4. Látkové bilance ve směsích

Podobné dokumenty
4. Látkové bilance ve směsích

Vyjadřuje poměr hmotnosti rozpuštěné látky k hmotnosti celého roztoku.

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie CZ.1.07/2.2.00/ Výpočty z chemických vzorců

CHEMICKÉ VÝPOČTY I. ČÁST LÁTKOVÉ MNOŽSTVÍ. HMOTNOSTI ATOMŮ A MOLEKUL.

Složení soustav (roztoky, koncentrace látkového množství)

KONTROLNÍ TEST ŠKOLNÍHO KOLA (70 BODŮ)

CHEMICKÉ REAKCE A HMOTNOSTI A OBJEMY REAGUJÍCÍCH LÁTEK

CHEMICKÉ VÝPOČTY MOLÁRNÍ HMOTNOST LÁTKOVÉ MNOŽSTVÍ PROJEKT EU PENÍZE ŠKOLÁM OPERAČNÍ PROGRAM VZDĚLÁVÁNÍ PRO KONKURENCESCHOPNOST

Pozn.: Pokud není řečeno jinak jsou pod pojmem procenta míněna vždy procenta hmotnostní.

CHEMICKÉ VÝPOČTY HMOTNOST REAKTANTŮ A PRODUKTŮ PŘI CHEMICKÉ REAKCI PROJEKT EU PENÍZE ŠKOLÁM OPERAČNÍ PROGRAM VZDĚLÁVÁNÍ PRO KONKURENCESCHOPNOST

Chemie. Mgr. Petra Drápelová Mgr. Jaroslava Vrbková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

Anorganické sloučeniny opakování Smart Board

2 Cu + S Cu 2 S n(cu)=2mol n(cu 2 S)=1mol M(Cu)=63,5 g mol M(Cu 2 S)=159 g mol

IV. Chemické rovnice A. Výpočty z chemických rovnic 1

SBÍRKA ÚLOH CHEMICKÝCH VÝPOČTŮ

1 mol (ideálního) plynu, zaujímá za normálních podmínek objem 22,4 litru. , Cl 2 , O 2

ZÁKLADNÍ CHEMICKÉ VÝPOČTY

ZÁKLADNÍ CHEMICKÉ POJMY A ZÁKONY

Hmotnost. Výpočty z chemie. m(x) Ar(X) = Atomová relativní hmotnost: m(y) Mr(Y) = Molekulová relativní hmotnost: Mr(AB)= Ar(A)+Ar(B)

Chemie lambda příklady na procvičování výpočtů z rovnic

Výpočty z chemických rovnic 1

VI. VÝPOČET Z CHEMICKÉ ROVNICE

Chemické veličiny, vztahy mezi nimi a chemické výpočty

Ústřední komise Chemické olympiády. 54. ročník 2017/2018. ŠKOLNÍ KOLO kategorie D ŘEŠENÍ TEORETICKÉ ČÁSTI: 70 BODŮ

Ústřední komise Chemické olympiády. 42. ročník. KRAJSKÉ KOLO Kategorie D. SOUTĚŽNÍ ÚLOHY TEORETICKÉ ČÁSTI Časová náročnost: 60 minut

Značí se A r Určí se z periodické tabulky. Jednotkou je 1/12 hmotnosti atomu uhlíku. A r (H) = 1 A r (O) = 16

13. Kolik molů vodíku vznikne reakcí jednoho molu zinku s kyselinou chlorovodíkovou?

Chemické výpočty 11. Stechiometrické výpočty (včetně reakcí s ideálními plyny); reakce s přebytkem výchozí látky

Autor: Tomáš Galbička Téma: Roztoky Ročník: 2.

Difuze v procesu hoření

N A = 6, mol -1

Hydrochemie koncentrace a ředění (výpočty)

NEUTRALIZACE. (18,39 ml)

Kappa - výpočty z chemie 12/10/12

A. Výpočty z chemických vzorců B. Určení vzorce sloučeniny. Čas potřebný k prostudování učiva kapitoly: 0,5 + 2 hodiny (teorie + řešení úloh)

CHO cvičení, FSv, ČVUT v Praze

ŘEŠENÍ KONTROLNÍHO TESTU ŠKOLNÍHO KOLA

Hydrochemie koncentrace a ředění (výpočty)

krystalizace výpočty

Název: Chemická rovnováha II

Chemické výpočty. 1. Hmotnost, relativní atomová a molekulová

1 Základní chemické výpočty. Koncentrace roztoků

DOPLŇKOVÝ STUDIJNÍ MATERIÁL CHEMICKÉ VÝPOČTY. Zuzana Špalková. Věra Vyskočilová

CHEMICKÉ VÝPOČ TY S LOGIKOU II

Ch - Chemické reakce a jejich zápis

Roztok je homogenní (stejnorodá) směs dvou a více látek. Částice, které tvoří roztok, jsou dokonale rozptýleny a vzájemně nereagují.

Sešit pro laboratorní práci z chemie

VY_52_INOVACE_08_II.1.7_SOLI SOLI. PROCVIČOVÁNÍ a) PRACOVNÍ LIST

Ústřední komise Chemické olympiády. 50. ročník 2013/2014. OKRESNÍ KOLO kategorie D ŘEŠENÍ SOUTĚŽNÍCH ÚLOH

4. MECHANISMY A TEORIE CHEMICKÉ KINETIKY

zadání příkladů 10. výsledky příkladů 7. 3,543 litru kyslíku

Název: Chemická rovnováha

STANOVENÍ CHLORIDŮ. Odměrné argentometrické stanovení chloridů podle Mohra

POKYNY FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ RYCHLOST REAKCÍ

Katedra chemie FP TUL ANC-C4. stechiometrie

Vypočtěte, kolikaprocentní roztok hydroxidu sodného vznikne přidáním 700 g vody do 2,2 kg 80%ního roztoku hydroxidu.

Chemické výpočty I. Vladimíra Kvasnicová

Chemické výpočty. = 1, kg

DUM VY_52_INOVACE_12CH01

ATOMOVÁ HMOTNOSTNÍ JEDNOTKA

Chemie paliva a maziva cvičení, pracovní sešit, (II. část).

Příklad Sestavte rovnice následujících dějů: reakce hydroxidu sodného s kyselinou tetrahydrogendifosforečnou 4NaOH + H 4 P 2 O 7 Na 4 P 2 O 7

Úlohy: 1) Vypočítejte tepelné zabarvení dané reakce z následujících dat: C 2 H 4(g) + H 2(g) C 2 H 6(g)

Aplikované chemické procesy

NÁZEV ŠKOLY: Základní škola Javorník, okres Jeseník REDIZO: NÁZEV:VY_32_INOVACE_102_Soli AUTOR: Igor Dubovan ROČNÍK, DATUM: 9.,

1) Napište názvy anorganických sloučenin: á 1 BOD OsO4

? Jakou hmotnost má 1000 atomů vodíku, je-li jeho atomová relativní hmotnost 1,00797? ? Proč se v tabulkách uvádí, že ( C) A.

Ch - Složení roztoků a výpočty koncentrací

Ukázky z pracovních listů B

Chemické názvosloví anorganických sloučenin 2

Jana Fauknerová Matějčková

Hydrochemie koncentrace látek (výpočty)

SOLI. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý

Termochemie. Úkol: A. Určete změnu teploty při rozpouštění hydroxidu sodného B. Určete reakční teplo reakce zinku s roztokem měďnaté soli

Výpočty podle chemických rovnic

Ústřední komise Chemické olympiády. 53. ročník 2016/2017. TEORETICKÁ ČÁST OKRESNÍHO KOLA kategorie D. ZADÁNÍ: 70 BODŮ časová náročnost: 90 minut

Sbírka příkladů z teoretických základů analytické chemie Tomáš Křížek Karel Nesměrák

Oxidační číslo je rovno náboji, který by atom získal po p idělení všech vazebných elektronových párů atomům s větší elektronegativitou.


