:

n(BaCrO4) = 1/2n(HCl) = 0,034/2 = 0,017 моль;
m(BaCrO4) = n(BaCrO4) . M(BaCrO4) = 0,017 моль . 253,37 г/моль = 4,3 г.

3. Рассчитаем массу SrCrO4, получим:

m(SrCrO4) = m(осадка) — m(BaCrO4) = 18,2 — 4,3 = 13,9 г.

4. Рассчитаем количество SrCrO4, получим:

n(SrCrO4) = m(SrCrO4)/M(SrCrO4) = 13,9/203,612 = 0,068 моль.

5. Рассчитаем массы Sr(NO3)2 и Ba(NO3)2, учитывая, что n[Sr(NO3)2] = n(SrCrO4) и n[Ba(NO3)2] = n(BaCrO4), получим:

n[Sr(NO3)2] = n(SrCrO4) = 0,068 моль;
n[Ba(NO3)2] = n(BaCrO4) = 0,017 моль.

Тогда

m[Sr(NO3)2] = n[Sr(NO3)2] . M[Sr(NO3)2] = 0,068 моль . 211,6298 г/моль = 14,39 г;
m[Ba(NO3)2] = n[Ba(NO3)2] . M[Ba(NO3)2] = 0,017 моль . 261,3368 г/моль = 4,44 г.

6. Рассчитаем массу Сa(NO3)2 в смеси:

m[Сa(NO3)2] = m(месь) — m[Sr(NO3)2] — m[Ba(NO3)2] = 31,2 — 14,39 — 4,44 = 12,37 г.

7. Рассчитаем массовое содержание солей (в %) в исходной смеси, получим:

w%[Сa(NO3)2] = m[Сa(NO3)2]/m(месь) = 12,37/31,2 = 0,3965 или 39,65%;
w%[Sr(NO3)2] = m[Sr(NO3)2]/m(месь) = 14,39/31,2 = 0,4612 или 46,12%;
w%[Ba(NO3)2] = m[Ba(NO3)2]/m(месь) = 4,44/31,2 = 0,1423 или 14,23%.

Ответ: w%[Сa(NO3)2] = 39,65%; w%[Sr(NO3)2] = 46,12%; w%[Ba(NO3)2] = 14,23%.
 


Видео:2 ГЛАВНЫХ формулы в Химии при решении задачСкачать

2 ГЛАВНЫХ формулы в Химии при решении задач

Расчет максимальной концентрации молекулярного гелия в пресной воде

Задача 265.
Какова максимальная возможная концентрация мг/л молекулярного гелия в пресной воде при выбранном давлении, например 760 мм. рт. ст. и данной температуре? Содержание молекулярного гелия в воздухе 0,92857 мг/м3. Растворимость гелия в воде при нормальных условиях 9,9 мг/л.
Решение:
1. Найдём плотность гелия, получим:

р(Не) = М(Не)/Vm = 4/22,4 = 0,17857 г/л = 178,57 мг/л.

2. Рассчитаем какой объем Не будет содержаться в 1 м3 воздуха из пропорции:

178,57 мг —— 1 л
0,92857 мг —- х л
х = 0,92857/178,57 = 0,0052 л/м3.

3. Переведём 0,0052 л/м3 в %, получим содержание гелия в воздухе в (%):
(0,0052 . 100%)/1000 = 0,00052%.

4. Рассчитаем парциальное давление при котором растворялся бы весь гелий в воздухе из пропорции:

100% ——— 760 мм.рт.ст. 
0,0052% —- х мм.рт.ст.
х = (0,0052 . 760)/100 = 0,03952 мм.рт.ст.

5. Рассчитаем концентрацию гелия при давлении 0,03952 мм.рт.ст., получим:

760 мм.рт.ст. ——— 9,9 мг/л 
0,03952 мм.рт.ст. —— х мг/л
х = (0,03952 . 9,9)/760 = 0,0005148 мг/л.

Ответ: 0,0005148 мг/л.
 


Общая или активная щелочность раствора гидроксида бария

Задача 266.
Определить общую и активную щелочность раствора гидроксида бария, если для нейтрализации 15 мл его израсходовано 7.5 мл 0.2 М соляной кислоты. (Ответ: Сакт. = 0,05 моль/л, Собщ. = 0,1 моль-экв).
Решение:
1. Определение общей щелочности раствора гидроксида бария

Общая щелочность – это общая концентрация сильных и слабых оснований. Активную щелочность обычно определяют методом кислотно основного титрования.
При титровании соблюдается правило:

Сн[Ba(ОH)2] . V[Ba(OH)2] = Cн(HCl) . V(HCl)

Тогда

Сн[Ba(ОH)2] = [Cн(HCl) . V(HCl)]/V[Ba(OH)2] = (0,2 . 7,5)/15 = 0,1 н или 0,1 моль-экв.

Тогда

Собщ. = [ОН-]общ. =  0,1 моль-экв.

Общая щелочность раствора гидроксида бария будет равна его нормальности, т.е.
Собщ. = Сн[Ba(ОH)] = [ОН-]общ. = 0,1 моль-экв.

2. Определение активной щелочности раствора гидроксида бария

Активная щелочность равна активности (концентрации) свободных гидроксид-ионов в растворе.
Активность связана с истинной концентрацией растворенного вещества соотношением:

a = fа ⋅ С, где

С — аналитическая концентрация, моль/л; а — активность электролита, моль/л; fа — коэффициент активности (величина безразмерная).

Коэффициент активности аниона ОН рассчитаем через ионную силу раствора Ва(ОН)2, которая определяется по формуле:

I = 0,5∑Ci(Zi)2, где

Ci — концентрации ионов; (Zi)2 — квадраты их зарядов.

I[Ва(ОН)2] = [0,1 . (2)2] + [0,2 . (1)2] = 0,5(0,4 + 0,2) = 0,3.

Коэффициент активности анионов рассчитаем по формуле:

lgfa = -lgfa = -0,5(Z)2√I = 0,5 . (1)2√0,3 = -0,27 
lgfa = -lgfa = -0,27 = 10(-27) ≈ 0,5.

Тогда

[ОН-]акт. =  Сакт. = fa . ∑Ci(1/Zосн.) = 0,5 . 0,1 = 0,05 моль/л.

Очевидно, что активная щелочность представляет собой лишь часть общей щелочности и не может быть больше ее, т.е.
Сакт. <  Cобщ.

Ответ: Сакт. = 0,05 моль/л, Собщ. = 0,1 моль-экв.
 


Задача 267.
Идёт ли реакция: Cu(NO3)2 + Fe?
Решение:
Так как Fe в ряду напряжений металлов стоит до Cu, то железо будет вытеснять медь из ее соли в растворе — реакция идет:

Fe + Cu(NO3)2 = Fe(NO3)2 + Cu  (молекулярная форма);
Fe + Cu2+ + 2NO3 = Fe2+ + 2NO3 + Cu (полная ионно-молекулярная форма);
Fe + Cu2+ = Fе2+ + Cu (сокращенная ионно-молекулярная форма).
 


Задача 268.
Рассчитайте объем оксида углерода (II), необходимого для восстановления: a) гематита (Fe2O3) массой 100 т; б) магнетита (Fe3O4) массой 232 т.
Решение:
Vm = 22,4 л/моль;
М(Fe2O3) = 159,6882 г/моль;
М(Fe3O4) = 231,5326 г/моль;
m(Fe2O3) = 100 т = 100000000 г;
m(Fe3O4) = 232 т = 232000000 г; 
V(СО) = ?
а) Уравнение реакции имеет вид  Fe2O3 + 3СО → 2Fe + 3СО2 (t = 700 °C),
Из уравнения реакции вытекае, что для восстановления 1 моль Fe2O3 затрачивается 3 моль СО, т.е. n(СО) = 3n(Fe2O3).

Тогда

n(СО) = 3[M(Fe2O3)/М(Fe2O3)] = 3(100000000/159,6882) = 1878661 моль.

Отсюда

V(CO) = n(СО) . Vm = 1878661 моль . 22,4 л/моль = 42082006,4 л = 42082 м3.

Ответ: V(СО) = 42082 м3.

б) Уравнение реакции имеет вид: Fe3O4 + 4CO → 3Fe 4CO2 (t = 700 °C)

Из уравнения реакции вытекае, что на восстановление 1 моль Fe3O4 затрачивается 4 моль СО, т.е.
n(СО) = 4n(Fe3O4).

Тогда

n(СО) = 4[M(Fe3O4)/М(Fe3O4)] = 4(232000000/231,5326) = 3973522,5 моль.

Отсюда

V(CO) = n(СО) . Vm = 3973522,5 моль . 22,4 л/моль = 89006904 л = 89006,9 м3.

Ответ: V(СО) = 89006,9 м3.
 


Показатель адиабаты 3-атомной молекулы

Задача 269.
риведите пример 3-атомного газа с линейными молекулами и показателем адиабаты1 около 1,4 (это соответствует 5 степени свободы)?
Решение:

Число вращательных степеней свободы n(вр) молекулы зависит от её геометрии. Для линейных молекул n(вр) = 2. Такие молекулы могут вращаться только вокруг двух осей координат, перпендикулярных оси симметрии молекулы Z, соединяющей атомы. Вращение вокруг этой оси не рассматривается, потому что все состояния, связанные с поворотом вокруг оси Z, физически неразличимы из-за осевой симметрии молекулы. Поэтому трехатомная (или многоатомная) линейная молекула будет иметь 5 степеней свободы
[i = n(пост) + n(вр) = 3 + 2 =5]. Значит, число степеней свободы для линейных трехатомных (или стоатомных) молекул будет равно 5, а диабата около 1,4. Например, СО2 (О=С=О), XeF2 (F-Xe-F) или HNC (H-C≡N).


1Показатель адиабаты — это экспериментальные отношения теплоемкости или удельной теплоемкости при постоянном давлении или при постоянном объеме соответственно, а также отношение энтальпии к внутренней энергии газа как по объему так и по массе. Значит, все эти данные получены эмпирически, а теорию притянули «за уши» как молярный объем, число Авогадро, число Пи и т. д. — это лишь коэффициенты, которые всегда имеют приближенное значение адиабаты > 1.
Как кислород О=О так и трех- и многоатомные линейные молекулы О=С=О будут иметь 5 степеней свободы
[i = n(пост) + n(вр) = 3 + 2 = 5].
У многоатомных линейных молекул n(вр) всегда имеет значение 2, как бы Вы не пытались их вращать (любая палка имеет две степени вращения по Декарту).


🎦 Видео

Расчеты по уравнениям химических реакций. 1 часть. 8 класс.Скачать

Расчеты по уравнениям химических реакций. 1 часть. 8 класс.

Как Решать Задачи по Химии // Задачи с Уравнением Химической Реакции // Химия ПростоСкачать

Как Решать Задачи по Химии // Задачи с Уравнением Химической Реакции // Химия Просто

Расчет выхода продукта от теоретически возможного. 10 класс.Скачать

Расчет выхода продукта от теоретически возможного. 10 класс.

Решение задач по общей химии | Химия ЦТ, ЕГЭСкачать

Решение задач по общей химии | Химия ЦТ, ЕГЭ

Как решать задачи по химии? Расчет по уравнениям химических реакций | TutorOnlineСкачать

Как решать задачи по химии? Расчет по уравнениям химических реакций | TutorOnline

ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ ПО ХИМИИ: Химическое Количество Вещества, Моль, Молярная Масса и Молярный ОбъемСкачать

ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ ПО ХИМИИ: Химическое Количество Вещества, Моль, Молярная Масса и Молярный Объем

Задачи на примеси. 1 часть. 9 класс.Скачать

Задачи на примеси. 1 часть. 9 класс.

Вся практика по общей химии за 6 часов для ЕГЭ| Екатерина СтрогановаСкачать

Вся практика по общей химии за 6 часов для ЕГЭ| Екатерина Строганова

Как ЛЕГКО понять Химию с нуля — Массовая доля вещества // ХимияСкачать

Как ЛЕГКО понять Химию с нуля — Массовая доля вещества // Химия

Решение задач по уравнениям реакций, если одно из реагирующих веществ взято в избытке. 1 ч. 9 класс.Скачать

Решение задач по уравнениям реакций, если одно из реагирующих веществ взято в избытке. 1 ч. 9 класс.

Установление эмпирической и молек. формул по массовым долям элем., входящих в состав в-ва. 10 класс.Скачать

Установление эмпирической и молек. формул по массовым долям элем., входящих в состав в-ва. 10 класс.

Молярная масса. 8 класс.Скачать

Молярная масса. 8 класс.

8 класс. Массовая доля растворенного вещества. Решение задач.Скачать

8 класс. Массовая доля растворенного вещества. Решение задач.

Задачи на ВЫХОД ПРОДУКТА химической реакции | Расчет выхода продукта от теоретически возможногоСкачать

Задачи на ВЫХОД ПРОДУКТА химической реакции | Расчет выхода продукта от теоретически возможного

8 класс.Ч.1.Решение задач по уравнению реакций.Скачать

8 класс.Ч.1.Решение задач по уравнению реакций.

Как за 4 МИНУТЫ выучить Химию? Химическое Количество, Моль и Закон АвогадроСкачать

Как за 4 МИНУТЫ выучить Химию? Химическое Количество, Моль и Закон Авогадро

ХИМИЯ С НУЛЯ — Как решать задачи по Химии на Массовую ДолюСкачать

ХИМИЯ С НУЛЯ — Как решать задачи по Химии на Массовую Долю

Как решать ЗАДАЧИ ПО ХИМИИ | Типовые задачи по химии | Задачи с уравнением химической реакцииСкачать

Как решать ЗАДАЧИ ПО ХИМИИ | Типовые задачи по химии | Задачи с уравнением химической реакции
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии