+ All Categories
Home > Documents > Problemar Și Exerciții de Chimie Anorganica Part 3

Problemar Și Exerciții de Chimie Anorganica Part 3

Date post: 27-Feb-2018
Category:
Upload: ramona-andronesi
View: 283 times
Download: 3 times
Share this document with a friend

of 75

Transcript
  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    1/75

    151

    2,16 moli C, sunt necesari 2,16 moli A i 2 2,16 = 4,32 moliB. Astfel, concentraiile iniiale ale substenelor A i B (adicnumrul molilor A i B la fiecare litru de amestec pn la

    nceperea reacieiau fost: [A]0= 0,6 + 2,16 = 2,76 mol/l [B]0= 1,2 + 4,32 = 5,54 mol/l.

    Exemplul 3. Constanta de echilibru a reaciei: CO2 ++ H2 CO + H2O la 850

    0C este egal cu o unitate.Concentraiile iniiale ale oxidului de carbon (IV) i alehidrogenului sunt: [CO2]0= 0,2 mol/l i [H2]0= 0,8 mol/l. S secalculeze la ce concentraii ale celor patru substane se

    stabilete echilibrul.Rezolvare. Se noteaz prin x numrul molilor de CO2din fiecare litru de amestec care au reacionat pn lamomentul stabilirii echilibrului. Din ecuaia reaciei se vede cn acelai timp, trebuie s reacioneze i x mol H2. Acelainumr de mol de CO i H2O trebuie s se formeze ca rezultat alreaciei. Deaceea, concentraiile tuturor celor patru substane lastabilirea echilibrului se pot exprim astfel:

    [CO] = [H2O] =x; [CO2] = 0,2 -x; [H2] = 0,8x.nlocuind aceste valori n formula constantei de

    echilibru a reaciei date, se obine: 1)8,0()2,0(

    2

    xx

    x.

    Rezolvnd aceasta ecuaie, gsim cx= 0,16 mol/l. Prinurmare, echilibrul se stabilete la: [CO] = [H2O] = 0,16 mol/l;[CO2] = 0,2 - 0,16 = 0,04 mol/l; [H2] = 0,8 - 0,16 = 0,64 mol/l.

    Exemplul 4. Se amestec 8 moli SO2 cu 4 moli O2.Reacia decurgentr-un vas nchis, la temperatur constant. nmomentul cnd se ajunge la echilibru, n amestec rmn 20%din cantitatea iniial de SO2. S se determine presiuneaamestecului gazos la echilibru, dac presiunea iniial este300 kPa.

    Rezolvare: Reacia, care are loc, se exprim prinecuaia: 2SO2+ O22SO3. Din datele problemei, rezult cn momentul stabilirii echilibrului rmn 20% SO2, adic

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    2/75

    152

    1,6 mol; prin urmare, numrul molilor SO2care au reacionateste egal cu 6,4. Deoarece, conform ecuaiei reaciei, la fiecare2 mol SO2se consum un mol O2, numrul molilor de O2, care

    au reacionat, trebuie s fie egal cu 3,2, iar al celor rmai 0,8. Numrul molilor de SO3formai n urma reaciei este egalcu numrul molilor de SO2care au reacionat, adic 6,4. Astfel,numrul total de moli al celor trei substane n condiii deechilibru va fi: 1,6 + 0,8 + 6,4 = 8,8 mol. ntr-un vas nchis, latemperatur constant, presiunea gazului este directproporional cu numrul molilor care se gsesc n vas.Presiunea iniial a amestecului gazos a fost 300 kPa, iarnumrul molilor 12. Presiunea de echilibru (P) se determindin raportul:

    12 / 8,8 = 300 / P, kPa22012

    3008,8

    P .

    Exemplul 5.Constanta de echilibru a sistemului: H2++ I22HI la o anumit temperatur este egal cu 40. S sedetermine prile de volum de hidrogen i de iod, care vor trece

    n HI, dac concentraiile iniiale ale acestor substane suntaceleai i constituie 0,01 mol/l.

    Rezolvare: Exprimm concentraiile de echilibru aleacestor substane prin concentraiile iniiale. Pentru aceasta,notm micorarea concentraiilor hidrogenului i iodului pnla momentul de echilibru prin x. Rezult c concentraiile deechilibru sunt egale:

    [I2] = ( 0,01x) mol/l;[H2] = ( 0,01x) mol/l;[HI] = 2x mol/l.

    Pentru a determina x, inlocuim valorile numerice aleconcentraiilor de echilibru n expresia constantei de echilibru:

    40)01,0)(01,0(

    )2(

    ]][[

    ][ 2

    22

    2

    xx

    x

    IH

    HIk .

    Ecuaia are dou rdcini:x= 0,0146 ix= 0,0076. Dindou valori ale x, trebuie aleas acea valoare, care corespunde

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    3/75

    153

    condiiilorproblemei. Concentraiile iniiale ale hidrogenului iiodului sunt egale cu 0,01 mol/l. Rezulta c x nu poate aveavaloare mai mare ca 0,01 i ecuaia are o singur soluie

    0,0076 mol/l. n aa fel, din 0,01 mol de hidrogen i 0,01 molde iod au reacionat cte 0,0076 mol, ce constituie:

    %7601,0

    1000076,0

    .

    Exemplul 6. Constanta de echilibru a reaciei: CO ++ H2O CO2 + H2 la temperaturile de 727 i, respectiv,9270C sunt egale cu 1,4 i 0,74. Cum se poate afl G i

    direcia ei la temperaturile date?Rezolvare: G se afl din ecuaia: G = - RT lnk =

    = -19,1 T lgk. Temperaturile 727 i respectiv 9270C sunt egalecu 1000 i 1200 K. Atunci:

    a) G1 = 19,1 10001g 1,4 = - 2789 J/mol == - 2,8 kJ/mol;

    b) G2 = 19,1 12001g 0,74 = + 2502 J/mol =

    = + 2,5 kJ/mol.n aa fel n intervalul de temperaturi 7279270C(aproape la 8000C) valoarea lui G trece prin 0 i direciareaciei se schimb din direct n invers, de aceea reaciatrebuie s fie efectuat la temperaturi mai mici de 8000C. Curidicarea temperaturii randamentul crete, dar timpul deatingere a echilibrului se va mri.

    Exemplul 7. Pentru reacia: 2CO2 2CO + O2 la

    20000C componena amestecului n echilibru se exprim prinprile de volum: 85,25% CO2; 9,9% CO i 4,9% O2, iarpresiunea total n sistem constituie 1,013105Pa. Cu ce esteegal constanta de echilibru a reaciei la temperatura dat,exprimat prin: a) presiunile pariale ale substanelor reactantekp; b) concentraiile lor molare kc.

    Rezolvare: Presiunea parial a gazului este egal cu

    presiunea total, nmulit cu partea de volum a gazului namestec, de aceea:

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    4/75

    154

    P(CO2) = 1,013 1050,852 = 1,863 105Pa;

    P(CO) = 1,013 1051,099 = 0,100 105Pa;P(O2) = 1,013 10

    50,049 = 1,050 105Pa;

    PaCOP

    OPCOPkp 1,67

    )10863,0(

    1005,0)1001,0(

    )]([

    )]([)([25

    52

    2

    2

    2

    2

    Legtura dintre kpi kcse determin pe baza ecuaiei luiClapeyroneMendeleev pentru gazele ideale i se exprim prinformula: kp= kc (RT)

    n, unde neste diferena dintre numrulde mol al produselor gazoase ale reciei i substanelor gazoase

    iniiale. Pentru reacia data n= 32 = 1.

    Atunci mol/m106,3227331,8

    1,67 3

    RT

    kk

    p

    c

    Exerciii i probleme

    1. Care reacii se numesc: a) ireversibile, b) reversibile,

    c) directe i inverse? Aducei exemple corespunztoare iexplicai, dac este posibil, ca la schimbarea unor condiii,reacia ireversibil s devin reversibil.

    2. Sunt egale sau diferite valorile constantelor vitezeipentru reacia direct i invers?

    3. Cum se schimb vitezele reaciilor directe i inverse?De ce este condiionat acest fapt i n ce stare este adus

    sistemul?4. Ce este echilibrul chimic? De ce el este dinamic?Care concentraii ale substanelor reactante se numescconcentraii de echilibru?

    5. Ce se numete constanta echilibrului chimic?Depinde aceast mrime de natura substanelor reactante, deconcentraia lor, temperatur, presiune?