Gymnázium Vysoké Mýto nám. Vaňorného 163, Vysoké Mýto

Neutralizace prezentace

Soli kyslíkatých kyselin

CHEMIE výpočty. 5 z chemických ROVNIC. 1 vyučovací hodina chemie 9. ročník Mgr. Renata Zemková ZŠ a MŠ L. Kuby 48, České Budějovice

Hydrochemie koncentrace látek (výpočty)

1H 1s. 8O 1s 2s 2p H O H

Chemické výpočty I (koncentrace, ředění)

Gymnázium Jana Pivečky a Střední odborná škola Slavičín Mgr. Veronika Prchlíková III/2 - Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

5. Jaká bude koncentrace roztoku hydroxidu sodného připraveného rozpuštěním 0,1 molu látky v baňce o objemu 500 ml. Vyber správný výsledek:

Zn + 2HCl ZnCl 2 + H 2

3 Acidobazické reakce

2. Chemický turnaj. kategorie starší žáci Teoretická část. Řešení úloh

Ústřední komise Chemické olympiády. 56. ročník 2019/2020 ŠKOLNÍ KOLO. Kategorie A. Praktická část Zadání 40 bodů

Spektrofotometrické stanovení fosforečnanů ve vodách

Chemické děje a rovnice procvičování Smart Board

Zadání příkladů řešených na výpočetních cvičeních z Fyzikální chemie I, obor CHTP. Termodynamika. Příklad 10

volumetrie (odměrná analýza)

1 DATA: CHYBY, VARIABILITA A NEJISTOTY INSTRUMENTÁLNÍCH MĚŘENÍ. 1.5 Úlohy Analýza farmakologických a biochemických dat

Kolik energie by se uvolnilo, kdyby spalování ethanolu probíhalo při teplotě o 20 vyšší? Je tato energie menší nebo větší než při teplotě 37 C?

Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Operačního programu

Transkript:

4. Látové bilance ve směsích V této apitole se naučíme využívat bilanci při práci s roztoy a jinými směsmi láte. Zjednodušený princip bilance složy i v systému (napřílad v ádince, v níž připravujeme vodný rozto láty i) je možné vyjádřit jao: hmotnost i na vstupu (oli i vsypeme) = hmotnost i na výstupu (oli i bude v roztou) Kromě hmotnosti jedné složy systému můžeme bilancovat hmotnost celého systému (všech slože), nebo látové množství složy, ale nidy nelze bilancovat (sčítat) objemy, protože hustota roztoů se mění v závislosti na oncentraci (aneb smícháním 1 litru vody a 1 litru oncentrované yseliny sírové nevzninou 2 litry roztou). Přílad 4.1 Vypočítejte objem oncentrovaného roztou yseliny fosforečné (oncentrace 70 %, hustota 1,526 g/cm 3 ) a vody, teré budete potřebovat pro přípravu 2 litrů roztou o oncentraci 5 % (hustota 1,035 g/cm 3 ). Do systému (nádoba, v níž připravujeme rozto) vstupují dva proudy: oncentrovaná yselina a voda H 2 O. Vystupuje jeden proud, připravovaný rozto r. Vstupní data si zapíšeme do schématu: m, ρ, w m r, ρ r, w r r H 2 O m, ρ Zádano je w = 0,7, ρ = 1,526 g/cm 3, V r = 1 l, w r = 0,05, ρ r = 1,035 g/cm 3. Hledáme V a V. Vzhledem tomu, že objemy nelze bilancovat, budeme

pracovat s hmotnostmi. Nejprve si sestavíme bilanci celové hmotnosti a bilanci hmotnosti HNO 3. m + m = m w m = w m r Dosadíme zadané hodnoty, požadovanou hmotnost roztou určíme pomocí hustoty a objemu. m + m = 2, 070 0,7 m = 0,05 2,070 r r Vypočítáme hodnoty m a m a ty přepočteme na objemy. m m V V = 0,148 g = 1,922 g = 97 ml = 1922 ml Prostým pohledem vidíme, že zjištěné objemy oncentrované yseliny a vody nedávají po sečtení objem roztou 2 l. Přílad 4.2 K 500 ml roztou AgNO 3 o oncentraci 0,108 mol.dm -3 bylo přidáno 25,0 g pevného AgNO 3, terý ovšem obsahoval 3,5 % vlhosti. K této směsi bylo přidáno toli vody, že výsledný objem roztou byl 1 dm 3. Vypočítejte oncentraci AgNO 3 v připraveném roztou. M AgNO3 je 169,9 g.mol -1. Tento přílad budeme řešit stejně jao předchozí, nebudeme ale bilancovat hmotnost, nýbrž látové množství složy AgNO 3. r1 V 1, c 1 V 2, c 2 r2 pevný AgNO 3 m AgNO3, w

