Probleme rezolvate

🔓 Probleme rezolvate - Calcule stoechiometrice cu procente de masă

3.1. O sârmă de alamă de 70 g conține 60% cupru. Ea este încălzită în flacăra unei spirtiere. Determină masa de oxid de cupru II obținută.

Rezolvare:

Scriem reacția chimică și apoi o egalăm (scriem ecuația chimică):
- 2Cu + O₂ = 2CuO
- Aceasta se citește astfel: 2 moli de cupru reacționează cu 1 mol de oxigen și formează 2 moli de oxid de cupru II.
Aflăm masa de cupru din aliajul său numit alamă:

Citim datele problemei și subliniem substanțele care se dau și cele care se cer și le trecem sub substanțe:

Numai pentru substanțele subliniate, deasupra lor se notează masele molare înmulțite cu coeficienții respectivi din fața substanței.
- Calculăm masa molară a oxidului de cupru II:
- μCuO = 1∙ A_Cu + 1 ∙ A_O = 64 + 16 = 80 g/mol

Din proporția astfel obținută se calculează necunoscuta:

3.2. 44 g oțel reacționează cu oxigenul la cald. Știind că se obține 60 g magnetită, află procentul de fier și al celuilalt element din oțel.

Rezolvare:

Scriem reacția chimică și apoi o egalăm (scriem ecuația chimică):
- 3Fe +2O₂ = Fe₃O₄
- Aceasta se citește astfel: 3 moli de fier reacționează cu 2 moli de oxigen și formează 1 mol de magnetită.
Citim datele problemei și subliniem substanțele care se dau și cele care se cer și le trecem sub substanțe:

Numai pentru substanțele subliniate, deasupra lor se notează masele molare înmulțite cu coeficienții respectivi din fața substanței.
- Calculăm masa molară a magnetitei :
- μFe₃O₄ = 3 ∙ A_Fe + 4 ∙ A_O = 3∙ 56 + 4 ∙ 16 = 168 + 64 = 232 g/mol

Din proporția astfel obținută se calculează necunoscuta:

Aflăm procentul de fier din aliajul său numit oțel, cu regula de trei simplă :

Oțelul este aliajul fierului cu carbonul. Aflăm procentul carbonului din oțel: 100- 98,72 = 1,28 % C.

🔓 Problemă rezolvată - Calcule stoechiometrice cu concentrații procentuale de masă și cu volum molar

3.3. 365 g soluție de acid clorhidric 30% reacționează cu amoniac.

Se cere:

a) Ce masă de clorură de amoniu se obține ?

b) Ce volum de amoniac este necesar pentru a reacționa cu acidul clorhidric ?

Rezolvare:

Scriem reacția chimică și apoi o egalăm (scriem ecuația chimică):
- HCl + NH3 = NH4Cl
- Aceasta se citește astfel: 1 mol de acid clorhidric reacționează cu 1 mol de amoniac și formează 1 mol de clorură de amoniu.
Aflăm masa de acid clorhidric din soluția dată:

Citim datele problemei și subliniem substanțele care se dau și cele care se cer și le trecem sub substanțe:

Numai pentru substanțele subliniate, deasupra lor se notează masele molare înmulțite cu coeficienții respectivi din fața substanței.
- Calculăm masa molară a HCl și NH₄Cl :
- μHCl = 1∙ A_H + 1 ∙ A_Cl = 1 + 35,5 = 36,5 g/mol
- μNH₄Cl = 1∙ A_N + 4 ∙ A_H + 1 ∙ A_Cl = 14 + 4 ∙ 1 + 35,5 = 53,5 g/mol

Din proporțiile astfel obținute se calculează necunoscutele:

🔓 Probleme rezolvate - Calcule stoechiometrice cu exces de substanță

3.4. 20 L clor reacționează cu 11,2 L hidrogen.

Se cere:

a) Ce reactant este în exces și care este excesul de volum al acestuia?

b) Masa acidului clorhidric obținut.

Rezolvare:

Scriem reacția chimică și apoi o egalăm (scriem ecuația chimică):
- Cl₂ + H₂ = 2HCl ↑
- Aceasta se citește astfel: 1 mol de clor reacționează cu 1 mol de hidrogen și rezultă 2 moli de acid clorhidric.
Citim datele problemei și subliniem substanțele care se dau și cele care se cer și le trecem sub substanțe:

Calculăm masa molară a HCl:
- μ HCl = 1 ∙ A_H + 1 ∙ A_Cl = 1 ∙ 1 + 1 ∙ 35,5 = 36,5 g/mol

Deoarece 1 mol de clor reacționează cu 1 mol de hidrogen, înseamnă că clorul este în exces. Clorul trebuie să aibă același volum cu cel al hidrogenului.
- V_exces = 20 L – 11,2 L = 8,8 L exces Cl₂
Din proporțiile astfel obținute se calculează necunoscutele:

3.5. 168 g fier reacționează cu 112 L clor.

Se cere:

a) Ce reactant este în exces și care este excesul de volum al acestuia?

b) Excesul de masă al reactantului.

Rezolvare:

Scriem reacția chimică și apoi o egalăm (scriem ecuația chimică):
- 2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃
- Aceasta se citește astfel: 2 moli de fier reacționează cu 3 moli de clor și rezultă 2 moli de clorură de fier III.
Citim datele problemei și subliniem substanțele care se dau și cele care se cer și le trecem sub substanțe:

Calculăm masa molară a Cl₂:
- μ Cl₂ = 2 ∙ A_Cl = 2 ∙ 35,5= 71 g/mol

Calculăm raportul molar al reactanților conform ecuației chimice:
- υ₁ Fe : υ₂ Cl₂ = 2 : 3
Calculăm numărul de moli al fiecărui reactant din datele problemei:

Calculăm volumul de clor care trebuie să reacționeze cu 168 g Fe, din ecuația chimică:

🔦 Observație Cum determinăm care substanță este in exces?

In prima fază împărțim cel mai mare număr de moli la cel mai mic număr de moli, conform ecuației chimice. Astfel obținem 3:2 = 1,5. In a doua fază împărțim cel mai mare număr de moli la cel mai mic număr de moli conform datelor problemei. Astfel obținem 5:3 = 1,66. Observăm că numărul de moli de Cl2 conform datelor problemei este mai mare decât numărul de moli de Cl2 conform ecuației chimice. Așa ne dam seama că Cl2 este in exces. Dacă numărul de moli de Cl2 conform datelor problemei ar fi fost mai mic decât numărul de moli de Cl2 conform ecuației chimice, atunci în mod automat Fe ar fi fost in exces. Dacă rezultatele celor doua împărțiri ar fi fost egale, ar fi însemnat că niciun reactant nu este in exces.

Calculăm volumul de clor în exces:
- V_exces = 112 L – 100,8 L = 11,2 L exces Cl₂
Calculăm excesul de moli de clor:

Calculăm masa de clor în exces din formula nr. de moli: