Stechiometria krok po kroku

Ćwiczenia nr 1 i 2 · teoria, rozwiązania, narzędzia

Otwarte w podglądzie bez skryptów. Teoria i wszystkie 20 zadań z rozwiązaniami działają (kroki rozwijasz kliknięciem). Sprawdzanie własnych wyników, licznik atomów i kalkulatory działają dopiero po otwarciu pliku w przeglądarce (Safari, Chrome, Edge, Firefox).

Chemia od zera, tylko tyle, ile trzeba do tych zadań

Stechiometria to liczenie w chemii: ile gramów, moli, litrów gazu lub cząsteczek bierze udział w reakcji. Wszystkie 20 zadań z listy rozwiązuje się tymi samymi kilkoma narzędziami: wzór chemiczny, masa molowa, mol, objętość molowa gazu, równanie reakcji i proporcja.

Przeczytaj rozdziały po kolei (ok. 30–40 minut). W każdym są krótkie pytania sprawdzające. Potem przejdź do zadań: każde rozwiązanie odsłaniasz krok po kroku i możesz najpierw spróbować policzyć sam.

01

Atom, cząsteczka i jak czytać wzór

Każda substancja jest zbudowana z atomów. Rodzaj atomu to pierwiastek, oznaczany symbolem: H wodór, O tlen, N azot, C węgiel, S siarka, Fe żelazo, Ag srebro itd. Symbol zaczyna się zawsze wielką literą, czasem z jedną małą (Fe, Cl, Ag).

Atomy łączą się w cząsteczki. Wzór mówi, z jakich atomów i ilu składa się jedna cząsteczka.

ZapisCo oznaczaPrzykład
Indeks dolny (mała cyfra za symbolem)ile atomów tego pierwiastka jest w jednej cząsteczceH2O: 2 atomy H i 1 atom O (brak cyfry = 1)
Nawias z indeksemindeks za nawiasem mnoży wszystko w środkuAl2(SO4)3: Al 2, S 1·3 = 3, O 4·3 = 12
Współczynnik (duża cyfra przed wzorem)ile cząsteczek; mnoży cały wzór3H2O: 3 cząsteczki, razem 6 H i 3 O
Kropka (hydrat)w krysztale do każdej cząsteczki „doczepione” są cząsteczki wody(COOH)2·2H2O: kwas + 2 cząsteczki wody
Najczęstszy błądIndeks i współczynnik to dwie różne rzeczy. Indeksów nigdy nie wolno zmieniać, bo zmienia się substancja (H2O to woda, H2O2 to woda utleniona). Przy uzgadnianiu zmienia się tylko współczynniki.

Sole (np. NaCl, KIO3) są zbudowane z jonów, a nie z osobnych cząsteczek. W obliczeniach traktujemy jednak wzór soli dokładnie tak samo jak wzór cząsteczki.

Pokaż odpowiedź12
Pokaż odpowiedź9
02

Nazwy związków, które pojawiają się w zadaniach

Bez znajomości nazw nie da się zapisać wzoru, a bez wzoru nie ma obliczeń. Oto wszystko, co występuje na Twojej liście.

Końcówki nazw soli -ek oznacza anion bez tlenu, -an anion z tlenem. Siarczek = sama siarka S, siarczan = SO4. Chlorek = Cl, azotan = NO3, węglan = CO3, fosforan = PO4, jodan = IO3.

Wartościowość i układanie wzoru „na krzyż”

Każdy atom lub grupa ma wartościowość, czyli liczbę „rąk” do łączenia. Cyfra rzymska w nazwie, np. żelazo(III), podaje wartościowość metalu. Żeby ułożyć wzór, wartościowość jednego składnika zapisujesz jako indeks drugiego:

siarczek żelaza(III): Fe(III) + S(II) → Fe₂S₃ (sprawdź: 2·3 = 6 = 3·2)
azotan(V) ołowiu(II): Pb(II) + NO₃(I) → Pb(NO₃)₂
tlenek glinu: Al(III) + O(II) → Al₂O₃
WartościowośćMetale (kationy)Reszty (aniony)
INa, K, Ag, HCl (chlorek), OH (wodorotlenek), NO3 (azotan(V)), IO3 (jodan(V)), H2PO4
IICa, Mg, Zn, Pb(II), Fe(II)O (tlenek), S (siarczek), SO4 (siarczan(VI)), CO3 (węglan)
IIIAl, Fe(III)PO4 (fosforan(V))

Słowniczek substancji z listy

NazwaWzórUwagi
wodór, tlen, azot, chlorH2, O2, N2, Cl2gazy dwuatomowe: jako substancje zawsze piszemy z indeksem 2
woda / amoniak / metanH2O / NH3 / CH4amoniak i metan to gazy
dwutlenek węgla = tlenek węgla(IV)CO2gaz
tlenek siarki(IV)SO2gaz
tlenki azotuNO, NO2, N2Ogazy
siarkowodórH2Sgaz o zapachu zgniłych jaj
chlorowodór / kwas solnyHClchlorowodór to gaz; jego roztwór w wodzie to kwas solny
kwas azotowy(V), siarkowy(VI), fosforowy(V)HNO3, H2SO4, H3PO4
kwas szczawiowy (dwuwodny)(COOH)2·2H2O2 grupy COOH → 2 „kwasowe” atomy H
kwas octowy / alkohol etylowy (etanol)CH3COOH / C2H5OHw kwasie octowym tylko H z grupy COOH jest kwasowy
wodorotlenki sodu, potasu, wapniaNaOH, KOH, Ca(OH)2zasady
wodorotlenki glinu, żelaza(II), żelaza(III)Al(OH)3, Fe(OH)2, Fe(OH)3
chlorek sodu / chlorek srebraNaCl / AgClAgCl to biały, nierozpuszczalny osad
azotan(V) srebra / azotan(V) ołowiu(II)AgNO3 / Pb(NO3)2dobrze rozpuszczalne
jodan(V) potasuKIO3
węglan wapnia / węglan potasuCaCO3 / K2CO3CaCO₃ to osad (kreda, wapień)
siarczek żelaza(II) / żelaza(III) / ołowiu(II)FeS / Fe2S3 / PbSPbS to czarny osad
tlenek glinu / tlenek cynkuAl2O3 / ZnO
Pokaż odpowiedźFe₂S₃
03

Mol i liczba Avogadra

Atomy są tak małe, że w łyżce wody jest ich nieprawdopodobnie dużo. Chemicy liczą je więc „paczkami”, tak jak jajka liczy się tuzinami. Taka paczka to mol.

Definicja1 mol = 6,022·1023 sztuk (atomów, cząsteczek, jonów). Ta liczba to liczba Avogadra, NA = 6,022·1023 1/mol.

Tuzin jajek i tuzin arbuzów to tyle samo sztuk, ale różna masa. Tak samo 1 mol wodoru i 1 mol złota zawierają tyle samo atomów, ale ważą zupełnie inaczej.

liczba cząstek N = n · NA liczba moli n = N / NA

Uważaj, czego liczysz mole. W 1 molu H2O jest 1 mol cząsteczek, ale 2 mole atomów H (bo każda cząsteczka ma 2 atomy H). To kluczowe w zadaniu 2.

Zapis 10236,022·1023 to 6022 i dalej 20 zer (przecinek przesunięty o 23 miejsca w prawo). 10−3 = 0,001. Na kalkulatorze wpisujesz to klawiszem EXP lub ×10x: 6.022 EXP 23.
Pokaż odpowiedź1,2044·10²⁴
04

Masa molowa M: ile waży 1 mol

Masa molowa to masa 1 mola substancji w gramach, jednostka g/mol. Dla pierwiastka odczytujesz ją z układu okresowego (to liczba pod symbolem). Dla związku dodajesz masy wszystkich atomów ze wzoru.

M(H₂SO₄) = 2·M(H) + 1·M(S) + 4·M(O)
= 2·1,008 + 32,07 + 4·16,00 = 98,09 g/mol
n = m / M m = n · M (m w gramach, n w molach)

Masy atomowe użyte w rozwiązaniach:

Hwodór1,008
Cwęgiel12,01
Nazot14,01
Otlen16
Nasód22,99
Mgmagnez24,31
Alglin26,98
Pfosfor30,97
Ssiarka32,07
Clchlor35,45
Kpotas39,1
Cawapń40,08
Feżelazo55,85
Zncynk65,38
Agsrebro107,87
Ijod126,9
Auzłoto196,97
Pbołów207,2
ZaokrągleniaProwadzący mogą używać mas zaokrąglonych (H = 1, O = 16, S = 32, Cl = 35,5). Wtedy wyniki różnią się na ostatnich cyfrach. To normalne i nie jest błędem.

Masę molową dowolnego wzoru policzysz też w zakładce Kalkulatory, wraz z rozpisaniem atom po atomie.

Pokaż odpowiedź44,01 g/mol
05

Gazy: warunki normalne i 22,4 dm³

Warunki normalne (w.n.) to temperatura 0 °C i ciśnienie 1013 hPa. W tych warunkach 1 mol dowolnego gazu zajmuje 22,4 dm³. To objętość molowa, Vm = 22,4 dm³/mol.

V = n · 22,4 dm³ n = V / 22,4

Z tego wynika prawo Avogadra: jednakowe objętości gazów (w tych samych warunkach) zawierają tyle samo cząsteczek. Praktyczny wniosek: dla gazów współczynniki w równaniu są jednocześnie stosunkami objętości. W reakcji H2 + Cl2 → 2HCl 1 dm³ wodoru reaguje z 1 dm³ chloru i daje 2 dm³ chlorowodoru. Przy zadaniach „gaz z gazem” nie trzeba w ogóle liczyć moli.

Tylko gazy22,4 dm³/mol dotyczy wyłącznie gazów. Woda (ciecz), siarka czy żelazo (ciała stałe) mają inne objętości i liczy się je przez masę lub gęstość. Wyjątek w zadaniu 9: treść każe potraktować parę wodną jak gaz w w.n.
Pokaż odpowiedź44,8 dm³
06

Jednostki i przeliczenia

WielkośćPrzeliczenie
Objętość1 dm³ = 1 L (litr) = 1000 cm³ = 1000 mL; 1 cm³ = 1 mL; 1 m³ = 1000 dm³
Masa1 kg = 1000 g; 1 g = 1000 mg
Gęstośćd = m / V; 1 g/cm³ = 1000 kg/m³ (czyli kg/m³ ÷ 1000 = g/cm³)
Procentp% z liczby A = A · p / 100

Dlaczego kg/m³ dzielimy przez 1000, żeby dostać g/cm³? 1 kg = 1000 g, a 1 m³ = 100 cm · 100 cm · 100 cm = 1 000 000 cm³. Czyli 1 kg/m³ = 1000 g / 1 000 000 cm³ = 0,001 g/cm³.

ZasadaZanim ułożysz proporcję, sprawdź, czy liczby w tej samej kolumnie mają tę samą jednostkę. 22,4 jest w dm³, więc objętość w cm³ trzeba najpierw podzielić przez 1000.
Pokaż odpowiedź0,0256 dm³
07

Równanie reakcji i jego uzgadnianie

Równanie reakcji zapisuje, co reaguje (substraty, po lewej) i co powstaje (produkty, po prawej). Na Twojej liście zamiast strzałki jest znak „=”; znaczy to samo.

Atomy w reakcji nie znikają i nie powstają z niczego, tylko się przegrupowują (prawo zachowania masy). Dlatego liczba atomów każdego pierwiastka musi być po obu stronach taka sama. Dobieranie współczynników, żeby to się zgadzało, to uzgadnianie.

Metoda krok po kroku

  1. Zacznij od pierwiastka, który występuje w najmniejszej liczbie wzorów (zwykle metal albo N, S, C). H i O zostaw na koniec, bo są prawie wszędzie.
  2. Grupy, które przechodzą bez zmian (SO4, PO4, NO3, OH), licz jak jeden „klocek”, a nie atom po atomie.
  3. Uzgodnij wodór, a na samym końcu tlen.
  4. Jeśli przy O2 wychodzi ułamek (np. 3/2), pomnóż wszystkie współczynniki przez mianownik.
  5. Policz każdy pierwiastek po obu stronach jeszcze raz.

Przykład: NH3 + O2 → N2 + H2O

N: po prawej N₂ (2 atomy) → 2NH₃ + O₂ → N₂ + H₂O
H: po lewej 2·3 = 6 H → 2NH₃ + O₂ → N₂ + 3H₂O
O: po prawej 3 atomy O, w O₂ są 2 → 3/2 O₂
2NH₃ + 3/2 O₂ → N₂ + 3H₂O | ·2
4NH₃ + 3O₂ → 2N₂ + 6H₂O
Sprawdzenie: N 4=4, H 12=12, O 6=6 ✓

Wszystkie 12 równań z zadania 1 uzgodnisz sam w interaktywnym ćwiczeniu, z licznikiem atomów, który na bieżąco pokazuje, co się zgadza.

08

Jak czytać równanie: stechiometria

Uzgodnione równanie to przepis. Współczynniki mówią, w jakim stosunku moli (czyli liczby cząsteczek) reagują substancje. Weźmy spalanie wodoru:

2H2+ O2→ 2H2O
cząsteczki212
mole2 mol1 mol2 mol
gramy (n · M)2·2,016 = 4,03 g32,00 g2·18,02 = 36,03 g
dm³ (tylko gazy, w.n.)2·22,4 = 44,822,4woda nie jest gazem w w.n.
Współczynniki nie dotyczą gramów2 mole wodoru reagują z 1 molem tlenu, ale nie 2 g z 1 g. Masy zawsze liczysz przez masę molową. Zauważ też: masa się zgadza (4,03 + 32,00 = 36,03), choć liczba moli nie (3 → 2).

Każde zadanie stechiometryczne to podróż po tej mapie: dane o substancji A zamieniasz na mole, mole A na mole B (przez współczynniki), a mole B na to, o co pytają.

SUBSTANCJA A (DANE) SUBSTANCJA B (SZUKANE) masam [g] objętość gazuV [dm³], w.n. liczba cząstekN mole An(A) mole Bn(B) masam [g] objętość gazuV [dm³], w.n. liczba cząstekN ÷ M ÷ 22,4 ÷ Nₐ × b/awspółczynnikiz równania × M × 22,4 × Nₐ

a, b to współczynniki przy A i B w uzgodnionym równaniu. Przykład: w 2Fe + 3S → Fe2S3 z 3 moli S powstaje 1 mol Fe2S3, więc n(Fe₂S₃) = n(S) · 1/3.

09

Metoda proporcji (na krzyż)

Proporcja pozwala przejść całą mapę z rozdziału 8 jednym rachunkiem. Układasz dwa wiersze:

  • górny wiersz: zależność wzięta z równania reakcji (lub ze wzoru) dla pełnych moli, przeliczona na jednostki, których potrzebujesz,
  • dolny wiersz: liczba z zadania i niewiadoma x.
z równaniaa [jedn. 1]—b [jedn. 2]z zadaniac [jedn. 1]—x
x = b · c / a

Reguły:

  1. W lewej kolumnie ta sama substancja i ta sama jednostka, w prawej też. Między kolumnami jednostki mogą być różne (gramy po lewej, dm³ po prawej); to właśnie największa zaleta proporcji.
  2. Mnożysz na krzyż dwie liczby leżące po przekątnej od siebie nawzajem (bez x) i dzielisz przez liczbę, która leży po przekątnej z x.
  3. Górny wiersz bierze współczynniki z równania: jeśli w równaniu jest 2 przed KOH, piszesz 2·56,11 g.

Przykład pełny

Ile dm³ tlenu (w.n.) potrzeba do spalenia 8,00 g wodoru? Równanie: 2H2 + O2 → 2H2O. Z równania: 2 mole H₂ (2·2,016 = 4,032 g) reagują z 1 molem O₂ (22,4 dm³).

z równania4,032 g H2—22,4 dm³ O2z zadania8,00 g H2—x
x = 22,4 · 8,00 / 4,032 = 44,4 dm³ O2
To samo metodą „na molach”n(H₂) = 8,00 / 2,016 = 3,968 mol → n(O₂) = 3,968 / 2 = 1,984 mol → V = 1,984 · 22,4 = 44,4 dm³. Wynik ten sam. Obie metody są poprawne; używaj tej, która jest dla Ciebie czytelniejsza.

W zakładce Kalkulatory jest kalkulator proporcji, na którym możesz sprawdzać swoje rachunki.

10

Substrat w nadmiarze i w niedomiarze

Jeśli zadanie podaje ilości dwóch substratów, zwykle jednego jest za dużo. Reakcja kończy się, gdy zabraknie tego drugiego (substrat w niedomiarze, zwany też ograniczającym). Produkt liczy się zawsze z substratu w niedomiarze.

Analogia: kanapka = 2 kromki + 1 plaster sera. Masz 10 kromek i 3 plastry. Zrobisz tylko 3 kanapki, bo skończy się ser; 4 kromki zostaną (nadmiar).

  1. Policz, ile drugiego substratu potrzeba na całą ilość pierwszego (proporcja z równania).
  2. Porównaj z tym, co masz. Jeśli masz mniej niż potrzeba, to drugi substrat jest w niedomiarze.
  3. Produkt licz z substratu w niedomiarze. Nadmiar = to, co było − to, co przereagowało.

Takie sytuacje są w zadaniach 8 i 10. W zadaniach 13 i 14 treść mówi wprost, że jeden odczynnik jest w nadmiarze; wtedy liczysz z drugiego.

11

Wydajność, straty i skład procentowy

Wydajność mówi, jaka część teoretycznie możliwego produktu naprawdę powstała:

W = (ilość rzeczywista / ilość teoretyczna) · 100%

Ilość teoretyczną liczysz z równania tak, jakby wszystko przereagowało w 100%.

Straty p%: jeśli ucieka p% wytworzonego produktu, dociera tylko (100 − p)%. Żeby dotarło tyle, ile potrzebujesz, trzeba wytworzyć więcej:

wytworzyć = potrzebne / (1 − p/100) np. straty 1,3%: potrzebne / 0,987
PułapkaMnożenie przez 1,013 nie jest tym samym co dzielenie przez 0,987. Straty liczy się od tego, co powstało, więc poprawne jest dzielenie. Przy małych stratach różnica jest mała, ale przy 30% stratach już duża.

Procent masowy składnika w mieszaninie lub stopie:

% składnika = (m składnika / m całości) · 100%
12

Typy reakcji spotykane w zadaniach

Zobojętnianie: kwas + zasada → sól + woda

Atom H z kwasu łączy się z grupą OH z zasady i powstaje woda. Ile cząsteczek zasady zużyje kwas, zależy od liczby jego „kwasowych” atomów H:

KwasKwasowe HIle NaOH na 1 cząsteczkę
HCl, HNO311
CH3COOH (tylko H z COOH)11
H2SO4, (COOH)2, H2CO3 (z CO₂)22
H3PO433

Sól obojętna powstaje, gdy wszystkie kwasowe H zostały zastąpione metalem (K2CO3, Na2SO4). Wodorosól zachowuje część H (KHCO3, Ca(H2PO4)2). Ma to znaczenie w zadaniu 15 i ostatnim równaniu z zadania 1.

Strącanie osadu

Dwie rozpuszczalne sole wymieniają się jonami i powstaje związek nierozpuszczalny, który „wypada” jako osad (strzałka ↓). Na liście: AgCl (biały), PbS (czarny), CaCO3 (biały). Osad można odsączyć, wysuszyć i zważyć, a z jego masy policzyć, ile było substratu (zadania 12, 14, 18).

AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃

Spalanie

Reakcja z tlenem. Spalanie całkowite związków C i H daje CO2 i H2O; siarka daje SO2; metale dają tlenki.

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O S + O₂ → SO₂ 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃

Wypieranie gazu z soli

Mocny kwas wypiera słabszy, lotny kwas z jego soli; powstający gaz ucieka (strzałka ↑):

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S↑
Łańcuch atomówGdy jest kilka reakcji po kolei, nie zawsze trzeba je wszystkie uzgadniać. Wystarczy śledzić, ile atomów kluczowego pierwiastka przechodzi z substancji A do B. Przykład: każdy atom srebra z monety kończy w AgCl, więc 1 mol Ag → 1 mol AgCl (zadanie 18).

Zadania 1–20

ZADANIE 1 z 20

Uzgadnianie równań

Dobrać współczynniki (uzgodnić strony równania) w podanych 12 przykładach.

Najpierw spróbuj sam na kartce, potem kliknij równanie, żeby zobaczyć wskazówki i wynik.

a) NH3 + O2 → N2 + H2O

  1. Azot: po prawej N₂ ma 2 atomy N → przed NH₃ wstaw 2.
  2. Wodór: po lewej 2·3 = 6 H → po prawej 3H₂O.
  3. Tlen: po prawej 3 atomy O; w O₂ są 2 atomy → potrzeba 3/2 O₂.
  4. Pozbywamy się ułamka, mnożąc wszystko przez 2: 4NH₃ + 3O₂ → 2N₂ + 6H₂O.

b) NH3 + O2 → NO + H2O

  1. Azot: po 1 atomie z każdej strony, NH₃ i NO mają ten sam współczynnik.
  2. Wodór: 3 w NH₃, 2 w H₂O; najmniejsza wspólna wielokrotność to 6 → 2NH₃ i 3H₂O, więc też 2NO.
  3. Tlen: po prawej 2 (z 2NO) + 3 (z 3H₂O) = 5 → 5/2 O₂.
  4. ·2: 4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O (to reakcja z przemysłowej produkcji kwasu azotowego).

c) NH3 + O2 → NO2 + H2O

  1. Jak poprzednio: 2NH₃ → 2NO₂ + 3H₂O (azot i wodór).
  2. Tlen: po prawej 2·2 + 3 = 7 → 7/2 O₂.
  3. ·2: 4NH₃ + 7O₂ → 4NO₂ + 6H₂O.

d) N2O + NH3 → N2 + H2O

  1. Azot jest w trzech wzorach, więc zostawiamy go na koniec. Zaczynamy od wodoru: 2NH₃ (6 H) → 3H₂O.
  2. Tlen: po prawej 3 atomy O, jedyne źródło po lewej to N₂O (1 O) → 3N₂O.
  3. Azot: po lewej 3·2 + 2·1 = 8 atomów N → 4N₂.
  4. 3N₂O + 2NH₃ → 4N₂ + 3H₂O.

e) H2S + O2 → SO2 + H2O

  1. Siarka: 1 = 1. Wodór: 2 = 2. Na razie wszystkie współczynniki 1, poza O₂.
  2. Tlen: po prawej 2 (SO₂) + 1 (H₂O) = 3 → 3/2 O₂.
  3. ·2: 2H₂S + 3O₂ → 2SO₂ + 2H₂O.

f) NO2 + H2 → N2 + H2O

  1. Azot: N₂ po prawej → 2NO₂.
  2. Tlen: 2·2 = 4 atomy O → 4H₂O.
  3. Wodór: 4·2 = 8 → 4H₂.
  4. 2NO₂ + 4H₂ → N₂ + 4H₂O.

g) H2SO4 + Al(OH)3 → Al2(SO4)3 + H2O

  1. To zobojętnianie. Glin: 2 w Al₂(SO₄)₃ → 2Al(OH)₃.
  2. Grupa SO₄ jako „klocek”: po prawej 3 → 3H₂SO₄.
  3. Wodór kwasowy (3·2 = 6) łączy się z grupami OH (2·3 = 6) w 6 cząsteczek wody → 6H₂O.
  4. 3H₂SO₄ + 2Al(OH)₃ → Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O. Sprawdź tlen: 12 + 6 = 18 po lewej, 12 + 6 = 18 po prawej.

h) K3PO4 + MgSO4 → Mg3(PO4)2 + K2SO4

  1. Klocek PO₄: po prawej 2 → 2K₃PO₄.
  2. Magnez: 3 → 3MgSO₄.
  3. Potas: 2·3 = 6 → 3K₂SO₄. Klocek SO₄: 3 = 3 ✓.
  4. 2K₃PO₄ + 3MgSO₄ → Mg₃(PO₄)₂ + 3K₂SO₄.

i) NaOH + FeSO4 → Na2SO4 + Fe(OH)2

  1. Sód: 2 w Na₂SO₄ → 2NaOH.
  2. Grupy OH: 2 po lewej, 2 w Fe(OH)₂ ✓. Fe i SO₄ po 1 ✓.
  3. 2NaOH + FeSO₄ → Na₂SO₄ + Fe(OH)₂.

j) Al2(SO4)3 + Ca(OH)2 → CaSO4 + Al(OH)3

  1. Klocek SO₄: 3 po lewej → 3CaSO₄ (tak jak na liście).
  2. Wapń: 3 → 3Ca(OH)₂, czyli 6 grup OH.
  3. Grupy OH: 6 → 2Al(OH)₃. Glin: 2 = 2 ✓.
  4. Al₂(SO₄)₃ + 3Ca(OH)₂ → 3CaSO₄ + 2Al(OH)₃.

k) FeCl3 + Ca(OH)2 → CaCl2 + Fe(OH)3

  1. Na liście jest już 3CaCl₂, czyli 6 atomów Cl → 2FeCl₃.
  2. Żelazo: 2 → 2Fe(OH)₃, czyli 6 grup OH.
  3. Wapń i OH: 3Ca(OH)₂ daje 3 Ca i 6 OH ✓. Szukany współczynnik to 3.
  4. 2FeCl₃ + 3Ca(OH)₂ → 3CaCl₂ + 2Fe(OH)₃.

l) H3PO4 + Ca(OH)2 → Ca(H2PO4)2 + H2O

  1. Produkt to wodorosól Ca(H₂PO₄)₂: wapń 1 → 1Ca(OH)₂, szukany współczynnik to 1.
  2. Fosfor: 2 w Ca(H₂PO₄)₂ → 2H₃PO₄.
  3. Wodór: po lewej 2·3 + 2 = 8, po prawej 2·2 = 4 w soli, brakuje 4 → 2H₂O.
  4. 2H₃PO₄ + Ca(OH)₂ → Ca(H₂PO₄)₂ + 2H₂O. Sprawdź tlen: 8 + 2 = 10 i 8 + 2 = 10 ✓.
↑ Lista zadań
ZADANIE 2 z 20

Atomy H w wodzie

Ile atomów wodoru znajduje się w 5,22 g wody?

Potrzebna teoria: MolMasa molowaProporcje

Dane

  • m(H2O) = 5,22 g

Szukane

  • liczba atomów wodoru

Rozwiązanie krok po kroku

Masa molowa wody

Cząsteczka H2O to 2 atomy H i 1 atom O.
M(H₂O) = 2·1,008 + 16,00 = 18,02 g/mol

Czyli 1 mol wody waży 18,02 g.

Ile atomów H jest w 1 molu wody

1 mol to 6,022·1023 cząsteczek. W każdej są 2 atomy H, więc w 1 molu wody jest 2·6,022·1023 atomów H.

Proporcja

ze wzoru (1 mol)18,02 g H2O—2·6,022·1023 atomów Hz zadania5,22 g H2O—x
x = 5,22 · 2 · 6,022·1023 / 18,02 = 3,49·1023 atomów H

Górny wiersz: co wiemy o 1 molu wody. Dolny: ile wody mamy naprawdę.

Sprawdzenie metodą molową

n(H₂O) = 5,22 / 18,02 = 0,2897 mol
n(H) = 2 · 0,2897 = 0,5794 mol
N(H) = 0,5794 · 6,022·10²³ = 3,49·10²³
OdpowiedźW 5,22 g wody jest 3,49·1023 atomów wodoru.
↑ Lista zadań
ZADANIE 3 z 20

Atomy złota

Ile atomów złota zawiera 10,00 cm³ tego metalu (d = 19300 kg/m³)?

Dane

  • V = 10,00 cm³
  • d = 19300 kg/m³

Szukane

  • liczba atomów Au

Rozwiązanie krok po kroku

Gęstość w g/cm³

Objętość mamy w cm³, więc gęstość też musi być „na cm³”.
1 kg = 1000 g; 1 m³ = 1 000 000 cm³
d = 19300 · 1000 g / 1 000 000 cm³ = 19,3 g/cm³

Skrót: kg/m³ ÷ 1000 = g/cm³.