    6. Explicai de ce valorile numerice ale constantei

    echilibrului chimic determin gradul transformrii substanelor

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    5/75

    155

    iniiale n produse ale reaciei.7. De ce n expresia vitezei reaciei chimice sau

    constantei de echilibru nu iau parte concentraiile substanelor

    solide?8. Scriei expresiile pentru constantele de echilibru ale

    urmtoarelor reacii reversibile:1) H2(g)+ Cl2(g)2HCl(g);2) 2H2O(g)2H2(g)+ O2(g);3) N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g);4) CO(g)+ Cl2(g)COCl2(g);

    5)

    SO3(g)+ C(g)SO2(g)+ CO2(g);6) CaCO3(s)CaO(s)+ CO2(g);7) 2H2S(g)+ O2(g)SO2(g)+ 2H2O(g);8) Fe2O3(s)+ CO(g)2FeO(s)+ CO2(g);9) CaO(s)+ C(s)CaC2(s)+ CO(g);10) H2(g)+ I2(g)2HI(g) (t din camera);11) 2HCl(g)+ O2(g)2Cl2(g)+ 2H2O(l).

    9. La temperatura de 509C constanta vitezei reacieidirecte H2(g) + I2(g) 2HI(g) este egal cu 0,16, iar a celeiinverse cu 0,0047. Calculai constanta de echilibru.

    Rspuns:34.10. n sistemul CO(g)+ Cl2(g)COCl2(g)concentraiile

    iniiale CO i Cl2sunt egale cu 0,28 i, respectiv, 0,09 mol/l;concentraia de echilibru a lui CO este 0,20 mol/l. Determinaiconstanta de echilibru.

    Rspuns: 40.11. Determinai valoarea constantei de echilibru pentru

    reacia A + B C + D, dac concentraiile iniiale alesubstanelor A i B sunt egale cu 0,8 mol/l, iar concentraia deechilibru era egal cu 0,6 mol/l.

    Rspuns: 9.12. La temperatura de 4500C concentraia de echilibru a

    reaciei H2 + I2 2HI este egal cu 50,0. Cu ce este egal

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    6/75

    156

    constanta de echilibru a reaciei de disociere HI la aceeaitemperatur?

    Rspuns: 0,02.

    13. n sistemul: 2NO2 2NO + O2 concentaiile deechilibru ale substanelor reactante constituie [NO2] = 0,06;[NO] = 0,24 i [O2] = 0,12 mol/l. Determinai constanta deechilibru i concentraia iniial a lui NO2.

    Rspuns: 1,92 i 0,3 mol/l.14. La anumit temperatur concentraiile de echilibru

    n sistemul: 2SO2+ O22SO3sunt egale respectiv cu [SO2] =

    = 0,04 mol/l; [O2] = 0,06 mol/l, [SO3] = 0,02 mol/l.Determinai constanta de echilibru i concentraiile iniiale aleoxidului de sulf (IV) i oxigenului.

    Rspuns: 4,17; 0,06 mol/l, 0,07 mol/l.15. Concentraiile iniiale ale oxidului de azot (II) i

    clorului n sistemul: 2NO + Cl22NOCl constituie 0,5 mol/li, respectiv, 0,2 mol/l. Determinai constanta de echilibru,dac pn la momentul de echilibru au reacionat 20% de oxid

    de azot (II).Rspuns: 0,415.

    16. Calculai constanta de echilibru a sistemului: N2++ 3H2 2NH3, dac n momentul echilibrului concentraiaamoniacului constituie 0,4 mol/l, azotului 0,03 mol/l,oxigenului0,1 mol/l.

    Rspuns: 5 300.17. Determinai partea de mas a clorului molecular

    descompus n atomi, dac constanta de echilibru constituie4,2 10-4, iar concentraia iniial a clorului este 0,04 mol/l.

    Rspuns: 5%.18. Determinai concentraia de echilibru a hidrogenului

    n sistemul: 2HI H2+ I2, dac concentraia iniial a lui HIconstituie 0,05 mol/l, iar constanta de echilibru k = 0,02.

    Rspuns: 5,510-3mol/l.

    19. Constanta de echilibru a sistemului: CO + H2O

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    7/75

    157

    CO2+ H2 la o anumit temperatura este egal cu 1. Calculaicomponena procentual a amestecului la momentul deechilibru, dac concentraiile iniiale ale lui CO i H2constituie

    cte 1 mol/l.Rspuns: Cte 25% CO, H2O, CO2i H2.

    20. Determinai constanta de echilibru a sistemului:a) C + O2 CO2 b) C + CO2 2CO n care presiunilepariale de CO2 la momentul de echilibru constituie 0,2 dinpresiunea total a compuilor gazoi.

    Rspuns: 0,25; 3,2.

    21. Aflai constanta de echilibru a reaciei: N2O4 2NO2,dac concentraia iniial N2O4constituie 0,08 mol/l,iar la momentul stabilirii echilibrului a disociat 50% N2O4.

    Rspuns: 0,16.22. Ce valoare au constantele de echilibru kp i kc ale

    reaciei: 2HI H2 + I2 la temperatura de 4480C, dac

    presiunile pariale de echilibru ale gazelor la aceasttemperatur constituie P(HI)= 4,05 104 Pa; P(H2) = 7,52

    104Pa; P(I2) = 4,36 104Pa ?Rspuns: kp= kc= 0,02.

    23. n sistemul: PCl5 PCl3 + Cl2 echilibrul latemperatura 5000K s-a stabilit, cnd concentraia iniial PCl5,egal cu 1 mol/l, s-a micorat pn la 0,46 mol/l. Determinaivalorile kpi kcale acestei reacii la temperatura dat.

    Rspuns: kc= 0,63 mol/l; kp= 2,63 MPa.

    24. Cu ce este egal constanta de echilibru a reaciei latemperatura de 250C pentru care valoarea G298este egal cu:a) 5,714 kJ/mol, b)5,714 kJ/mol ?

    Rspuns: a) 0,1; b) 10.25. Pentru reacia: FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g),

    constanta de echilibru la temperatura de 10000C este 0,5.Concentraiile iniiale CO i CO2 sunt egale corespunztor cu0,05 i 0,01 mol/l. Determinai concentraiile lor de echilibru.

    Rspuns: 0,04 i 0,02 mol/l.

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    8/75

    158

    7.3. Deplasarea echilibrului chimic

    Echilibrul chimic al unei reacii se menine n anumite

    condiii; dac se schimb condiiile reaciei reversibile, seschimb i echilibrul chimic i odat cu el se modific iconstanta de echilibru. Factorii care influeneaz echilibrulchimic sunt: concentraia substanelor care reacioneaz,temperatura i presiunea, n cazul cnd la reacie iau parte gazesau vapori. La schimbarea a cel puin uneia din mrimileindicate, se distruge echilibrul, i concentraiile tuturorsubstanelor care iau parte la reacie ncep s se schimbe.Variaia concentraiilor continu pn cnd produsulconcentraiilor substanelor formate, raportat la produsulconcentraiilor substanelor care intr n reacie, devine egal cuconstanta de echilibru a reaciei date la temperatura dat. nacest moment, se stabilete din nou echilibrul, dar de aceastdat, pentru alte concentraii. Procesul de schimbare aconcentraiilor, provocat de distrugerea echilibrului, se numete

    deplasarea echilibrului. n general, influena diferiilor factoriasupra echilibrului chimic este dat de principiul lui LeChatelierBraun, i anume: dac se modific unul din factoriicare determin echilibrul chimic al unui sistem, echilibrulse deplaseaz n sensul acelei reacii, care se opuneschimbrii produse.

    n cazul reaciei generale, la echilibru A + B C + Dcreterea concentraiei reactantului A, se deplaseaz echilibrulspre dreapta, n sensul n care se consum mai mult din acestreactant. Dac ns crete temperatura sistemului, echilibrul sedeplaseaz n sensul creterii concentraiei substanelor pentrua cror formare se consum cldur. n cazul mririi presiunii,echilibrul reaciei se deplaseaz n sensul formrii substanelorcu volum mai mic. Apare n mod convingtor generalizarea:cnd asupra unui sistem aflat n echilibru se exercit o

    restricie, echilibrul se deplaseaz astfel nct s se opun

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    9/75

    159

    restriciei, diminuind-o.Dac la schimbarea concentraiei, temperaturii sau

    presiunii, vitezele reaciei directe i a celei inverse variaz n

    mod egal, nu are loc deplasarea echilibrului. Dac ns vitezareaciei directe se mrete sau scade de un numr mai mare deori dect viteza reaciei inverse, echilibrul nu se poate pstra, cincepe s se deplaseze n sensul reaciei a crei vitez a ajunss fie mai mare. Deplasarea echilibrului continu pn cndviteza ambelor reacii se egaleaz.

    Din cele de sus, rezult c problemele deplasriiechilibrului i a sensului n care acesta se va deplas, poate firezolvat n multe cazuri pe baza calculului schimbriivitezelor reaciei directe i inverse.

    Exemplul 1. La nclzirea ntr-un vas nchis a unuiamestec format din oxid de carbon (II) i clor se stabileteechilibrul: CO + Cl2COCl2 . Cum va varia viteza reacieidirecte i inverse, dac la temperatura constant, la micorarea

    volumului amestecului gazos, se mrete presiunea de douori? S se arate dac se schimb viteza de deplasare aechilibrului.

    Rezolvare. Fie concentraiile CO, Cl2 i COCl2 pn lamicorarea volumului (adic la stabilirea echilibrului): [CO] =a, [Cl2] = b, [COCl2] = c.

    n aceste condiii, viteza reaciei directe 1 este 1= k1 ab, iar viteza reaciei inverse 2: 2 = k2 C. Dupmicorarea volumului amestecului gzos de dou ori, se mresci concentraiile celor trei gaze tot de attea ori, iar vitezeleambelor reacii vor deveni:

    1= k12a 2b = k14ab ; 2= k2C.mprind 1la 2se afl de cte ori se mrete vitez reacieidirecte:

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    10/75

    160

    44

    1

    1

    1

    1

    1

    abk

    abk

    ,

    tot astfel se afl i creterea vitezei reaciei inverse:2

    2

    2

    2

    2

    1

    2

    Ck

    Ck

    .

    Astfel, viteza reaciei directe se mrete de patru ori, iara celei inverse numai de dou ori. Deoarece echilibrul poateexista numai la egalarea vitezelor ambelor reacii, este clar cn cazul analizat, echilibrul se distruge i ncepe s se deplaseze

    n sensul reaciei, care decurge acum cu o vitez mai mare,adic n direcia formrii COCl2.Dac la rezolvarea acestei probleme se folosete

    principiul lui Le ChatelierBraun, se ajunge la aceeaiconcluzie.

    Exemplul 2.Prin ce metode n sistemul: 2SO2+ O22SO3H poate fi deplasat echilibrul n direcia creteriirandamentului SO3?

    Rezolvare: Conform principiului Le ChatelierBraunaceast efect se atinge n urma:

    a) mririi concentraiei O2 ;b) micorrii concentraiei SO3 (eliminarea din raz

    reaciei);c) creterii presiunii;d) micorrii temperaturii pn la aa valoare, la care

    viteza reaciei s fie suficient pentru atingerea relativ aechilibrului.

    Exerciii i probleme

    1. Reacia invers decurge n faz gazoas in ecuaiareaciei directe suma coeficienilor stoichiometrici este maimare dect n ecuaia invers sau egal. Cum va influena

    asupr echilibrului n acest sistem schimbarea presiunii?

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    11/75

    161

    2. Cum se va schimb vitez reaciei directe i nversen sistemele:

    a) CO + Cl2COCl2;

    b) 2SO2+ O22SO3;c) N2+ 3H22NH3;d) H2+ Cl22HCl.

    dac volumul fiecrui compus gazos se va micora de trei ori.Cum va influena aceasta asupra fiecrui sistem ?

    3. Va influena oare asupra concentraiei de echilibru alui CO2 n sistemul: CaCO3(s)CaO(s)+ CO2(g) introducerea

    aceleiai cantiti de CO2i CaCO3la aceeai temperatur?Rspuns:da i nu4. n ce direcie se va schimba echilibrul la ridicarea

    temperaturii n sistemele:a) N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g); H298= - 92,4 kJ;b) 2CO2(g)2CO(g)+ O2(g); H298= 566 kJ;c) 4HCl(g)+ O2(g)2Cl2(g)+ 2H2O(l); H298= - 202,4 kJ.

    Rspuns:a) n stnga; b) n dreapta; c) n stnga.5. Care condiii vor fi mai eficiente pentru un

    randament mai mare al lui SO3al reaciei: SO2+ O2SO3;H298 = - 98,8 kJ/mol ? Ce mas a lui SO2 va fi folosit laformarea lui SO2cu masa de 10g?

    Rspuns:creterea C(O2) sau C(SO2); eliminarea SO3din sfera reaciei; micorarea lui T; creterea lui P; 8g.

    6. Metanolul se obine n urm reaciei: CO(g) +

    +2H2(g)CH3OH(l). n ce direcie se va deplasa echilibrul lamrirea: a) temperaturii; b) presiunii?7. Cum va influena asupra randamentului clorului n

    sistem:4HCl(g)+ O2(g)2Cl2(g)+ 2H2O(l); H298= - 202,4 kJ:

    a) ridicarea temperaturii amestecului n volumulreactant,

    b) micorarea volumului general al amastecului,c)

    micorarea concentraiei oxigenului,

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    12/75

    162

    d) mrirea volumului reactorului,e) introducerea catalizatorului?

    Rspuns: a), c), d)micoreaz; b) marete;

    e)nu va influena.8. n ce condiii echilibrul reaciei: 4Fe(s) + 3O2(g)

    2Fe2O3(s) se va deplasa n direcia descompunerii oxidului?Rspuns:la micorarea luiC(O2) i P; la creterea lui T.9. La o oarecare temperatur, concentraiile de echilibru

    n sistemul: N2O4 2NO2 sunt egale cu [N2O4] = 0,02 i[NO2] = 0,03 mol/l. Determinai concentraiile de echilibru

    dup ce are loc deplasarea echilibrului n urma mririi presiuniide trei ori.Rspuns:[N2O4] = 0,0758 i [NO2] = 0,0584.

    10. La temparatura dat a sistemului A + B C + Dconstanta echilibrului este egal cu 1. n reacie la 2 moli desubstana A sau luat a) 2 i b) 10 moli de substana B. Ce partedin substana A a fost supus transformrii n fiecare cazaparte?

    Rspuns:a) 50,0%; b) 83,3%.11. Constanta de echilibru a sistemului H2+ I22HI

    la oarecare temperatur este egal cu 50. Ce cantitate desubstana H2trebuie luat la 1 mol de I2, pentru ca 90% a celuidin urm s treac n HI?

    Rspuns:1,548 moli.12. Cum se vor schimba vitezele reaciilor directe i

    inverse n sistemul: 2SO2 + O2 2SO3, dac se va micoravolumul reactorului de 2 ori? Va influena oare acest factorasupra echilibrului n sistem?

    Rspuns:se va mri de 8 i 4 ori; se va deplasa ladreapta.

    13. Constanta de echilibru a sistemului 2NO + O22NO2 la o anumit temperatura are valoarea 2,22, iarconcentraia iniial NO este egal cu 4 mol/l. Ce cantitate de

    O2 trebuie introdus la 1l n sistem, pentru capartea molar a

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    13/75

    163

    lui NO oxidat s constituie 40% ?Rspuns:2,45 mol/l.

    14. La temperatura T = const i concentraia fiecrei

    substane gazoase egal cu 0,55 mol/l s-a stabilit starea deechilibru a reaciei: CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(g). Apoi semresc concentraiile cu 2 mol/l H2i cu 0,5 mol/l H2O, careduc la deplasarea echilibrului. S se determine valorile noi aleconcentraiilor substanelor gazoase.

    Rspuns: [H2] = [H2O] = 1,8 mol/l.15. n ce direcie se va deplasa echilibrul reaciei

    A2(g)+B2(g)AB(g), dac se va mri presiunea de 2 orii nacelai timp, temperatura cu 200C? Coeficienii de temperaturai vitezei reaciilor directe i inverse sunt egali corespunztorcu 2 i 3. Ce semn are H n aceast reacie?

    Rspuns:n stnga; H < O.

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    14/75

    164

    Capitolul VIII

    CONCENTRAIA SOLUIILOR. PROPRIETILE

    SOLUIILOR

    8.1. Metodele de exprimare a compoziiei soluiilor

    Compoziia calitativ a soluiei este: solut sau substan dizolvat (se msoar: masa md,cantitatea de substan

    d );

    solvent (se msoar: masa msolvent).Masa soluiei se noteaz prin msol, volumul soluiei Vsol,densitatea soluiei

    Exist diverse modaliti de exprimare a compoziieicantitative a soluiilor:

    a)Partea de mas a substanei dizolvate n soluie esteegal cu raportul masei solutului la masa soluiei. Se exprimn procente (10%) sau pri de unitate (0,1):

    %100sol

    d

    m

    m sau %100

    sol

    d

    V

    m, unde densitatea

    soluiei.b)Concentraia molar este egal cu raportul cantitii

    de substan a solutului la volumul soluiei. Unitatea demsur mol/l:

    sol

    dMVC

    id

    ddM

    m

    , unde d cantitatea de substan a

    solutului, solV volumul soluiei, dm masa solutului, dM

    masa molar a solutului.Concentraia molar era numit anterior molaritatea.

    c) Concentraia molar a echivalentului substaneidizolvate n soluie este egal cu raportul cantitii de substan

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    15/75

    165

    a echivalentului (Z

    1X) al substanei dizolvate la volumul

    soluiei. Unitatea de msur mol/l:

    sol

    d

    V

    XzX

    zC

    )1

    (

    )1

    (

    i)

    1(

    )1

    (

    Xz

    M

    mX

    zd

    d

    d .

