Sunt probleme rezolvate, care se pot aplica în Chimie Analitică și Tehnologie chimică.
Bibliografie:
- Marilena Șerban, ABC-ul Chimiei, Editura Teora, 1998,
- Florin Urseanu, Corneliu Tăbărășanu-Mihăilă, Grigore Bozga, Probleme de Chimie și de Tehnologie Chimică, Editura Tehnică, București, 1978
- Ștefan Ilie, M. Ionică, Probleme de chimie pentru clasele a IX-a și a X-a
- https://www.lachimie.net/index.php?page=14#.XKmRsJgzbDc
-Ce trebuie să știm?
Să scriem formulele chimice (sau moleculare) la substanțele compuse, cu ajutorul simbolurilor elementelor chimice componente.
Ce ne spune formula chimică: numele elementelor componente, raportul de masă în care se combină (este dat de indici).
Masa molară (moleculară),M (g/mol), a unei substanțe compuse. Ea reprezintă suma maselor atomice absolute (g/mol atom) ale tuturor atomilor ce alcătuiesc molecula.
Molul este cantitatea de substanță numeric egală cu masa moleculară a substanței (M g/mol).
Observații:
1mol de atomi se poate numi atom-gram
1mol de molecule se poate numi moleculă-gram
1mol de ioni se poate numi ion-gram.
Masa moleculară a unui amestec de gaze(masa moleculară medie), la care se cunosc fracțiile molare Xi și masele moleculare(Mi) ale componenților este suma dintre toate masele moleculare și fracțiile molare ale componenților:
M medie=∑Xi.Mi
Fracția molară Xi este raportul dintre numărul de moli al componentei i (ni) și numărul total de moli, aflați în amestec (∑ni).
Xi= ni/∑ni
Se reține, că numai în cazul amestecurilor de gaze fracțiile molare sunt egale cu fracțiile de volum.
Numărul lui Avogadro: NA.
1mol de substanță conține 6,023.1023 particule
1kmol=1000 moli și conține 6,023.1023.103 particule
Volumul molar Vm, este volumul ocupat de 1 mol de substanță gazoasă, în condiții normale
(c.n.) de temperatură și presiune (t=0 oC și p=1 atm) și are valoarea de 22,4 L.
Transformări ale unităților de măsură pentru masa, volum, densitate:
►masa:1kg=1000 g;
►Volumul
1L la lichide și gaze=1dm3
1mL la lichide și gaze=1cm3
1m3=1000 dm3=1000L=1000000 cm3 (106) cm3
1mL =1: 106 m3
►Densitatea (d) g/mL, kg/m3,
D=m/V, unde: m=masa(Kg), V=volum (m3)
1 kg/m3 = 1000 g/ 1000000 cm3=10-3 g/cm3
☺ CALCULAREA MASEI MOLECULARE
Să se calculeze masa moleculară la:
a)P4 (fosfor); b) N2O ( protoxid de azot (nitrogen); c) CH3COOH (acid acetic); d) Na2CO3.H2O (carbonat de natriu (sodiu) cristalizat cu 10 moli de apă; e) [Ag(NH3)2] OH -clorură diamino-argint (reactiv Tollens).Unele puncte sunt rezolvate în figura de mai jos.
⊗ NUMĂRUL DE PARTICULE (MOLECULE, IONI, ELECTRONI) DINTR-UN NUMĂR DAT DE MOLI DE SUBSTANȚĂ
☺ Ce trebuie să știm?
–semnificația unei formule chimice.
-semnificația moleculă și mol de molecule
-numărul lui Avogadro, NA: 1 mol substanță conține 6,023.1023 particule(molecule, atomi, ioni, electroni, etc ).
☺ Exercițiu rezolvat
Calcularea numărului de particule din 10 moli de H2 și 10 moli de NO2
dintr-un număr de moli de gaze de hidrogen și dioxid de azot.
Se prepară în laborator 10 moli de H2 și 10 moli de NO2, cu respectarea normelor de protecție a muncii necesare. Determinați: a) numărul de molecule conținut și explicați rezultatul; b) numărul total de atomi din 10 moli de NO2; c) câți electroni conține oxigenul din 10 moli de N2O ?
Rezolvare
a)Numărul de molecule(X) din 10 moli de H2 și numărul de molecule(Y) din 10 moli de NO2.