Bilancujeme látové množství AgNO 3 v jednotlivých proudech: ( ) m 1 w c V + = c V c AgNO3 1 1 2 MAgNO3 2 = 0,196 mol.dm Cvičení 4.3 Vypočítejte hmotnost amoniau NH 3 přepravovaného ve formě roztou v železniční cisterně o objemu 40 m 3. Hmotnostní oncentrace amoniau je 28 %, hustota roztou 0,8980 g.cm -3. [10058 g] 4.4 Určete objem 50 % roztou NaOH (hustota 1,5253 g.cm -3 ) potřebného přípravě 1000 ml roztou o oncentraci 0,15 mol.dm -3. [7,9 ml] 4.5 Určete objem vody, ve teré se rozpustí 6 g KOH na 20 % rozto (hustota 1,19 g.cm - 3 ). Vypočítejte objem připraveného roztou. [24 ml vody, vznine 25 ml roztou] 4.6 Vypočítejte objem oncentrované yseliny dusičné (w = 0,67, ρ = 1,4 g.cm -3 ) a objem vody, potřebných na přípravu 150 ml roztou (w = 0,25, ρ = 1,19 g.cm -3 ). [46 ml oncentrované yseliny, 108 ml vody] 4.7 Koli gramů K 2 SO 4 je potřeba navážit pro přípravu jednoho litru roztou o oncentraci 0,5 mol.dm -3 draselných iontů? [43,57 g] 4.8 3 2

Jaým objemem vody je třeba zředit 12 ml oncentrovaného roztou KNO 3 (w = 0,24, ρ = 1,1623 g.cm -3 ) na rozto o oncentraci 2 % hmotnostních? [153 ml] 4.9 K přípravě 1 litru roztou NaOH o oncentraci 0,2 mol.dm -3 byl použit pevný NaOH, terý obsahoval 2,8 hm. % vlhosti. Koli pevného hydroxidu bylo použito? [8,23 g] 4.10 Vypočtěte molární oncentraci HCl v roztou o w = 34 % a hustotě 1169 g.m -3. [10,9 mol.dm 3 ] 4.11 Spočítejte hmotnostní zlome HCl v roztou připraveném smícháním 200 ml 36 % roztou HCl (ρ = 1,18 g.cm -3 ) a 400 cm 3 vody. [13,4 %]

5. Výpočty z chemicých vzorců a rovnic Řada chemicých úloh je založena na tzv. stechiometricých výpočtech. Stechiometrie je naua o vzájemných poměrech prvů ve sloučeninách a poměr, v jaých reagují sloučeniny navzájem. Přeloženo do češtiny, budeme se zabývat výpočty, při nichž budeme vycházet ze zápisu chemicé rovnice nějaého děje, nebo ze vzoreču nějaé láty. Prvním typem příladu je určení hmotnostního zlomu prvu ve sloučenině nebo směsi. Přílad 5.1 Fosfátová ruda z Floridy obsahuje 28 % P 2 O 5. Jaý je hmotnostní zlome fosforu v této rudě? Hmotnostní zlome fosforu v oxidu fosforečném vypočítáme pomocí molárních hmotností. 2M 230,97 = = = P wp/oxid 4 MP2O5 141,945 3,64 % Obsah fosforu v rudě je pa součin hmotnostního zlomu fosforu v oxidu a hmotnostního zlomu oxidu v rudě: wp/ruda = wp2o5/ruda wp/oxid = 12 % Dalším typicým příladem je výpočet stechiometricého vzorce sloučeniny na záladě prvového rozboru oné sloučeniny. V případě dvouprvové sloučeniny A x B y platí, že: w M A x:y = : A w M B B Přílad 5.2