Masa złota

Gęstość to masa 1 cm³.
z gęstości1 cm³—19,3 gz zadania10,00 cm³—x
x = 19,3 · 10,00 / 1 = 193,0 g

To samo co wzór m = d · V.

Masa molowa złota

Złoto to pierwiastek (metal), zbudowany z pojedynczych atomów Au. Z układu okresowego: M(Au) = 196,97 g/mol. Czyli 196,97 g złota to 6,022·1023 atomów.

Proporcja

1 mol196,97 g Au—6,022·1023 atomówz zadania193,0 g Au—x
x = 193,0 · 6,022·1023 / 196,97 = 5,90·1023 atomów
Odpowiedź10,00 cm³ złota zawiera 5,90·1023 atomów Au (to prawie 1 mol, bo 193 g ≈ 197 g).
↑ Lista zadań
ZADANIE 4 z 20

CO₂ w piwie

Obliczyć ilość cząsteczek dwutlenku węgla w puszce piwa o objętości 0,50 litra, jeśli wiadomo, że w 100 ml piwa znajduje się, w przeliczeniu na warunki normalne, 5,12 cm³ CO₂.

Dane

  • V piwa = 0,50 L
  • w 100 mL piwa: 5,12 cm³ CO₂ (w.n.)

Szukane

  • liczba cząsteczek CO2

Rozwiązanie krok po kroku

Ujednolicamy jednostki

0,50 L = 0,50 dm³ = 500 cm³ = 500 mL (1 mL = 1 cm³)

Ile CO₂ jest w całej puszce

z treści100 mL piwa—5,12 cm³ CO2puszka500 mL piwa—x
x = 5,12 · 500 / 100 = 25,6 cm³ = 0,0256 dm³

Objętość molowa

W warunkach normalnych 1 mol gazu to 22,4 dm³ i zawiera 6,022·1023 cząsteczek.
1 mol gazu22,4 dm³ CO2—6,022·1023 cząsteczekz puszki0,0256 dm³—x
x = 0,0256 · 6,022·1023 / 22,4 = 6,88·1020 cząsteczek

Uwaga na jednostki

Typowy błądWstawienie 25,6 (cm³) do proporcji z 22,4 (dm³) daje wynik 1000 razy za duży. Najpierw zamień cm³ na dm³.
OdpowiedźW puszce jest 6,88·1020 cząsteczek CO₂.
↑ Lista zadań
ZADANIE 5 z 20

Potas w soli jodowanej

1 kg soli spożywczej jodowanej zawiera 30,05 mg jodanu(V) potasu, KIO₃. Ile atomów potasu znajduje się w jednej szczypcie tej soli (1 szczypta to 0,25 g)?

Dane

  • 1 kg soli = 1000 g → 30,05 mg KIO₃
  • szczypta = 0,25 g soli

Szukane

  • liczba atomów K w szczypcie

Rozwiązanie krok po kroku

Ile KIO₃ jest w szczypcie

z treści1000 g soli—30,05 mg KIO3szczypta0,25 g soli—x
x = 30,05 · 0,25 / 1000 = 0,0075125 mg = 7,5125·10−6 g

1 mg = 0,001 g, więc 0,0075125 mg = 0,0000075125 g.

Masa molowa KIO₃

Jodan(V) potasu: kation K⁺ i anion IO3⁻.
M(KIO₃) = 39,10 + 126,90 + 3·16,00 = 214,00 g/mol

Ile atomów K w jednym „KIO₃”

We wzorze jest jeden atom K, więc 1 mol KIO₃ zawiera 1 mol atomów K, czyli 6,022·1023 atomów.

Proporcja

1 mol214,00 g KIO3—6,022·1023 atomów Kszczypta7,5125·10−6 g—x
x = 7,5125·10−6 · 6,022·1023 / 214,00 = 2,11·1016 atomów K
OdpowiedźW szczypcie soli jodowanej jest ok. 2,11·1016 atomów potasu (z KIO₃).
↑ Lista zadań
ZADANIE 6 z 20

Aromat piwa

Trisiarczek dimetylu (C₂H₆S₃) to jeden ze składników aromatu piwa. Próg jego wyczuwalności wynosi 0,60 mg na 1,00 litr piwa. Ile cząsteczek tego związku musi znaleźć się w kuflu (0,50 litra) piwa, żeby można go było wyczuć?

Dane

  • próg: 0,60 mg / 1,00 L
  • V kufla = 0,50 L

Szukane

  • liczba cząsteczek C2H6S3

Rozwiązanie krok po kroku

Minimalna masa w kuflu

próg1,00 L—0,60 mgkufel0,50 L—x
x = 0,60 · 0,50 / 1,00 = 0,30 mg = 3,0·10−4 g

Masa molowa C₂H₆S₃

M = 2·12,01 + 6·1,008 + 3·32,07 = 24,02 + 6,048 + 96,21 = 126,28 g/mol

Proporcja

1 mol126,28 g—6,022·1023 cząsteczekkufel3,0·10−4 g—x
x = 3,0·10−4 · 6,022·1023 / 126,28 = 1,43·1018 cząsteczek
OdpowiedźW kuflu musi być co najmniej 1,43·1018 cząsteczek trisiarczku dimetylu.
↑ Lista zadań
ZADANIE 7 z 20

Siarczek żelaza(III)

Ile gramów siarczku żelaza(III) powstanie w reakcji 24,45 g siarki z żelazem?

Dane

  • m(S) = 24,45 g
  • żelazo w wystarczającej ilości

Szukane

  • m(Fe2S3)

Rozwiązanie krok po kroku

Wzór z nazwy

Siarczek = sama siarka (wartościowość II). Żelaza(III) = Fe o wartościowości III. Na krzyż:
Fe(III) S(II) → Fe₂S₃ sprawdzenie: 2·3 = 6 = 3·2

Równanie reakcji

Fe + S → Fe₂S₃
S: po prawej 3 → 3S; Fe: po prawej 2 → 2Fe
2Fe + 3S → Fe₂S₃

Czytamy: 3 mole siarki dają 1 mol siarczku.

Masy molowe

M(S) = 32,07 g/mol → 3 mole S = 96,21 g
M(Fe₂S₃) = 2·55,85 + 3·32,07 = 207,91 g/mol

Proporcja

z równania3·32,07 = 96,21 g S—207,91 g Fe2S3z zadania24,45 g S—x
x = 24,45 · 207,91 / 96,21 = 52,84 g

W górnym wierszu musi być 3·M(S), bo w równaniu przed S stoi 3.

OdpowiedźPowstanie 52,8 g Fe₂S₃.
↑ Lista zadań
ZADANIE 8 z 20

Synteza HCl

W celu otrzymania chlorowodoru zmieszano 4,25 litra wodoru i 3,75 dm³ chloru. Oblicz objętość gazów po reakcji (wszystkie objętości odnoszą się do warunków normalnych).

Dane

  • V(H₂) = 4,25 L = 4,25 dm³
  • V(Cl₂) = 3,75 dm³

Szukane

  • objętość wszystkich gazów po reakcji

Rozwiązanie krok po kroku

Równanie

Wodór i chlor to gazy dwuatomowe.
H₂ + Cl₂ → 2HCl

Gazy: współczynniki = objętości

Wszystko jest gazem w tych samych warunkach, więc z prawa Avogadra: 1 dm³ H₂ + 1 dm³ Cl₂ → 2 dm³ HCl. Nie trzeba liczyć moli.

Który gaz jest w niedomiarze

Reagują 1 : 1. Chloru jest mniej (3,75 < 4,25), więc chlor zużyje się cały, a wodór jest w nadmiarze.
przereaguje H₂: 3,75 dm³
zostanie H₂: 4,25 − 3,75 = 0,50 dm³

Ile powstało HCl

z równania1 dm³ Cl2—2 dm³ HClz zadania3,75 dm³ Cl2—x
x = 3,75 · 2 / 1 = 7,50 dm³ HCl

Gazy po reakcji

HCl 7,50 dm³ + nieprzereagowany H₂ 0,50 dm³ = 8,00 dm³

Ciekawostka: przed reakcją też było 4,25 + 3,75 = 8,00 dm³, bo z 2 objętości gazów powstają 2 objętości.

OdpowiedźPo reakcji jest 8,00 dm³ gazów: 7,50 dm³ HCl i 0,50 dm³ H₂ (nadmiar).
↑ Lista zadań
ZADANIE 9 z 20

Spalanie metanu

Oblicz, ile m³ CO₂ i pary wodnej powstanie w wyniku całkowitego spalenia 2,50 kg metanu (ilości gazów odnoszą się do warunków normalnych).

Dane

  • m(CH₄) = 2,50 kg = 2500 g

Szukane

  • V(CO₂) [m³]
  • V(H₂O) [m³]

Rozwiązanie krok po kroku

Równanie spalania całkowitego

CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O
C: 1 = 1; H: 4 → 2H₂O; O: 2 + 2 = 4 → 2O₂
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

Masa molowa metanu

M(CH₄) = 12,01 + 4·1,008 = 16,04 g/mol

Objętość CO₂

1 mol CH₄ → 1 mol CO₂ = 22,4 dm³.
z równania16,04 g CH4—22,4 dm³ CO2z zadania2500 g CH4—x
x = 2500 · 22,4 / 16,04 = 3491 dm³ = 3,49 m³

1 m³ = 1000 dm³.

Objętość pary wodnej

1 mol CH₄ → 2 mole H₂O = 2·22,4 = 44,8 dm³.
z równania16,04 g CH4—44,8 dm³ H2Oz zadania2500 g CH4—x
x = 2500 · 44,8 / 16,04 = 6982 dm³ = 6,98 m³

Szybciej: pary wodnej jest 2 razy więcej niż CO₂, bo współczynnik 2.

Uwaga

Uproszczenie z treściW 0 °C woda nie jest gazem. Treść każe jednak traktować parę wodną jak gaz w w.n., więc używamy 22,4 dm³/mol.
OdpowiedźPowstanie 3,49 m³ CO₂ i 6,98 m³ pary wodnej.
↑ Lista zadań
ZADANIE 10 z 20

Spalanie siarki

Tlenek siarki(IV) jest znanym konserwantem spożywczym stosowanym m.in. w produkcji wina. Ile tego gazu (w dm³) można otrzymać w wyniku spalenia 55,50 g siarki z 12,00 dm³ tlenu? Ilości gazów odnoszą się do warunków normalnych.

Dane

  • m(S) = 55,50 g
  • V(O₂) = 12,00 dm³

Szukane

  • V(SO2)

Rozwiązanie krok po kroku

Równanie

S + O₂ → SO₂

Wszystko 1 : 1 : 1.

Dwa substraty: kto jest w niedomiarze?

Liczymy, ile tlenu potrzeba na całą siarkę.
z równania32,07 g S—22,4 dm³ O2z zadania55,50 g S—x
x = 55,50 · 22,4 / 32,07 = 38,76 dm³ O₂ potrzeba
Mamy tylko 12,00 dm³, czyli tlen jest w niedomiarze, siarka w nadmiarze.

Liczymy z tlenu

z równania22,4 dm³ O2—22,4 dm³ SO2z zadania12,00 dm³ O2—x
x = 12,00 dm³ SO₂

Gazy w stosunku 1 : 1, więc objętość SO₂ = objętość zużytego O₂.

Pułapka

Nie licz z siarkiZ 55,50 g S wyszłoby 38,76 dm³ SO₂, ale tyle tlenu nie ma. Produkt liczy się zawsze z substratu w niedomiarze.
OdpowiedźMożna otrzymać 12,00 dm³ SO₂.
↑ Lista zadań
ZADANIE 11 z 20

Synteza amoniaku

Jaką objętość (w warunkach normalnych) zajmą substraty (azot i wodór) do syntezy 8,54 g amoniaku?

Dane

  • m(NH₃) = 8,54 g

Szukane

  • V(N₂) + V(H₂)

Rozwiązanie krok po kroku

Równanie

N₂ + H₂ → NH₃
N: 2 → 2NH₃; H: 2·3 = 6 → 3H₂
N₂ + 3H₂ → 2NH₃

Masa molowa amoniaku

M(NH₃) = 14,01 + 3·1,008 = 17,03 g/mol → 2 mole = 34,06 g

Objętość azotu

z równania34,06 g NH3—22,4 dm³ N2z zadania8,54 g NH3—x
x = 8,54 · 22,4 / 34,06 = 5,62 dm³ N₂

Objętość wodoru

z równania34,06 g NH3—3·22,4 = 67,2 dm³ H2z zadania8,54 g NH3—x
x = 8,54 · 67,2 / 34,06 = 16,85 dm³ H₂

Razem i sprawdzenie

V = 5,62 + 16,85 = 22,47 dm³ ≈ 22,5 dm³

Sens: 8,54 g NH₃ to ok. 0,5 mola. Substratów jest 2 razy więcej moli (4 mole na 2 mole NH₃), czyli ok. 1 mol gazów → ok. 22,4 dm³.

OdpowiedźSubstraty zajmą 22,5 dm³ (5,62 dm³ N₂ + 16,85 dm³ H₂).
↑ Lista zadań
ZADANIE 12 z 20

Sól w chipsach

Do wytrącenia całego NaCl (chlorku sodu, soli kuchennej) wyekstrahowanego ze 100 g chipsów ziemniaczanych użyto 4,41 g azotanu(V) srebra AgNO₃. Jaka ilość tych chipsów w pełni zaspokaja zapotrzebowanie dorosłego organizmu na sól, wynoszące 5 g NaCl na dzień?

Dane

  • 100 g chipsów → zużyto 4,41 g AgNO₃
  • zapotrzebowanie: 5 g NaCl

Szukane

  • masa chipsów

Rozwiązanie krok po kroku

Co się dzieje

Jony srebra łączą się z chlorkami w nierozpuszczalny chlorek srebra, który wypada jako biały osad:
AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃

Stosunek AgNO₃ : NaCl = 1 : 1.

Masy molowe

M(AgNO₃) = 107,87 + 14,01 + 3·16,00 = 169,88 g/mol
M(NaCl) = 22,99 + 35,45 = 58,44 g/mol

Ile soli jest w 100 g chipsów

z równania169,88 g AgNO3—58,44 g NaClz zadania4,41 g AgNO3—x
x = 4,41 · 58,44 / 169,88 = 1,517 g NaCl

Ile chipsów daje 5 g soli

analiza100 g chipsów—1,517 g NaCldzienna dawkax—5 g NaCl
x = 100 · 5 / 1,517 = 329,6 g ≈ 330 g

Tu niewiadoma jest po lewej. Zasada ta sama: mnożysz na krzyż (100 · 5) i dzielisz przez liczbę po przekątnej z x (1,517).

OdpowiedźDzienne zapotrzebowanie na sól pokrywa ok. 330 g chipsów.
↑ Lista zadań
ZADANIE 13 z 20

FeS i siarkowodór

Ile siarczku żelaza(II) należy rozłożyć chlorowodorem, aby otrzymanym siarkowodorem wytrącić całkowicie jony ołowiu z roztworu azotanu(V) ołowiu(II) zawierającego 10,55 g tej soli? Straty siarkowodoru wynoszą 1,3%. Ile litrów gazowego chlorowodoru (w przeliczeniu na warunki normalne) należy użyć do tego celu?

Dane

  • m(Pb(NO₃)₂) = 10,55 g
  • straty H₂S = 1,3%

Szukane

  • m(FeS)
  • V(HCl) [dm³]

Rozwiązanie krok po kroku

Wzory i dwie reakcje

Siarczek żelaza(II): Fe(II) S(II) → FeS. Azotan(V) ołowiu(II): Pb(II) NO₃(I) → Pb(NO3)2.
FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S↑
H₂S + Pb(NO₃)₂ → PbS↓ + 2HNO₃

Łańcuch: FeS → H₂S → strąca Pb²⁺ jako czarny PbS.

Ile H₂S musi dotrzeć do roztworu

M(Pb(NO₃)₂) = 207,2 + 2·14,01 + 6·16,00 = 331,22 g/mol
n = 10,55 / 331,22 = 0,03185 mol
H₂S reaguje z solą 1 : 1, więc do roztworu musi trafić 0,03185 mol H₂S.

Uwzględniamy straty

1,3% H₂S ucieka, więc do roztworu dociera 98,7% wytworzonego gazu.
dociera98,7%—0,03185 moltrzeba wytworzyć100%—x
x = 0,03185 · 100 / 98,7 = 0,03227 mol H₂S
Dlaczego dzielimy przez 0,987, a nie mnożymy przez 1,013?Straty to 1,3% tego, co powstało, a nie tego, co ma dotrzeć. Tutaj różnica jest w czwartej cyfrze, ale metoda ma znaczenie.

Masa FeS

Z równania 1 mol FeS → 1 mol H₂S.
M(FeS) = 55,85 + 32,07 = 87,92 g/mol
1 mol1 mol FeS—87,92 gpotrzebne0,03227 mol—x
x = 0,03227 · 87,92 = 2,84 g FeS

Objętość HCl

Na 1 mol FeS potrzeba 2 moli HCl.
n(HCl) = 2 · 0,03227 = 0,06454 mol
V = 0,06454 · 22,4 = 1,45 dm³

Albo proporcją: 1 mol FeS — 2·22,4 dm³ HCl; 0,03227 mol — x.

OdpowiedźTrzeba rozłożyć 2,84 g FeS, zużywając 1,45 dm³ HCl (w.n.).
↑ Lista zadań
ZADANIE 14 z 20

Azotan srebra z osadu

W wyniku reakcji azotanu(V) srebra z kwasem solnym (roztwór HCl) powstał osad, który po wysuszeniu ważył 1,4154 g. Wiedząc, że do reakcji zastosowano nadmiar roztworu HCl, oblicz masę azotanu(V) użytego do reakcji.

Dane

  • m(osadu AgCl) = 1,4154 g
  • HCl w nadmiarze

Szukane

  • m(AgNO3)

Rozwiązanie krok po kroku

Równanie i osad

AgNO₃ + HCl → AgCl↓ + HNO₃
Osad to chlorek srebra. HNO₃ zostaje w roztworze.

Z czego liczyć

HCl jest w nadmiarze, więc cały AgNO₃ przereagował. Masa osadu mówi nam, ile było AgNO₃.

Masy molowe

M(AgCl) = 107,87 + 35,45 = 143,32 g/mol
M(AgNO₃) = 169,88 g/mol

Proporcja

z równania143,32 g AgCl—169,88 g AgNO3z zadania1,4154 g AgCl—x
x = 1,4154 · 169,88 / 143,32 = 1,6777 g
OdpowiedźUżyto 1,678 g AgNO₃.
↑ Lista zadań
ZADANIE 15 z 20

KOH i CO₂

Oblicz, ile gramów wodorotlenku potasu wejdzie w reakcję z 2,8 dm³ CO₂ (warunki normalne), jeśli wiadomo, że produktem reakcji jest sól obojętna.

Dane

  • V(CO₂) = 2,8 dm³ (w.n.)
  • produkt: sól obojętna

Szukane

  • m(KOH)

Rozwiązanie krok po kroku

Jaka sól?

CO₂ z wodą tworzy kwas węglowy H2CO3, który ma 2 kwasowe H. Sól obojętna = oba H zastąpione potasem → K2CO3. (Wodorosól to byłby KHCO3, 1 : 1.)

Równanie

2KOH + CO₂ → K₂CO₃ + H₂O

K: 2 w K₂CO₃ → 2KOH; H: 2 → H₂O; O: 2 + 2 = 4 = 3 + 1 ✓.

Masa molowa KOH

M(KOH) = 39,10 + 16,00 + 1,008 = 56,11 g/mol → 2 mole = 112,22 g

Proporcja

z równania22,4 dm³ CO2—112,22 g KOHz zadania2,8 dm³ CO2—x
x = 2,8 · 112,22 / 22,4 = 14,03 g ≈ 14 g

Zwróć uwagę, jak proporcja łączy dm³ (lewa kolumna) z gramami (prawa).

OdpowiedźW reakcję wejdzie 14,0 g KOH.
↑ Lista zadań
ZADANIE 16 z 20

Węglan wapnia

W trakcie produkcji cukru sok pozyskany z buraka cukrowego oczyszcza się przez współstrącanie zanieczyszczeń z węglanem wapnia. Jaką objętość dwutlenku węgla zmierzoną w warunkach normalnych należy przepuścić przez roztwór soku zawierający wodorotlenek wapnia, aby strącić 200,54 g węglanu wapnia?

Dane

  • m(CaCO₃) = 200,54 g

Szukane

  • V(CO2)

Rozwiązanie krok po kroku

Równanie

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O

To ta sama reakcja, która powoduje mętnienie wody wapiennej pod wpływem CO₂. Stosunek CO₂ : CaCO₃ = 1 : 1.

Masa molowa CaCO₃

M(CaCO₃) = 40,08 + 12,01 + 3·16,00 = 100,09 g/mol

Proporcja

z równania100,09 g CaCO3—22,4 dm³ CO2z zadania200,54 g—x
x = 200,54 · 22,4 / 100,09 = 44,88 dm³

200,54 g to niemal dokładnie 2 mole, więc wynik ≈ 2·22,4.

OdpowiedźNależy przepuścić 44,88 dm³ CO₂.
↑ Lista zadań
ZADANIE 17 z 20

Stop Al–Zn

Jaki jest skład stopu glinu z cynkiem, jeśli z 10,0 g stopu otrzymano 5,1 g tlenku glinu i 9,1 g tlenku cynku?

Dane

  • m(stopu) = 10,0 g
  • m(Al₂O₃) = 5,1 g
  • m(ZnO) = 9,1 g

Szukane

  • % Al i % Zn w stopie

Rozwiązanie krok po kroku

Pomysł

Cały glin ze stopu trafia do Al2O3, a cały cynk do ZnO. Z masy tlenku liczymy masę metalu.
4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃ 2Zn + O₂ → 2ZnO

Wzory tlenków: Al(III) O(II) → Al₂O₃; Zn(II) O(II) → ZnO.

Masy molowe

M(Al₂O₃) = 2·26,98 + 3·16,00 = 101,96 g/mol (w nim 2·26,98 = 53,96 g Al)
M(ZnO) = 65,38 + 16,00 = 81,38 g/mol (w nim 65,38 g Zn)

Masa glinu

ze wzoru101,96 g Al2O3—53,96 g Alz zadania5,1 g Al2O3—x
x = 5,1 · 53,96 / 101,96 = 2,70 g Al

Wystarczy wzór tlenku: w 1 molu Al₂O₃ są 2 mole Al.

Masa cynku

ze wzoru81,38 g ZnO—65,38 g Znz zadania9,1 g ZnO—x
x = 9,1 · 65,38 / 81,38 = 7,31 g Zn

Sprawdzenie i skład %

2,70 + 7,31 = 10,01 g ≈ 10,0 g ✓
% Al = 2,70 / 10,0 · 100% = 27%
% Zn = 7,31 / 10,0 · 100% = 73%
OdpowiedźStop zawiera ok. 27% glinu i 73% cynku (2,70 g Al i 7,31 g Zn).
↑ Lista zadań
ZADANIE 18 z 20

Srebro w monecie

W celu określenia zawartości srebra w monecie o masie 6,0 g rozpuszczono ją w kwasie azotowym, a do otrzymanego roztworu dodano kwas solny, aż do całkowitego wytrącenia osadu. Masa osadu po wysuszeniu wynosiła 1,99 g. Jaki procent srebra zawierała moneta?

Dane

  • m(monety) = 6,0 g
  • m(AgCl) = 1,99 g

Szukane

  • % Ag w monecie

Rozwiązanie krok po kroku

Co się dzieje

Srebro rozpuszcza się w HNO₃ jako AgNO₃, a HCl strąca je jako AgCl:
3Ag + 4HNO₃ → 3AgNO₃ + NO + 2H₂O
AgNO₃ + HCl → AgCl↓ + HNO₃

Najważniejsze: każdy atom Ag kończy w AgCl. 1 mol Ag → 1 mol AgCl. Pierwszej reakcji nie musisz nawet uzgadniać.

Masy molowe

M(AgCl) = 143,32 g/mol M(Ag) = 107,87 g/mol

Masa srebra

z równania143,32 g AgCl—107,87 g Agz zadania1,99 g AgCl—x
x = 1,99 · 107,87 / 143,32 = 1,498 g Ag

Procent

% Ag = 1,498 / 6,0 · 100% = 24,96% ≈ 25%

Reszta monety to inne metale (np. miedź), których chlorki są rozpuszczalne, więc nie zawyżają masy osadu.

OdpowiedźMoneta zawierała ok. 25% srebra.
↑ Lista zadań
ZADANIE 19 z 20

Kwas szczawiowy

Do zobojętnienia roztworu sporządzonego z 1,25 g krystalicznego kwasu szczawiowego o wzorze (COOH)₂·2H₂O zużyto pewną ilość roztworu NaOH. Oblicz masę NaOH potrzebną do całkowitego zobojętnienia kwasu.

Dane

  • m(hydratu) = 1,25 g

Szukane

  • m(NaOH)

Rozwiązanie krok po kroku

Hydrat

(COOH)2·2H2O to kryształ, w którym na każdą cząsteczkę kwasu przypadają 2 cząsteczki wody. Woda nie reaguje z NaOH, ale jest w odważonych 1,25 g, więc liczymy masę molową całego hydratu.

Masa molowa hydratu

(COOH)₂ = C₂O₄H₂: 2·12,01 + 4·16,00 + 2·1,008 = 90,04
2H₂O: 2·18,02 = 36,03
M = 90,04 + 36,03 = 126,07 g/mol

Równanie zobojętniania

Kwas szczawiowy ma 2 grupy COOH, czyli 2 kwasowe H:
(COOH)₂ + 2NaOH → (COONa)₂ + 2H₂O

1 mol hydratu → 1 mol kwasu → 2 mole NaOH.

Proporcja

M(NaOH) = 22,99 + 16,00 + 1,008 = 40,00 g/mol → 2 mole = 80,00 g
z równania126,07 g hydratu—80,00 g NaOHz zadania1,25 g hydratu—x
x = 1,25 · 80,00 / 126,07 = 0,793 g
Typowy błądUżycie M = 90,04 (bez wody) daje 1,11 g, czyli o 40% za dużo.
OdpowiedźPotrzeba 0,793 g NaOH.
↑ Lista zadań
ZADANIE 20 z 20

Wydajność fermentacji

W wyniku fermentacji tlenowej 700,36 g alkoholu etylowego (C₂H₅OH) utleniono do kwasu octowego (CH₃COOH). Na zobojętnienie powstałego kwasu zużyto dokładnie 450,00 g NaOH. Oblicz wydajność reakcji utleniania.

Dane

  • m(C₂H₅OH) = 700,36 g
  • m(NaOH) zużyte = 450,00 g

Szukane

  • wydajność utleniania [%]

Rozwiązanie krok po kroku

Reakcje

C₂H₅OH + O₂ → CH₃COOH + H₂O
CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O

Kwas octowy ma 1 kwasowy H (ten z COOH; H z CH₃ nie reagują). Łańcuch: 1 mol etanolu → (przy 100%) 1 mol kwasu → 1 mol NaOH.

Masy molowe

M(C₂H₅OH) = 2·12,01 + 6·1,008 + 16,00 = 46,07 g/mol
M(NaOH) = 40,00 g/mol

Ile NaOH zużyłoby się przy 100%

1 mol (łańcuch)46,07 g etanolu—40,00 g NaOHteoretycznie700,36 g etanolu—x
x = 700,36 · 40,00 / 46,07 = 608,1 g NaOH

Wydajność

Zużyto naprawdę 450,00 g NaOH, czyli tylko tyle kwasu powstało.
W = 450,00 / 608,1 · 100% = 74,0%

Na molach: 700,36/46,07 = 15,20 mol etanolu; 450,00/40,00 = 11,25 mol NaOH = 11,25 mol kwasu; 11,25/15,20 = 74,0%.

OdpowiedźWydajność utleniania wynosi 74,0%.
↑ Lista zadań