Se aplică regula de trei simplă cu definiția numărului lui Avogadro
SAU relația matematică dedusă:
Nr. molecule=n moli. 6,023.1023 molecule/mol
A1)
Dacă 1 mol de H2…………………conține 6,023.1023 molecule
Atunci 10 moli de H2……………….conțin X molecule
X=10 moli.6,023.1023 molecule/1mol=6,023.1024 molecule
A2)
Dacă 1 mol de NO2………………..conține 6,023.1023 molecule
Atunci 10 moli de NO2………………….conțin Y molecule
Y = 10 moli.6,023.1023 molecule/1mol=6,023.1024 molecule
►EXPLICAȚIE: Substanțele chimice, care au un număr egal de moli, au același număr de molecule, deși masa lor (g) este diferită.
Pentru cazul de față, masa H2 conținută de 10 moli este diferită de masa NO2 conținută de 10 moli.
Masa H2=n moli.M H2=10moli.2g/mol =20 g
Masa NO2=n moli.M NO2=10 moli.46 g/mol=460g
b)Numărul total de atomi din 10 moli de NO2.
Rezolvare
Se aplică relația matematică:
Numărul total de atomi din 10 moli de NO2 este suma numărului de atomi de N și O din 10 moli de NO2, care conțin 6,023.1024 molecule de NO2.
Unde:
Nr de atomi de element dintr-o substanță= nr.molecule . nr.atom element/molecula
►Rezultă:
Număr atomi de N=6,023.1024 molecule. 1 atom N/molecula N2O=6,023.1024 molecule
Număr atomi de O=6,023.1024 molecule. 2 atom O/molecula N2O=12,046.1024 molecule
TOTAL =18,069 .1024 ATOMI
c) Numărul de electroni ai oxigenului din 10 moli de NO2 ?
Relația matematică este:
Nr. de electroni=6,023.1024 molecule de NO2 .nr.de electroni din 2 atomi de O/molecula
Unde:
Nr. de electroni pentru elementul O=Z =numărul atomic=8
►Rezultă:
Nr. total de electroni pentru O= 6,023.1024 molecule de NO2 . 2.8 e –/molecula=96,368.1024
♦♦♣ PREPARARE H2 ȘI NO2
Se produc în laborator gazele hidrogen, H2 și bioxid de azot (hipoazotida), NO2 prin următoarele reacții, cu respectarea măsurilor de protecție a muncii necesare:
Fe(s)+2 HCl (diluat)→FeCl2aq +H2↑ (gaz incolor)
Cu(s)+4HNO3concentrat→Cu (NO3)2aq+2H2O+2NO2↑(gaz brun-roșcat)
♣♣♣ DATE DESPRE NO2
Dacă se tratează Cu,cu HNO3 soluție diluată au loc reacțiile chimice:
3Cu(s)+ 8HNO3→3 Cu(NO3)2 aq+ 4H2O+2NO↑( incolor)
Oxidul de azot format se combină rapid, cu oxigenul molecular din aer, cu formare de hipoazotidă:
2NO+O2↔2NO2 ∆H0298 = -(2 . 13,6) kcal
Reacția este reversibilă. La temperatura de 250C, echilibrul chimic este complet deplasat spre dreapta. În aceste condiții se obține hipoazotida industrial, din NO.
NO2 suportă o reacției de dimerizare, prin care se formează tetroxidul de azot (N2O4):
Hipoazotida intens colorată și tetroxidul de azot incolor constituie un sistem în echilibru chimic:
2NO2 ↔ N2O4
♦♦♦ POLUAREA CU NO2
Dioxidul de azot se formează natural în aer și este produs de plante în sol și apă. Când se depășește o anumită concentrație 0,12ppm/oră, el devine toxic pentru mediul înconjurător. Este un poluant pentru aer, răspunzător de apariția ploilor acide, smog, probleme pulmonare, etc. Principala sursă de oxizi de azot, mai ales de NO2 este arderea combustibililor fosili (cărbune, benzină, motorină, gaze).
Bibliografie:
1.Marilena Șerban, Felicia Nuță, Rezolvare de probleme de chimie, clasele VII-XII, mic dicționar, Editura Aramis Print, București, 2004
2.https://cours-examens.org/images/An_2017_1/Etudes_superieures/Structure_mati%C3%A8re/CEGEP/Notes_cours_chimie_g%C3%A9n%C3%A9rale_A2016_Corrige_VF.pdf
3.https://cityshin.ru/ro/non-ferrous-metals-and-alloys/copper-reaction-with-concentrated-nitric-acid-characteristics-of-copper-the-reaction-of-a-metal-with-nitric-acid/
4.https://opentextbc.ca/chemistry/chapter/3-1-formula-mass-and-the-mole-concept/
CHIMIE ANORGANICA MODELE DE EXERCITII 