Neznámá sloučenina železa, titanu a yslíu obsahuje 31 hm. % titanu, 37 hm. % železa a 32 hm. % yslíu. Určete stechiometricé oeficienty ve vzorci Fe x Ti y O z. w w w 37 31 32 M M M 55,8 47,9 16 Fe Ti O x : y:z = : : = : : 0,66:0,65:2 1:1:3 Fe Ti O Vzorec láty je FeTiO 3, titaničitan měďnatý. Posledním typem příladu z této apitoly jsou výpočty z chemicých rovnic. Správně vyčíslená chemicá rovnice posytuje informaci, v jaém molárním poměru spolu reagují dvě láty a oli moleul produtů vzniá. Je důležité si uvědomit, že rovnice udávají poměr látových množství. V praxi vša obvyle pracujeme s hmotností. Přílad 5.3 Železo se vyrábí ve vysoé peci reducí železné rudy (Fe 2 O 3 ) osem (C) za vzniu elementárního železa a CO 2. Koli tun osu je potřeba pro výrobu 10 tun železa? Záladem úspěšného řešení je sestavení a vyčíslení rovnice: 2FeO 2 3 + 3C 4Fe+ 3CO2 Tato rovnice říá, že molární poměr C a Fe je: nc 3 = n 4 Fe Potřebné látové množství a hmotnost osu určíme pomocí zadaného množství železa: 3 3 m 3 10.000.000 = = = = Fe nc nfe 134.288 mol 4 4 MFe 4 55,85 m = n M = 134.288 12, 01 = 1.613 g C C C Cvičení 5.4

Porovnejte hmotnostní obsah dusíu v dusičnanu amonném, draselném, rubidném a sodném. Seřaďte je. [NH 4 NO 3 35,0 %, NaNO 3 16,5 %, KNO 3 13,8 %, RbNO 3 9,5 %] 5.5 Chemicá analýza anorganicé yseliny uázala, že tato obsahuje 2 % vodíu, 30 % dusíu a 68 % yslíu. Určete její vzorec. [HNO 2 ] 5.6 Umělé hnojivo obsahuje 15 % KCl a 5 % NH 4 Cl. Určete hmotnostní zlome chloridových iontů v hnojivu. [10,5 %] 5.7 Bauxit (ruda pro výrobu hliníu) obsahuje 48 % oxidu hlinitého. Koli obsahuje hliníu? [25,4 %] 5.8 Sádra se vyrábí alcinací (pálením) sádrovce (dihydrátu síranu vápenatého) podle reace níže. Koli ilogramů vodní páry se uvolní při pálení 100 g sádrovce? CaSO 4.2 H 1 3 2O CaSO 4. + 2 2 [15,7 g] 5.9 Při spalování uhlí s obsahem síry se uvolňuje SO 2, terý je vázán pomocí mletého vápence za vzniu tzv. energosádrovce podle rovnice: SO2 + CaCO3+ 1 O2 + 2 CaSO 4.2 + CO 2 2 Koli tun vápence je potřeba pro odsíření eletrárny spalující denně 1500 t uhlí s obsahem síry 1,5 hm. %? [70,7 t] 5.10 Určete objem 10 % roztou H 2 SO 4 (ρ = 1,066 g.cm -3 ) potřebného na neutralizaci 100 ml 10 % roztou KOH (ρ = 1,0904 g.cm -3 ). [89,4 ml] 5.11

Při žíhání pyritu (FeS 2, disulfid železnatý, jeden druh železné rudy, M = 120 g/mol) vzniá oxid železitý a oxid siřičitý (M = 64,05 g/mol) podle rovnice: 4FeS2 + 11O2 2FeO 2 3+ 8SO 2 Koli ilogramů SO 2 se uvolní při vyžíhání 5 tun pyritu? [5338 g] 5.12 Koli gramů yseliny octové (CH 3 -COOH, M = 60,05 g/mol) vznine zysnutím 0,7 litru vína s obsahem ethanolu (CH 3 -CH 2 -OH, M = 46,07 g/mol) 9 hm. %? Hustota vína 0,99 g.cm -3. [81,3 g] 5.13 Spálením 2 g směsi uhlíu a síry vznilo 6 g směsi CO 2 a SO 2. Koli gramů uhlíu bylo v původní směsi? [1,2 g]