Výpočty podle cheických rovnic Cheické rovnice vyjadřují průběh reakce. Rovnice jednak udávají, z kterých prvků a sloučenin vznikly reakční produkty, jednak vyjadřují vztahy ezi nožstvíi jednotlivých reagujících látek. příklad: NH + HCl NH 4 Cl na levou stranu rovnice píšee látky, které vstupují do reakce (reaktanty) na levou stranu píšee látky, které vznikají reakcí (produkty) Co reakce vyjadřuje? 1. Do reakce vstupuje 1 ol NH a 1 ol HCl a vzniká 1 ol NH 4 Cl. Hotnost 1 olu látky olární hotnost M. M(NH ) 17 g ol -1 M(HCl) 6,5 g ol -1 M(NH 4 Cl) 5,5 g ol -1 Hodnoty olárních veličin jsou zaokrouhleny na jedno desetinné ísto.. Do reakce vstupuje 17 g NH, 6,5 g HCl a vzniká 5,5 g NH 4 Cl. Postup při výpočtu: 1) Napíšee cheickou rovnici reakce a správně vyčíslíe (usí platit zákon zachování hotnosti - počty atoů jednotlivých prvků usí být na obou stranách rovnice stejné). ) Vyjádříe olární hotnosti látek. ) Na základě těchto údajů příklad nuericky vypočítáe. Příklad: Kolik graů Zn usí reagovat s kyselinou chlorovodíkovou (HCl), aby vzniklo 8 g vodíku? Zn + HCl H + ZnCl M(Zn) 65,4 g ol -1 M(HCl) 6,5 g ol -1 M(H ) g ol -1
Z 1 olu Zn (65,4 g) vznikne 1 ol ( g) vodíku, nožství Zn vypočítáe z příé úěry: 65,4 g Zn... g H x g Zn...8 g H x g 8 g 65,4 g g 8 g x 65,4 g g x 61,6 g Musí reagovat 61,6 g Zn, aby vzniklo 8 g vodíku. jiné řešení: Zn + HCl H + ZnCl 1 ol H odpovídá g H 8 g H odpovídá 4 olů H z 1 olu Zn...1 ol H z n olů Zn...4 oly H n(zn) 4 oly ( Zn) M( Zn) M( Zn) n Zn Zn n Zn Zn 4 oly Zn 61,6 g 65,4 g ol -1 Příklad Kolik litrů oxidu uhličitého vznikne rozklade 500 graů uhličitanu vápenatého (CaCO ). který obsahuje 10 % nečistot. Obje CO je ěřen za norálních podínek. 1 ol plynné látky zaujíá za norálních podínek,41 l.
uhličitan se rozkládá podle rovnice: CaCO CaO + CO M(CaCO ) 100,8 g ol -1 1. řešení: Uhličitan obsahuje 10 % nečistot, tzn. 50 g; čistého uhličitanu je tedy 450 g. Z 1 olu CaCO (100,8 g) vzniká 1 ol CO (,41 l). 100,8 g CaCO...,41 l CO 450 g CaCO...x l CO 450 g x l 100,8 g,41 l,41 x 450 l 100,8 x 100.04 l. řešení: CaCO CaO + CO n n n 1 ol CaCO...1 ol CO ( CaCO ) ( CaCO ) ( ) CaCO M CaCO 450 g 100,8 g ol ( CaCO ) ( CaCO ) n( CO ) 4,46 ol 1 n n(co ) 4,46 ol V ( CO ) n CO VMn ( CO ) V(CO ) n(co ) V Mn (CO ) V(CO ) 4,46 ol,41 l ol -1 V(CO ) 100,04 l
. řešení CaCO CaO + CO 100,8 g CaCO...,41 l 500 g CaCO...x l 500 g x l 100,8 g,41 l,41 x 500 l 100,8 x 111,16 l Reakce probíhá pouze z 90 % (10 % nečistot): 111,16 l 0,9 100,04 l Rozklade 500 g CaCO, který obsahuje 10 % nečistot, vznikne 100,04 l CO. Příklad Do roztoku obsahujícího 7 g CuCl se přidalo 1 g železných pilin. Kolik graů ědi vzniklo? CuCl + Fe Cu + FeCl M(CuCl ) 14,5 g ol -1 M(Fe) 55,9 g ol -1 M(Cu) 6,5 g ol -1 1 ol (14,5 g) CuCl reaguje s 1 ole (55,9 g) Fe 14,5 g CuCl...55,9 g Fe 7 g CuCl...1 g Fe Určíe jakéu látkovéu nožství odpovídá 7 g CuCl a 1 g Fe.
