Általános Kémia GY 4.tantermi gyakorlat Csapadékképződési egyensúlyok, oldhatósági szorzat Termokémiai számítások Hess tétel Közömbösítési hő meghatározása kísérlet (példaszámítás: 4. labor leírásánál) Ozmózisnyomás koncentrációfüggése (példaszámítás: 4. labor leírásánál) Honlap: http://harmatv.web.elte.hu Példatárak: Villányi Attila: Ötösöm lesz kémiából (Műszaki Kiadó) Szakács László, Mörtl Mária, Knausz Dezső: Általános Kémiai Példatár (ELTE Eötvös Kiadó)
Oldhatósági szorzat 1. Csapadékok, rosszul oldódó elektrolitok oldódásának egyensúlyi állandója. AgCl Ag + + Cl - Ag 2 SO 4 2Ag + +SO 4 2- Ag 3 PO 4 3Ag + +PO 4 3- L(AgCl)=[Ag + ][Cl - ] L(Ag 2 SO 4 )=[Ag + ] 2 [SO 4 2-- ] L(Ag 3 PO 4 )=[Ag + ] 3 [PO 4 3-- ] 1a: Hány gramm Ag 2 SO 4 oldódik 200 cm 3 20 o C-os vízben? (L=7,7*10-5 ) Ag 2 SO 4 2Ag + + SO 4 2- Oldódik (mol/dm 3 ) -c 2c c L=(2c) 2 c=4c 3 c=(l/4) 1/3 = 0,0268 mol/dm 3 200 cm 3 -ben oldódik: n=cv=0,0268*0,2=0,00536mol Ag 2 SO 4 m = nm=0,00536mol*312g/mol=1,672g 1b:Mennyi az Ag 2 SO 4 oldhatósága 20 o C-on? (azaz mennyi a telített oldat koncentrációja?) Mennyi a telített oldatban az Ag + ionok koncentrációja? L=(2c) 2 c=4c 3 c=(l/4) 1/3 = 0,0268 mol/dm 3 az oldhatóság [Ag + ]= 2c=0,0536 mol/dm 3
Oldhatósági szorzat 2. Ha az egyik ion koncentrációját megnöveljük, eltolódik az egyensúly 2a: Hány gramm Ag 2 SO 4 oldódik 200 cm 3 20 o C-os 0,1 mol/dm 3 -es AgNO 3 oldatban? (L=7,7*10-5 ) Ag 2 SO 4 2Ag + + SO 4 2- Kiindulás (mol/dm3) 0,1 - Oldódik (mol/dm 3 ) -x 2x x Egyensúlyi koncentrációk 0,1+2x x Egyensúlyi konc. ehanyagolással 0,1 x L=(0,1+2x) 2 x Elhanyagolással: L=0,1 2 x x=0,0055 mol/dm 3 200 cm 3 -ben oldódik: n=xv=0,0055*0,2=0,0011mol Ag 2 SO 4 m = nm=0,0011mol*312g/mol=0,3432g Tehát az 5a példával összehasonlítva az oldhatósága 0,0011/0,00536 szorosára, azaz kb. 1/5-ére csökkent.
