Teorija
Jeigu medžiagos visiškai
sureaguoja, sakoma, kad tirpalai arba kitų agregatinių būsenų
medžiagos, sumaišytos santykiais, atitinkančiais cheminės
lygties koeficientais. Jeigu reikia, kad viena medžiaga sureaguotų
visiškai, kitos medžiagos imamas perteklius. Kiek susidarys produktų,
priklausys nuo trūkstamos medžiagos.
Formulės
Uždavinių sprendimui
naudosime molio skaičiavimo formules
n = N : N A
n = m : M
n = V : V M
Uždavinių sprendimo pavyzdžiai
Uždavinys
1
Kokia masė vario oksido CuO susidarys
reaguojant 14 g vario Cu su 4 g deguonies? Nustatytkite, kuri medžiaga
sureagavo visa.
2 Cu + O2 → 2 CuO
|
Duota:
m(Cu) = 14 g
m(O2) = 4 g
Rasti:
m(CuO)
medžiagos perteklių
Formulė:
n
= m : M
m = n x
M
|
|
Sprendimas:
-
Randame
pradinių medžiagų molių skaičių:
m(Cu) = 14 g
M(Cu) = 64 g/mol
n = m : M ; n(Cu) = 14 g
: 64
g/mol = 0,219 mol
m(O2) = 4 g
M(O2) = 32 g/mol
n = m : M ; n(O2) = 4
g : 32 g/mol = 0,125 mol
-
Nustatome,
kuri medžiaga sureagavo visa:
0,219 mol
x
2 Cu
+ O2 → 2 CuO
2 mol 1 mol
Pagal reakcijos lygtį: 2 mol Cu – 1 mol O2
Pagal uždavinio sąlygą: 0,219 mol Cu – x mol O2
x = 0,219 mol x 1 mol : 2 mol = 0,1095 mol O2
Tam, kad visiškai sureaguotų 0,219 mol Cu turėtų būti
0,1095 mol O2, tačiau jos duota pagal sąlygą 0,125
mol. Taigi, O2 yra perteklius.
-
Randame
pertekliaus kiekį ir masę:
n(O2) = 0,125 – 0,1095 = 0,0155 mol
m = n x M; m(O2) = 0,0155 mol x 32 g/mol = 0,496 g
-
Randame
vario oksido CuO masę:
M(CuO) = 80 g/mol
n(CuO) = 0,219 mol
m = n x M; m(CuO) = 80 g/mol x 0,219 mol = 17,52 g
Atsakymas:
CuO – 17,52 g; perteklius O2 – 0,155 mol ir 0,496 g
Uždavinys
2*
Į Kipo aparatą įdėta 32,5 g cinko Zn ir įpilta 0,5
l
20 % druskos rūgšties tirpalo, kurio ς = 1,1 g/cm3.
Apskaičiuokite išsiskyrusių medžiagų, cinko chlorido
ZnCl2 ir vandenilio H2 (n.s.).
Išsiskyrė Zn +
2HCl →ZnCl2 + H2
Duota: m(Zn) = 32,5 g
M(Zn) = 65 g/mol
v(HCl) = 0,5
l = 500 cm3
w(HCl) = 20 %
ς(HCl) = 1,1 g/cm3
Rasti:: m(ZnCl2)
v(H2)
Formulė:
m = v x ς
n = m : M
m(A) = w(A) : 100 % x mt
v = vm x n
Sprendimas:
1.
Randame cinko Zn molių
skaičių:
n(Zn) = 32,5 g : 65 g/mol = 0,5 mol
2.
Randame druskos rūgšties
HCl tirpalo masę:
m = v x ς; m(HCl) = 500 cm3 x 1,1 g/cm3 = 550 g
3.
Randame grynos HCl masę:
m(Cl) = 20 % x 550 g : 100 % = 110 g
4.
Randame HCl molių skaičių:
M(HCl) = 36,5 g/mol
n(HCl) = 110 g : 36,5 g/mol = 3,01 mol
5.
Randame medžiagos perteklių:
Pagal reakcijos lygtį: 1 mol Zn – 2 mol HCl
Pagal uždavinio sąlygą: 0,5 mol Zn – x mol HCl
x = 0,5 mol x 2 mol : 1 mol = 1 mol
Turint 0,5 mol Zn reikia 1 mol HCl, uždavinio sąlygoje šios medžiagos
HCl yra 3 mol, vadinasi, jos yra
perteklius. Toliau uždavinį sprendžiame pagal molių skaičių
medžiagos, kuri sureagavo visa, t.y. Zn.
6.
Skaičiuojame ZnCl2
molių skaičių:
Pagal reakcijos lygtį: 1 mol Zn – 1 mol ZnCl2
Pagal uždavinio sąlygą: 0,5 mol Zn – x mol ZnCl2
x = 0,5 mol x 1 mol : 1 mol = 0,5 mol
7.
Randame ZnCl2 masę:
M(ZnCl2) = 65 + 35,5 x 2 = 136 g/mol
m(ZnCl2) = 0,5 mol x 136 g/mol = 68 g
8.
Randame vandenilio H2
tūrį (n.s.):
Pagal reakcijos lygtį: 1 mol Zn – 1 mol H2
Pagal uždavinio sąlygą: 0,5 mol Zn – x mol H2
x = 0,5 mol x 1 mol : 1 mol = 0,5 mol
v = vm x n; v(H2) = 22,4
l/mol x
0,5 mol = 11,2
l
Atsakymas:68 g ZnCl2 ir 11,2
l H2
Uždavinys
3*
Reakcijoje dalyvavo 200 ml
1,2 % kalio
šarmo tirpalas, kurio ς = 1,008 g/cm3 ir 70ml 0,2 mol/l
koncentracijos sieros rūgšties H2SO4 tirpalas.
Kiek molių ir gramų vandens H2O susidarė?
|
Duota: v(KOH) = 200 ml = 200 cm 3
w(KOH) = 1,2 %
ς(KOH) = 1,008 g/cm 3
v(H2SO4) =
70 ml =0,07 l
c(H2SO4) =
0,2 mol/l
Rasti: n(H2O)
m(H2O)
Formulė:
m = v x ς
n(A) = c(A) x v
m(A) = w(A) : 100% x m(t)
|
|
Sprendimas:
Reaguojant dvibazėms rūgštims (tokia yra sieros rūgštis)
su šarmais, gali susidaryti rūgščios arba neutralios druskos.
Todėl rašomos dvi reakcijos lygtys ir aiškinamasi, kuri medžiaga
sureagavo visa.
I lygtis: KOH + H2SO4 → KHSO4 + H2O
II lygtis: 2 KOH + H2SO4 → K2SO4 +
2 H2O
1.
Randame KOH tirpalo masę:
m = v x ς; m(KOH) = 200 ml x 1,008 g/cm 3
= 201,6 g
2.
Randame gryno KOH masę:
m(A) = w(A) : 100 % x m(t);
m(KOH) = 1,2 % x 201,6 g : 100 % =
2,42 g
3.
Randame kalio šarmo KOH
molių skaičių:
M(KOH) = 39 + 16 + 1 = 56 g/mol
n(KOH) = 2,42 g : 56 g/mol = 0,04 mol
4.
Randame sieros rūgšties
H2SO4 molių skaičių:
n(A) = c(A) x v; n(H2SO4) = 0,07
l
x 0,2 mol/l = 0,014 mol
5.
Nustatome, pagal kurią
lygtį vyko reakcija:
I lygtis 1 mol KOH – 1 mol H2SO4
0,04 mol KOH – x mol H2SO4
x = 0,04 mol
Kai reakcija vyksta pagal I lygtį – KOH yra daugiau nei H2SO4
. Skaičiuojame II lygties santykį:
2 mol KOH – 1 mol H2SO4
0,04 mol KOH – x mol H2SO4
x = 0,04 mol x 1 mol : 2 mol = 0,02 mol
Kai reakcija vyksta pagal II lygtį – H2SO4
yra mažiau nei KOH, todėl uždavinys
sprendžiamas pagal šią lygtį.
6.
Skaičiuojame susidariusio
vandens molių skaičių:
1 mol H2SO4 – 2 mol H2O
0,014 mol H2SO4 – x mol H2O
x = 0,014 mol x 2 mol : 1 mol = 0,028 mol
7.
Randame vandens masę:
M(H2O) = 1 x 2 + 16 = 18 g/mol
m = n x M; m(H2O) = 18 g/mol x 0,028 mol = 0,504 g
Atsakymas:
0,028 mol H2O; 0,504 g H2O
Uždavinys
4
Kokia druska ir kiek jos susidarys,
reaguojant 0,2 mol natrio šarmo su tokiu pačiu kiekiu sieros rūgšties?
I lygtis: NaOH + H2SO4
→NaHSO4 + H2O
II lygtis: 2 NaOH + H2SO4 →Na2SO4 +
2 H2O
Duota:
: n(NaOH) = 0,2 mol
n(H2SO4) = 0,2 mol
Rasti:: m(druskos)
Formulė: m = n x M
Sprendimas:
1.
Duomenys rodo,
kad reakcija vyksta pagal I lygtį. Šios reakcijos metu susidarė
druska – natrio vandenilio sulfatas NaHSO4
2.
Randame natrio vandenilio
sulfato masę:
M(NaHSO4) = 23 + 1 + 32 + 16 x 4 = 120 g/mol
m = n x M; m(NaHSO4) = 120 g/mol x 0,2 mol = 24 g
Atsakymas:
natrio vandenilio sulfatas NaHSO4 – 24 g.
Uždaviniai savarankiškam darbui
1. Kiek
gramų geležies susidarys redukuojant 69 g magnetito Fe3O4, 72 g anglies
C? Reakcijos metu išsiskiria anglies monoksidas
CO.
Atsakymas
2. Kiek
molių ir koks tūris n.s. anglies dioksido CO2
susidarys reaguojant 6 g anglies C su 33,6
l deguonies O2?
Atsakymas
3. Į 90
ml vandens H2O įdėta 34,5 g natrio Na. Kokios medžiagos
ir kokios jų masės susidarys?
Atsakymas
4. Reakcijoje
dalyvavo 26,5 g natrio karbonato Na2CO3 ir 150 ml 10%
druskos rūgšties tirpalo HCl, kurio ς = 1,1 g/cm 3.
Koks tūris anglies dioksido CO2 n.s. išsiskyrė?
Atsakymas
5*.
Kokios
masės ir kiekiai reakcijos produktų susidarys reaguojant 10 g vario
oksido CuO su 90 ml 9,8 % sieros rūgšties tirpalu H2SO4, kurio ς = 1,06 g/cm 3?
Atsakymas
6*. Kokia
masė cinko chlorido ZnCl 2 susidarys reaguojant 19,8 g cinko
hidroksido Zn(OH)2 su 75 ml 15 % druskos rūgšties
tirpalu, kurio ς = 1,07 g/ml?
Atsakymas
7. Kokia
masė nuosėdų susidarys reaguojant 40 g geležies
dvivalentis sulfato FeSO4, kurio
koncentracija 8 %, su 50 ml 0,2 mol/l koncentracijos natrio šarmo NaOH
tirpalu?
Atsakymas
8*. Kokia
druska ir kokia jos masė susidarys reaguojant 500 ml 0,1 mol/l
koncentracijos kalcio hidroksido tirpalui Ca(OH)2 su 2,24
anglies dioksido CO 2 (n.s.)?
Atsakymas
9*. Reakcijoje
dalyvavo 500 ml 0,25 mol/l sieros rūgšties tirpalas H2SO4 ir amoniakas NH3, jo buvo 5,6
l n.s. Kokia druska ir
kokia jos masė susidarė?
Atsakymas
10. Kokia
masė druskos susidarys reaguojant 0,4 mol natrio ir 0,25 mol sieros?
Atsakymas
11 *.Koks
vandens H2O tūris susidarys 5,6
l vandenilio H2
ir 3,6
l deguonies mišinį veikiant elektros srove n.s?
Atsakymas
12. Reakcijoje
dalyvavo 0,2 mol Ca ir 4,48
l deguonies n.s. O2. Kokia gauto
kalcio oksido CaO masė.
Atsakymas
13. Reagavo
1,5 mol kalio K su 9,03×1023 chloro Cl2. Kokia masė
(g) ir kokios medžiagos liko nesureagavusios?
Atsakymas
|