Chemie - cvičení 1- příklady

Transkript

1 U Ústav procesí a zpracovatelské techiky FS ČVUT Chemie - cvičeí 1- příklady Kocetrace 1/1 Jaká je molová hmotost M vody, sírau sodého, hydroxidu sodého, oxidu siřičitého? M Na 22,99 kg.kmol -1 M O 16 kg.kmol -1 M S 32,06 kg.kmol -1 M 1,01 kg.kmol -1 Výsledek: M 18,02 kg/kmol ; M Na2SO4 142,04 kg/kmol ; M NaO 40 kg/kmol ; M SO2 64,06 kg/kmol Řešeí: Na 2 SO 4 M Na2SO4 2.M Na + 1.M S + 4. M O 2.22, , ,04 kg/kmol 1/2 Jaké látkové možství [mol] je 490,5 g kyseliy sírové. M 2SO4 98,1 g.mol -1. Výsledek: 5 mol Řešeí: m 490,5 5mol M 98,1 1/3 Jakou hmotost chloridu sodého a jakou hmotost vody je uté použít k přípravě 250 g roztoku, ve kterém je hmotostí kocetrace NaCl c m NaCl 20 %? Výsledek: m NaCl 50 g, m 200 g Řešeí: 1. motost NaCl m NaCl c m NaCl.m roztok 0, g 2. motost 2 O dopočtem m m roztok m NaCl g 1/4 Vypočtěte hmotostě objemovou kocetraci solí v mierálí vodě, jestliže v odparku z 250 ml vody bylo 243 mg solí. Výsledek: c mv sůl 0,972 g/l 1/5 Kolik kg ethaolu C 2 5 O a kg vody je potřeba k výrobě 500 l kozumí lihoviy o kocetraci 38% obj. ethaolu. Teplota směsi je 20 o C. Při této teplotě jsou hustoty ρ C 789 kg.m -3, ρ 998 kg.m -3. Předpokládejte ideálí chováí směsi. Výsledek: m C 149,91 kg ; m 309,38 kg Chemie cvičeí 1 Kocetrace. 1

2 U Ústav procesí a zpracovatelské techiky FS ČVUT 1/6 Směs ethaolu a vody má složeí (v hmotostích %): 60 % C 2 5 O (M C 46,07 kg.kmol -1 ) a 40 % 2 O (M 18,02 kg.kmol -1 ). Vypočtěte molové složeí směsi (molové kocetrace složek). Výsledek: c C 0,3698, c 0,6302 Řešeí: Přepočet složeí uto volit základ výpočtu ; lze si dovolit, eboť volba emá vliv a výsledek. 1. Volba základu výpočtu: základ výpočtu 100 kg směsi. 2. motosti složek: Etaol Voda - dopočtem m m C 0,6 100 c m! m C smesi m! smesi mc m C 60 kg m 40 kg 3. Látková možství složek: mc 60 C M C 46,07 C 1,3024 kmol m 40 M 18,02 2,2198 kmol 4. Molové kocetrace složek: C 1,3024 2,2198 c C 2 5O C + 1, c 2, O C + 1, ,2198 c C 0,3698 c 0,6302 1/7 Jaké je molově objemové složeí roztoku vziklého smíseím 420 kg vody a 80 kg NaO. ustota vziklého roztoku je 1175,1 kg/m 3. Molové hmotosti: M NaO 39,985 kg/kmol, M 18,02 kg/kmol Výsledek: c v NaO 4,7 kmol/m 3, c v 54,76 kmol/m 3 Řešeí: 1. Látková možství složek NaO 2 O mnao 80 NaO M NaO 39,985 NaO 2 kmol m O M 18,02 23,3 kmol 2. Objem roztoku V roztok mroztok 500 0,4255 kg. m ρ 1175,1 roztok 3 Chemie cvičeí 1 Kocetrace. 2

3 U Ústav procesí a zpracovatelské techiky FS ČVUT 3. Molově objemové složeí roztoku hydroxidu NaO 2 O v NaO 2 c v 23,3 NaO c V 0,4255 V 0,4255 c v NaO 4,7 kmol/m 3 c v 54,76 kmol/m 3 1/8 Směs plyů má složeí: 21 % mol. O 2, 79 % mol. N 2. Jaké je hmotostí složeí plyé směsi? Molové hmotosti: M O2 32 kg/kmol, M N2 28 kg/kmol Výsledek: c m O2 23,3%, c m N2 76,7 % 1/9 70 kg vodého roztoku hydroxidu sodého obsahuje 0,375 kmol hydroxidu sodého. Vypočtěte hmotostí a molové složeí roztoku (kocetrace složek roztoku). Molové hmotosti: M NaO 39,985 kg/kmol, M 18,02 kg/kmol Výsledek: c m NaO 21,43 %, c m 78,57 %, c NaO 10,94 %, c 89,06 % Řešeí: 1. motost složek NaO 2 O - dopočtem m NaO M NaO. NaO 39,985.0,375 m m roztok m NaO m NaO 15 kg m 55 kg 2. Látková možství složek NaO zadáo 2 O NaO 0,375 kmol m 55 2 O M 18,02 3,052 kmol 3. motostí kocetrace složek: NaO 2 O - dopočtem m mnao 15 c NaO c m 1 c m NaO 1 0,2143 mroztok 70 c m NaO 0, ,43 % c m 0, ,57 % 4. Molová kocetrace složek: NaO 2 O - dopočtem NaO NaO 0,375 c NaO c 1 c NaO 1 0,1094 roztok NaO + 0, ,052 c NaO 0, ,94 % c 0, ,06 % 1/10 Jaké je hmotostě objemové složeí roztoku vziklého smíseím 420 kg vody a 80 kg NaO. ustota vziklého roztoku je 1175,1 kg/m 3. Molové hmotosti: M NaO 39,985 kg/kmol, M 18,02 kg/kmol Chemie cvičeí 1 Kocetrace. 3