Oldhatósági szorzat 2. Ha az egyik ion koncentrációját megnöveljük, eltolódik az egyensúly 2b: Mennyi a Fe(OH) 3 oldhatósága egy ph=12 NaOH oldatban?l(fe(oh) 3 =4*10-38 Kiindulás: poh=2, [OH - ]=0,01 mol/dm 3 Fe(OH) 3 Fe 3+ + 3OH - Kiindulás (mol/dm3) - 0,01 Oldódik (mol/dm 3 ) -x x 3x Egyensúlyi koncentrációk x 0,01+3x L=(0,01+3x) 3 x Elhanyagolással: L=0,01 3 x x= 4*10-32 mol/dm 3
Termokémia 3a: Hány kj/mol a bután (C 4 H 10 ) képződéshője, ha az égéshője 2862 kj/mol? A CO 2 képződéshője 397 kj/mol, a H 2 O képződéshője 287 kj/mol. Írja fel az égetési reakció egyenletét is! 3b: Hány kj hő szabadul fel 98 kpa nyomáson, és 23 o C hőmérsékleten 11 dm 3 bután elégetésekor? C 4 H 10 + 6.5O 2 = 4CO 2 + 5H 2 O A Hess tétel alkalmazása. Definíció szerint az elemek képződéshője 0. - Képződéshő Elemek Képződéshő Kiindulási anyagok Reakcióhő Termékek
Termokémia 3a: Hány kj/mol a bután (C 4 H 10 ) képződéshője, ha az égéshője 2862 kj/mol! A CO 2 képződéshője 397 kj/mol, a H 2 O képződéshője 287 kj/mol. Írja fel az égetési reakció egyenletét is! 3b: Hány kj hő szabadul fel 98 kpa nyomáson, és 23 o C hőmérsékleten 11 dm 3 bután elégetésekor? C 4 H 10 + 6.5O 2 = 4CO 2 + 5H 2 O DH = 4( 397) + 5( 287) Q(C 4 H 10 ) = 2862 kj/mol Q(C 4 H 10 ) = 2862 + 4( 397) + 5( 287) Q(C 4 H 10 ) = 2862 1588 1435 = 161 kj/mol Tehát a bután képződési hője: Q(C 4 H 10 )= 161 kj/mol Megjegyzés: A reakcióhő mindig adott egyenletre vonatkozik. A képződéshő, égéshő stb. 1 mol anyag képződésekor, égésekor stb. bekövetkező hőváltozás. 7b: n(bután)=pv/rt=98kpa*11dm 3 /[8,314/J(mol K)*296K]=0,438mol A felszabaduló hő: 0,438mol*161kJ/mol=70,53kJ
Termokémia 3a: Hány kj/mol a bután (C 4 H 10 ) képződéshője, ha az égéshője 2862 kj/mol! A CO 2 képződéshője 397 kj/mol, a H 2 O képződéshője 287 kj/mol. Írja fel az égetési reakció egyenletét is! 3b: Hány kj hő szabadul fel 98 kpa nyomáson, és 23 o C hőmérsékleten 11 dm 3 bután elégetésekor? C 4 H 10 + 6.5O 2 = 4CO 2 + 5H 2 O DH = 4( 397) + 5( 287) Q(C 4 H 10 ) = 2862 kj/mol Q(C 4 H 10 ) = 2862 + 4( 397) + 5( 287) Q(C 4 H 10 ) = 2862 1588 1435 = 161 kj/mol Tehát a bután képződési hője: Q(C 4 H 10 )= 161 kj/mol Megjegyzés: A reakcióhő mindig adott egyenletre vonatkozik. A képződéshő, égéshő stb. 1 mol anyag képződésekor, égésekor stb. bekövetkező hőváltozás. 3b: n(bután) = pv/rt = 98kPa*11dm 3 /[8,314/J(mol K)*296K] = 0,438mol A felszabaduló hő: 0,438mol*2862kJ/mol = 1254kJ (A hőváltozás: -1254kJ)
Közömbösítési hő meghatározása kísérlet 4. 50 cm 3 2M HCl és 50 cm 3 2M NaOH oldatot egy főzőpohárban hirtelen összekeverünk. A keletkező oldat 32,5 C-ra melegedett fel. (A két oldat kiindulási hőmérséklete 21,5 C volt. A keltkező oldat sűrűsége kb. 1 g/cm 3.) Mekkora a semlegesítési reakció H 3 O + + OH - =2H 2 O reakcióhője? (példaszámítás: 4. labor leírásánál) Ozmózisnyomás koncentrációfüggése 5. Egy tömény cukoroldatot tartalmazó tulipántölcsért desztillált vizet tartalmazó edénybe merítünk úgy, hogy a folyadékszintek kezdetben egymagasságban vannak. A két oldatot féligáteresztő hártya választja el egymástól (celofán). Az oldat a tulipántölcsér szárában 34,0 cm magasságig emelkedik az ozmózisegyensúly kialakulása során. Mekkora volt a cukoroldat koncentrációja? (Hőmérséklet: 25 C; az oldat sűrűsége: 1,010g/cm 3 ) (példaszámítás: 4. labor leírásánál)