2011/2012 tavaszi félév 3. óra

Átírás

1 2011/2012 tavaszi félév 3. óra Redoxegyenletek rendezése (diszproporció, szinproporció, stb.); Sztöchiometria Vegyületek sztöchiometriai együtthatóinak meghatározása elemösszetétel alapján Adott rendezendő kémiai egyenletek alapján a reaktánsok, illetve termékek mennyiségének számítása, összetételszámítás (pl. gázelegyek égetése, ipari és kémiai folyamatok számítása) Sztöchiometriai feladatok kombinálása gáztörvényekkel, illetve koncentrációszámítással Feladatok titrálásra, visszatitrálásra Kitermelés fogalma Gyakorlás: Elsősorban sztöchiometria példák, oldatos és gázos számításokkal összekapcsolva Benkő Zoltán jegyzete: fejezetek Eredeti Veszprémi Tamás (digitálisan Csonka Gábor) jegyzet: IV. és VI. fejezet (Gáztörvények) Gyakorlat anyaga: itt az Oktatás fülön belül az Egyéb kategóriában a Kémiai számítások keresztféléveseknek tavasz menüt kell választani! 1

2 Fontosabb tudnivalók: Oxidáció: elektronleadás, az elektronok számának csökkenése. Redukció: elektronfelvétel, az elektronok számának növekedése. oxidáció fok meghatározása: (egyéb szabályokat nézzétek a könyvekben) 1. Elemeké mindig 0 2. Egyszerű (egyatomos) ionoké az ion töltése 3. Fluor vegyületeiben -1, oxigén általában -2, kivéve ha fluorhoz vagy másik oxigénhez kapcsolódik 4. Hidrogén +1, kivéve ha fémekhez kapcsolódik, akkor Vegyületek esetén az oxidációs fokok száma 0, összetett ionok esetén az ion töltése (pl. NO 3 - esetén az összeg 1 kell, hogy legyen) 6. Több azonos atom esetén az oxidáció fokok átlagát, az oxidációs számot célszerű számolni 7. Fentebbi lépéseket követve határozzuk meg a többi atom oxidáció fokát 2

3 Példák oxidáció fok számításra NH 3, NO 3-, KNO 2, NaNO 3, NO 2, NH 4+, N 2 SO 2, H 2 SO 3, Na 2 SO 4,, S 8, SO 3, H 2 S, NaHS, K 2 S 2 O 5 Na2[Sn(OH) 6 ], [Cu(NH 3 ) 4 ](NO 3 ) 2 3

4 Példák egyenlet rendezés nagyon sok rendezendő egyenlet van a jegyzetekben!! Pl. Benkő jegyzet oldal! 105) P + H2SO4 = H3PO4 + SO2 + H2O 101) KI + FeCl3 = I2 + FeCl2 + KCl 119) Cu + HNO3 = Cu(NO3)2 + NO2 + H2O 130) ClO3 - + Fe 2+ + H + = Cl + Fe 3+ + H2O 102) I2 + Na2S2O3 = NaI + Na2S4O6 171) Ag2S + HNO3 = AgNO3 + S + NO2 117) KMnO4 + HCl = Cl2 + MnCl2 + KCl + H2O 238) P + KOH = KH 2 PO 2 + PH 3 4

5 Sztöchiometria gondolkodjunk mólokban és ragaszkodjunk az egyenlethez Feladatok két fő fajtája: tapasztalati képlet meghatározás Reakció egyenlethez kapcsolódó számítások Fontos: mindig a reakció egyenlet a lényeg. Törekedjünk a reakcióban résztvevő anyagok móljainak meghatározására, s ehhez kapcsolódjon a gáztörvények alkalmazása, vagy a koncentráció számítás, felesleg alkalmazása stb. kitermelés kapott anyag mennyisége elméletileg kaphatóanyagmennyisége *100 5

6 7.16. példa: (Benkő jegyzet) Egy ismeretlen nyílt láncú telítetlen szénhidrogén 85,714 tömeg%-a szén, a többi értelemszerűen hidrogén. Mi a vegyület tapasztalati képlete? Mi a molekulaképlete, ha moláris tömege 70 g/mol? Relatív atomtömegek: Ar(C) = 12,0, Ar(H) = 1,0. 6