n CuCl ( ) -1 CuCl M CuCl 7 g n( CuCl ) 14 g ol n CuCl 0, olu n Fe Fe M Fe 1 g n( Fe ) 55,9 g ol n Fe 0, olu -1 Fe je v nadbytku, proto výpočet sestavíe podle CuCl. 14,5 g CuCl...6,5 g Cu 7 g CuCl...x g Cu 7 g x g 14,5 g 6,5 g 6,5 x 7 14,5 x 1,75 g g Při reakci CuCl s Fe vzniklo 1,75 g Cu. Spalování g sěsi síry a uhlíku vzniklo 6 g sěsi SO a CO. Kolik graů uhlíku bylo v původní sěsi? Uhlí ve sěsi je x g Síry ve sěsi je (-x) g M(C) 1g ol M(O ) g ol Nejprve vypočítáe kolik g CO bylo ve sěsi. C + O CO 1 g C... 44g CO x g C... y g CO
x g C 1 g C y g CO 44 g CO y x 44 g 1 Stejně vypočítáe nožství SO ve sěsi. M(S) g ol M(O ) g ol S + O SO g S... 64 g SO (-x) g S... y 1 g SO ( x) g S y1 g SO g S 64 g SO ( x) g 64 y1 y 1 (-x) g y 1 (4 x) g Uhlík ve sěsi sěs SO a CO... 6 g 44 x 1 + y 1 + y 6 g ( 4 x) 6 g 44x + 1 (4-x) 1 6 44x + 48-4x 7 0x 4 x 1 x 1, g C Ve sěsi je 1, g uhlíku a 0,8 g síry. Vypočítejte, kolik graů 96% kyseliny sírové je zapotřebí k neutralizaci 16 g hydroxidu draselného.
H SO 4 + KOH K SO 4 + H O M(H SO 4 ) 98 g.ol -1 M(KOH) 56,1 g.ol -1 Z rovnice plyne, že k zneutralizování olů ( 56,1 g) KOH je zapotřebí 1 ol (98 g) 100% H SO 4. Spotřebu H SO 4 k neutralizaci 16 g KOH vypočítáe z příé úěry: 56,1 g KOH...98 g H SO 4 (100%) 16 g KOH...x g H SO 4 (100%) ---- 16 g KOH x g 56,1 g KOH 98 g 98 16 x g 56,1 x 1,97 g x 1,97 g 100% H SO 4 K neutralizace byla použita pouze 96% H SO 4. Její spotřebu vypočítáe z nepříé úěry (čí je kyselina slabší, tí větší nožství je třeba použít). 1,97 g...100% kyselina x g...96% kyselina ---- x g 1,97 g 100 % 96 % 1,97 100 x g 96 x 14,55 g x 14,55 g 96% H SO 4 K neutralizaci 16 g KOH je zapotřebí 14,55 g 96% H SO 4. Do roztoku, který obsahuje 196 g H SO 4 se přidal roztok NaOH s obsahe 60 g NaOH. Vypočítejte, kolik graů KOH je třeba ještě dodat k úplné neutralizaci roztoku uvedené kyseliny. Z textu vyplývá, že přidaný NaOH nezneutralizuje 196 g kys. sírové. Nejprve vypočítáe, kolik olů H SO 4 zneutralizuje 60 g NaOH. rovnice neutralizace: H SO 4 + NaOH Na SO 4 + H O