4 U Ústav procesí a zpracovatelské techiky FS ČVUT Výsledek: c mv NaO 188 kg/m 3, c mv 987 kg/m 3 1/11 omogeí roztok obsahuje (v hmotostích %): 30% C 3 O (A), 15 % C 2 5 O (B) a 55 % 2 O (C). Teplota roztoku je 20 o C. Při í jsou hustoty čistých složek ρ i (kg.m -3 ). Kilomolové hmotosti M i (kg. kmol -1 ). A B C ρ i (kg.m -3 ) M i (kg. kmol -1 ) 32,04 46,07 18,02 Vypočtěte objemovou a molovou kocetraci metaolu a dále jeho kocetraci molově objemovou a hmotostě objemovou v roztoku. Jaká je hustota směsi? Výsledek: c v A 0,3384 ; c A 0,217 ; c v A 8,3598 kmol/m 3 ; c mv A 267,857 kg/m 3 ; ρ směs 892,9 kg/m 3 1/12 Měřeím bylo zjištěo, že 80 kg vodého roztoku kyseliy dusičé obsahuje 15,2 kg kyseliy dusičé NO 3 a hustota je 1108,8 kg.m -3. Vypočtěte hmotostí, molové, hmotostě objemové a molově objemové složeí roztoku kyseliy (tj. kocetrace složek). Molové hmotosti: M 18,02 kg.kmol -1, M NO3 63,02 kg.kmol -1 Výsledek: c m NO3 19 %, c m 81 %, c NO3 6,29 %, c 93,71 %, c mv NO3 210,672 kg/m 3, c mv 898,129 kg/m 3, c v NO3 3,343 kmol/m 3, c v 49,841 kmol/m 3 1/13 Při určováí tvrdosti vody se používá 1M roztok NaO (poz. 1M NaO c v NaO 1mol.l - 1 ). Kolik gramů NaO je potřeba k přípravě 0,25 l 1M roztoku NaO. M NaO 40 kg.kmol -1. Výsledek: m NaO 10 g 1/14 Aalytická kotrola roztoku kyseliy dusičé ukázala, že její kocetrace je 60% hmot, zbytek voda. ustota čiila 1366,7 kg.m -3. Vypočtěte molové, molově objemové a hmotostě objemové složeí roztoku kyseliy (tj. kocetrace složek). Molové hmotosti: M 18,02 kg.kmol -1, M NO3 63,02 kg.kmol -1 Výsledek: c NO3 0,3 ; c 0,7 ; c v NO3 13,01 kmol/m 3 ; c v 30,34 kmol/m 3 ; c mv NO3 820,02 kg/m 3 ; c mv 546,68 kg/m 3 1/15 Bylo zjištěo, že 500 kg vodého roztoku hydroxidu sodého NaO obsahuje 0,625 kmol NaO a hustota roztoku je 1053,8 kg/m 3. Jaké je hmotostí, molové, molově objemové a hmotostě objemové složeí roztoku (tj. kocetrace složek) Molové hmotosti: M 18,02 kg.kmol -1, M NaO 40 kg.kmol -1 Výsledek: c m NaO 0,05 ; c m 0,95 ; c NaO 0,0232 ; c 0,9768 ; c v NaO 1,317 kmol/m 3 ; c v 55,552 kmol/m 3 ; c mv NaO 52,687 kg/m 3 ; c mv 1001,054 kg/m 3 Chemie cvičeí 1 Kocetrace. 4

5 U Ústav procesí a zpracovatelské techiky FS ČVUT 1/16 Měřeím bylo zjištěo, že kocetrace kyseliy sírové 2 SO 4 je 20 % hm. a hustota roztoku je 1139,4 kg/m 3. Vypočtěte molové, molově objemové a hmotostě objemové složeí roztoku (kocetrace složek roztoku). Molové hmotosti: M 2SO4 98,1 kg/kmol, M 18,02 kg/kmol Výsledek: c 2SO4 4,39 %, c 95,61 %, c v 2SO4 2,323 kmol/m 3, c v 50,584 kmol/m 3 1/17 Aalýzou 0,9534 g ezámé červeohědé sloučeiy bylo zjištěo, že obsahuje 0,8644 g Pb a 0,0890 g O. Určete: a. hmotostí zlomky obou prvků ve sloučeiě b. empirický vzorec sloučeiy (Pb x O y ) Molové hmotosti: M Pb 207,2 g.mol -1, M O 16 g.mol -1 Výsledek: c m Pb 0,9066 ; c m O 0,0944 ; Pb 3 O 4 Radek Šulc@2006 Chemie cvičeí 1 Kocetrace. 5