podstawami stechiometrii, czyli działu chemii zajmującymi są obliczeniami jest prawo zachowania masy oraz prawo stałości składu

Transkrypt

1 Podstawy obliczeń chemicznych podstawami stechiometrii, czyli działu chemii zajmującymi są obliczeniami jest prawo zachowania masy oraz prawo stałości składu prawo zachowania masy mówi, że w reakcji chemicznej masa substratów jest równa masie produktów, inaczej, że masa substancji biorących udział w reakcji chemicznej nie ulega zmianie przykład: w wyniku spalania w tlenie 40g węgla, otrzymano 120 g tlenku węgla(iv). Oblicz, ile gramów tlenu użyto w tej reakcji reakcja spalania węgla przebiega wg następującego równania: węgiel + tlen tlenek węgla(iv) C + O 2 CO 2 prawa zachowania masy wynika, ze masa substratów musi być równa masie produktu; masa substratów = masie produktów; substraty to węgiel i tlen produkty to tlenek węgla(iv); na temat masy substratów wiemy tylko tyle że było 40 g węgla; wiemy też że produktów otrzymano 120 g; a zatem: 40g + x = 120g x = g x = 80g podczas reakcji spalania 40g węgla, zużyto 80g tlenu prawo stałości składu (prawo stosunków stałych) brzmi: p - filmy edukacyjne on-line Strona 1/7

2 ierwiastki łączą się w danym związku chemicznym w ściśle określonym stosunku masowym, który jest cechą charakterystyczną tego związku oznacza to że każdy związek chemiczny niezależnie od jego pochodzenia albo metody otrzymywania ma stały skład jakościowy i ilościowy; czyli np. tlen zawarty w powietrzu jest zawsze zbudowany z dwóch atomów tlenu O2 nie zależnie czy jesteśmy w krakowie, warszawie czy nawet w innym kraju. Cząsteczki wody zawsze i wszedzie składaja sie z 2 atomów wodoru i jednego atomu tlenu. H 2 O zadanie - oblicz stosunki masowe (wagowe) poszczególnych pierwiastków w tlenek węgla (IV) CO2; stosunek ilości atomów węgla do atomów tlenu wynosi: C : O = 1 : 2 ponieważ mamy w cząsteczce 1 atom węgla i 2 atomy tlenu. Stosunki zapisujemy stosując symbol dwukropku; aby obliczyć teraz stosunek masy węgla do tlenu musimy obliczyć masę atomową zarówno węgla jak i tlenu; masa - filmy edukacyjne on-line Strona 2/7

3 atomowa węgla wynosi 12 u; masa atomowa tlenu wynosi 16 u; ponieważ tlenu mamy 2 cząsteczki masa będzie 2 * 16 = 32 u, a zatem stosunek C : O wynosi 12 : 32; jeśli istnieje mozliwośc trzeba skrócić jeśli podzielimy przez 4 to stosunek wyniesie 3 : 8 prawo stałości składu jest potrzebne także do ustalania składu procentowego związków chemicznych; przykład: Oblicz skład procentowy pierwiastków w wodzie; woda ma wzór H2O; aby obliczyć skład % musimy znać najpierw masę cząsteczkową; masa cząsteczkowa = to suma wszystkich mas atomowych pierwiastków; a zatem m H = 1 u; m O = 16 u; m H 2 O = 2 * = 18 u; aby - filmy edukacyjne on-line Strona 3/7

4 obliczyć skład procentowy musimy ułożyć proporcję: cała masa to zawsze 100 % a zatem 18 u % natomiast tlen to 16 u czyli 16 u x% x = 88,9% wodór to 2 u 18u % 2 u x % x = 11,1% jeśli zwiazek składa się tylko z dwóch rodzajów atomów mozna skorzystać także z zależności 100%-88,9% = 11,1% aby obliczyć ile % jest drugiego pierwiastka; tworząc proporcję % zapisujemy pod % a masy wyrażone w u pod masami aby obliczyć ilość atomów lub cząsteczek w określonej masie substancji, trzeba wykorzystać znajomość liczby Avogadra mol - jest to jednostka liczności materii; jeden mol jest to liczność materii układu zawierającego liczbę cząstek (np. atomów,, jonów, elektronów itp.) równą liczbie atomów zawartej w masie 12 gramów izotopu węgla 12C; w jednym molu znajduje się ok. 6, cząstek; liczba ta jest nazywana stałą Avogadra (liczbą Avogadra); ilość moli składnika n możemy obliczyć z wzoru: - filmy edukacyjne on-line Strona 4/7

5 gdzie: m s - masa substancji M - masa molowa substancji - filmy edukacyjne on-line Strona 5/7

6 masa molowa substancji wyraża masę 1 mola atomów, cząsteczek i jonów; masa molowa liczbowo jest równa masie cząsteczkowej w przypadku cząsteczek zaś w przypadku atomów równa masie atomowej; masa molowa jest wyrażona w jednostce g/mol zaś masa atomowa i cząsteczkowa w jednostką u zadanie - ile cząsteczek zawartych jest w 6 gramach wody? H2O 1 mol , cząsteczek musimy obliczyć masę molową wody MH2O = 2*1 +16 = 18 g/mol a zatem 1 mol ma masę 18 g możemy ułożyć proporcję 18 g , g x cząsteczek x = cząsteczek interpretacja cząsteczkowa 2H2 + O2 2H2O 1 cząsteczka wodoru (H2) reaguje z 1 cząsteczką tlenu (O2) - otrzymujemy 2 cząsteczki wody interpretacja cząsteczkowa wyrażona w jednostkach masy 2H2 + O2 2H2O 4 unity wodoru (H2) reaguje z 32 u unitami tlenu (O2) otrzymujemy 36 unitów wody interpretację molową 2H2 + O2 2H2O 2 mole wodoru reagują z 1 molem tlenu powstają 2 mole wody 4 g wodoru reaguja z 32 g tlenu powstaje 36 g wody z rozkładu węglanu wapnia CaCO3 otrzymujemy ditlenek węgla CO2 i tlenek wapnia CaO. Oblicz ile ditlenku węgla można otrzymać gdy rozkładowi ulegnie 50 u węglanu wapnia CaCO3 CO2 + CaO m CaCO3 = *16 = 100 u m CO2 = *16 = 44 u - filmy edukacyjne on-line Strona 6/7

7 Powered by TCPDF ( Ściąga eksperta m CaO = = 56 u gdy rozłożymy 100 u węglanu wapnia to otrztmamy 44 u ditlenku węgla i 56 u tlenku wapnia. 100 u CaCO u 50 u x x = 22 u odpowiedź. otrzymamy 22 u ditlenku węgla - filmy edukacyjne on-line Strona 7/7