M(H SO 4 ) 98 g ol -1 M(NaOH) 40 g ol -1 M(KOH) 56,1 g ol -1 ( SO 4 ) ( SO ) H n( H SO 4 ) M H 4 196 g H SO n( H SO 4 ) 98 g ol n(h SO 4 ) oly ( NaOH) n NaOH M( NaOH) 60 g NaOH n( NaOH) 40 g ol n(naoh) 1,5 olu 4 Podle rovnice oly NaOH zneutralizují 1 ol H SO 4. oly NaOH...1 ol H SO 4 1,5 olu NaOH...x olu H SO 4 ------------- 1,5 x x 0,75 olu NaOH zneutralizuje 0,75 olu H SO 4. Zbytek nezreagované H SO 4 ( oly 0,75 olu 1,5 olu) je třeba neutralizovat hydroxide draselný. KOH + H SO 4 K SO 4 + H O
oly KOH zneutralizují 1 ol H SO 4 oly KOH...1 ol H SO 4 x olů KOH...1,5 olu H SO 4 x olu KOH 1,5 olu H SO oly KOH 1 ol HSO4 x 1,5 olu x,5 olu KOH 4 ( KOH) M ( KOH) n KOH M KOH KOH n KOH KOH,5 olu KOH 140,5 g 56,1 g ol K neutralizaci 196 g H SO 4 je potřeba dodat ještě 140,5 g KOH. -1 Vypočítejte obje roztoku H SO 4 (w 0,1; ρ 1,066 g c - ), který zneutralizuje 50 c roztoku KOH (w 0,1; ρ 1,09 g c - ). 1. Vypočtee hotnost roztoku KOH. r ( KOH ) 54,5 g r KOH ρ KOH V r KOH 1,09 g c 50 c - Hotnost roztoku KOH je 54,5 g.. Vypočítáe hotnost KOH v roztoku. KOH w ( KOH ) r ( KOH ) w ( KOH ) ( KOH ) 0,1 54,5 g ( KOH ) 5,45 g V roztoku je 5,45 g KOH. r
. Vypočítáe hotnost H SO 4. H SO 4 + KOH K SO 4 + H O M(H SO 4 ) 98 g ol -1 M(KOH) 56,1 g ol -1 1 ol (98 g) H SO 4 zneutralizuje oly (11, g) KOH. 98 g H SO 4...11, g KOH x g H SO 4...5,45 g KOH ------------------------------------------------------------- 98 g HSO 4 5,45 g KOH x 11, g KOH x 4,77 g x 4,77 g H SO 100% 4 4. Vypočítáe hotnost roztoku H SO 4. w(h SO 4 ) 0,1 (H SO 4 ) 4,77 g r? (hotnost roztoku) ρ (H SO 4 ) 1,066 g c - HSO4 w( HSO 4) r ( HSO4) r w( HSO4) 4,77 g r 0,1 r 47,7 g Hotnost roztoku H SO 4 je 47,7 g. 5. Vypočtee obje roztoku H SO 4. V H SO 4 r( HSO4) 4 4-4 ρ HSO 47,7 g V( H SO ) 1,066 g c V H SO 44,75 c Obje kyseliny nutný k neutralizaci je 44,75 c.
Vypočítejte obje roztoku kyseliny sírové o koncentraci c 0,5 ol d - potřebného k neutralizaci 50 c roztoku hydroxidu sodného o koncentraci c 0, ol d -. H SO 4 + NaOH Na SO 4 + H O c(h SO 4 ) 0,5 ol d - c(naoh) 0, ol d - V(NaOH) 50 c V(H SO 4 )? 1 ol H SO 4 zneutralizuje oly NaOH. n 1 olu H SO 4...n olu NaOH ( H SO ) 1 n 1 4 n NaOH n c V 4 4 V ( NaOH) n c H SO V H SO 1 4 4 n c NaOH V H SO ( 4) ( 4) V( NaOH) c( H SO ) 1 c H SO V H SO c NaOH V NaOH c NaOH 4-0, ol d 50c V( HSO 4) - 0,5 ol d V H SO 10 c K neutralizaci je potřeba 10 c kyseliny sírové.