7 7.19. példa: (Benkő jegyzet) 6,880 gramm hexánt elégetve mekkora térfogatú Pa nyomású és 300,0 K hőmérsékletű CO2 gáz keletkezik? Feltételezzük, hogy a keletkező vízpára teljesen kicsapódik. Hány gramm vízpára csapódik ki? Az égés rendezendő egyenlete: C 6 H 14 + O 2 = CO 2 + H 2 O. Ar: H: 1,0; C: 12,0; O: 16,0 7

8 7.20. példa: (Benkő jegyzet) 94,500 gramm alumíniumot sósavban oldva hány gramm alumínium-klorid állítható elő az alábbi rendezendő egyenlet alapján? Mekkora térfogatú 10,00 tömeg%-os, 1,105 g/cm 3 sűrűségű sósavoldat szükséges a reakcióhoz, ha azt 10,00% feleslegben alkalmazzuk? Al + HCl = AlCl 3 + H 2 Relatív atomtömegek: Al: 27,0; H: 1,0; Cl: 35,5. 8

9 7.21. példa: (Benkő jegyzet) 10,00 gramm szennyezett kámfort szublimációval tisztítunk. A szublimálóberendezésből 8,34 gramm kámfort sikerült kinyernünk. Mekkora a kitermelés? 9

10 7.24. példa: (Benkő jegyzet) 138,50 kg kristályvizes mangán(ii)-szulfátból (MnSO 4 7 H 2 O) permangánsavat állítunk elő az alábbi rendezendő reakcióegyenlet szerint. Mn 2+ + PbO 2 + H + = HMnO 4 + Pb 2+ + H 2 O 0) Hány mól Mn 2+ ion található a kiindulási anyagban? a) Hány kg ólom(iv)-oxidot kell ehhez felhasználnunk? b) A keletkezett permangánsavat kálium-hidroxid segítségével kálium-permanganáttá (KMnO 4 ) alakítjuk, és a folyamat végén így 56,88 kg KMnO 4 -ot sikerült előállítani. Mekkora a folyamat kitermelése? Relatív atomtömegek: Ar(H) = 1,0; Ar(O) = 16,0; Ar(S) = 32,0; Ar(K) = 39,0; Ar(Mn) = 55,0; Ar(Pb) = 207,0. 10

11 7.25. példa: (Benkő jegyzet) 200,0 gramm bóraxból (Na 2 B 4 O 7 10 H 2 O) sósavas oldással bórsavat (H 3 BO 3 ) állítunk elő. A kikristályosított bórsav tömege 90,00 gramm. Mekkora a folyamat kitermelése? Na 2 B 4 O 7 + HCl + H 2 O = H 3 BO 3 + NaCl Relatív atomtömegek: Ar(Na) = 23,0, Ar(B) = 10,8, Ar(O) = 16,0, Ar(H) = 1,0. 11

12 7.28. példa: (Benkő jegyzet) 10,0 cm 3 ismeretlen koncentrációjú salétromsavoldatot 20,0 cm 3 térfogatú 0,0300 mol/dm 3 koncentrációjú káliumhidroxid-oldattal tudunk semlegesíteni az alábbi reakcióegyenlet szerint: HNO 3 + KOH = KNO 3 + H 2 O. Mekkora a salétromsav-oldat koncentrációja? 12

13 7.29. példa: (Benkő jegyzet) Mekkora annak az oxálsav- (H 2 C 2 O 4 ) oldatnak a koncentrációja, melynek 20,0 cm 3 -e savas közegben 16,8 cm 3 0,0200 mol/dm 3 koncentrációjú és f = 0,995 faktorú kálium-permanganát (KMnO 4 ) oldattal reagál az alábbi kiegészítendő reakcióegyenlet szerint: MnO 4 + H 2 C 2 O 4 + H + = Mn 2+ + CO 2 13

14 7.27. példa: (Benkő jegyzet) Hány kilogramm bután (C 4 H 10 ) égetésével tudunk 1,100 kg széndioxidot előállítani? Hány m3 101,00 kpa nyomású és 300,0 K hőmérsékletű levegő (21 térfogat% O 2, 79 térfogat% N 2 ) szükséges, ha azt 20,00%-os feleslegben alkalmazzuk? A rendezendő egyenlet: C 4 H 10 + O 2 = CO 2 + H 2 O. Relatív atomtömegek: Al: 27,0; H: 1,0; Cl: 35,5. 14