    Anterior concentraia molar a echivalentului era numitconcentraia normal.

    d)Titruleste masa solutului pe care o conine 1 ml de

    soluie (g / ml):V

    mT d .

    e)Molalitatea indic cantitatea de substan de solut(d) ce revine la 1 kg de solvent (mol/kg):

    )(

    1000

    solventmCm d

    (mol/kg) sau)(

    1000

    solventmM

    mCm

    d

    d

    , unde

    masa solventului este exprimat ng.f) Fracia molar este raportul dintre cantitatea desubstan a solutului (sau a solventului) i cantitatea de

    substan a tuturor substanelor din soluie:sd

    d

    1 ,

    sd

    s

    2 , unde scantitatea de substan a solventului.

    Exemplul 1. Determinai masa de NaNO3ce o conineo soluie cu volumul 4 l i concentraia molar a NaNO3egalcu 0,5 mol/l.

    Rezolvare: Deoarecesold

    d

    MVM

    mC

    , atunci

    soldMd VMCm = 0,5 mol/l 85 g/mol 4 l =170 g.

    Exemplul 2. Care este concentraia molar aechivalentului unei soluii ce conine 16 g de hidroxid de bariu

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    16/75

    166

    n 900 ml de soluie?

    Rezolvare: tiind c

    sold

    d

    VXzM

    mX

    zC

    )

    1

    (

    )1

    ( , putem

    afla c:

    l

    echivmol

    lmol

    g

    gOHBaC

    )(21,0

    9,02

    1171

    16))(

    2

    1( 2

    Exemplul 3. Determinai titrul soluiei de clorur desodiu cu CM= 0,1 mol/l.

    Rezolvare:Un litru de soluie de NaCl de 0,1 M conine

    5,85 g de NaCl, deciml

    g

    ml

    gT 31085,5

    1000

    85,5 .

    Exemplul 4. Determinai partea de mas a azotatului deargint ntr-o soluie ce conine 256,8 g de AgNO3 n 3 l desoluie cu densitatea egal cu 1070 kg/m3.

    Rezolvare: Conform definiiei: %100%

    sol

    d

    V

    m

    ,deci

    %8%100

    003,01070

    2568,0%

    3

    3

    mm

    kg

    kg

    Exemplul 5. O soluie apoas cu volumul de 2 l conine300 g de HCl. Densitatea soluiei este de 1160 kg/m3. Care este

    molalitatea acestei soluii?Rezolvare: avem masa soluiei: msol=V=210

    -3m31160 kg/m3=2,320 kg.tiind c ea conine 300 g HCl, aflm masa apei:g = 2320 300 = 2020 g, calculm:

    kg

    mol

    gM

    mC

    d

    d

    m 07,420205,36

    30010001000

    Exemplul 6. Care sunt fraciile molare ale anilinei i a

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    17/75

    167

    eterului ntr-o soluie cu partea de mas a anilinei egal cu30%.

    Rezolvare: tim c 21

    1

    1

    ; 21

    2

    2

    aflm

    1(eter)=1= mol

    molg

    g

    eterM

    g95,0

    74

    70

    )(

    70 , iar

    1(anilinei)=2= mol

    molg

    g

    anilineiM

    g32,0

    93

    30

    )(

    30 .

    75,032,095,0

    95,01

    25,0

    32,095,0

    32,02

    i 1 +

    +2=0,75+0,25=1.Exemplul 7. La dizolvarea n ap a cristalohidratului

    de CoCl2 6H2O cu masa 476g s-a obinut soluie cu partea demas a clorurii de cobalt (II) 13,15%. Determinai volumulapei luat pentru dizolvarea cristalohidratului.

    Rezolvare: Avem m(CoCl2 6H2O) = 476g , deci(CoCl2 6H2O) = 2 mol. tiind c (CoCl2 6H2O) = (CoCl2)= 2 mol, aflm m(CoCl2) = M = 2 mol 130 g/mol = 260 g.O soluie cu masa 100 g conine 13,15 g CoCl2,

    x g ---------------260 g CoCl2,

    15,13

    100260x = 1976 g masa soluiei, iar masa apei

    necesar pentru dizolvarea cristalohidratului:m(H2O) = 1976 476 (masa cristalohidratului) = 1500 g i

    V(H2O)

    m =

    mlg

    g

    /1

    1500= 1500 ml.

    Exemplul 8. Calculai masa soluiei de KOH de 20%care este necesar de adugat la 250 g soluie KOH de 90%pentru a prepara o soluie cu (KOH) = 50%.

    Rezolvare:Problema se poate rezolva aplicnd reguladreptunghiului: prile de mas ale soluiilor iniiale se scriu

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    18/75

    168

    una sub alta, n vrfurile din stnga ale unui dreptunghiimprovizat; mai la dreapta, n centrul dreptungiului partea demas a soluiei ce urmeaz s fie preparat. Scznd pe

    diagonale din valoarea mai mare valoarea mai mic, obinem nce raport de mase trebuie luate soluiile cu 1(KOH) = 20% i2(KOH) = 90%:20 40

    \ 50 /

    90 / \ 30 Astfel 250

    .)sol(m1

    30

    40; calculm m1(sol.de

    20%)= g3,3333

    40250 .

    Exerciii i probleme

    1. Care este partea de mas a unei soluii ceconine 50g zahr n 350g ap?

    2. Care este masa de BaCl2 necesar pentru aprepara o soluie cu volumul 5 litri i partea de mas 10%(=1034 kg/m3)?

    3. Calculai ce cantitate de KOH este necesarpentru a prepara o soluie cu volumul 500ml i partea de mas30% (=1,33 g/cm3).

    4. Calculai densitatea soluiei, tiind c n 10 mlsoluie cu parteade mas 38% sunt dizolvate 0,158 g solut.

    5. Prin nclzire s-au evaporat 150 ml ap dintr-osoluie cu volumul iniial 450 ml i partea de mas 25%(=1231 kg/m3). Care este partea de mas a solutului n soluiedup evaporare?

    6. Avem o soluie cu volumul 800 ml i partea demas a KOH de 35% ( = 1060 kg/m3). Ce volum de aptrebuie de adugat la ea pentru a cobor partea de mas a KOHpn la 6%?

    7. Dintr-o soluie cu masa 600 g i partea de mas

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    19/75

    169

    a solutului 70% la rcire s-au cristalizat 38 g de solut. Care estepartea de mas a solutului n soluia rmas?

    8. Se adaug 200 ml ap la o soluie HCl cu

    volumul 300 ml i partea de mas 24% (= 1120 kg/m3). Careeste partea de mas a soluiei obinute?

    9. S-au amestecat 25 g soluie NaCl cu partea demas NaCl 30% cu 75 g soluie KNO3cu partea de mas 17%.Calculai partea de mas a fiecrei sri n soluia preparat.

    10. Determinai partea de mas a soluiei, obinute laamestecarea soluiei H2SO4 cu volumul 3 l i partea de mas

    60% (= 1500 kg/m

    3

    ) cu o alt soluie H2SO4cu volumul 2,6 li partea de mas H2SO419% (= 1135 kg/m3).

    11. Care sunt volumele soluiilor de KOH cu prilede mas de KOH 10% (=1083 kg/m3) i 40% (=1424 kg/m3)necesare de amestecat pentru a obine o soluie KOH cuvolumul 12 l i partea de mas 25% (=1270 kg/m3).

    12. Calculai volumul soluiei de H2SO4cu partea demas 17% (= 1120kg/m3) necesar pentru neutralizarea a 20g

    NaOH?13. n 300 g ap s-au dizolvat 17 g de cristalohidrat

    CuSO45H2O. Calculai prile de mas ale cristalohidratului iale srii anhidre CuSO4n soluie.

    14. O soluie cu volumul 1 l conine 224 g HNO3(= 1120 kg/m3). Aflai partea de mas a HNO3n soluie.

    15. Cte grame SO3 trebuie dizolvate n 500g H2O

    pentru a prepara o soluie de acid sulfuric cu partea de mas20% ?16. n ce mas de ap trebuie dizolvate 89,6 l HCl

    (c.n.) pentru a obine o soluie HCl cu partea de mas 10% ?17. n 2 kg ap au fost dizolvate 400g NaOH.

    Calculai fraciile molare alebazei i apei n soluie.18. Au fost amestecate 0,3 l benzen C6H6 ( =

    = 867 kg/m3) i 0,8 l toluen C6H5CH3(= 867 kg/m3). Aflai

    fraciile molare ale fiecrui component al soluiei.

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    20/75

    170

    19. O soluie cu volumul 0,5 lconine 2,75 g K2SO4.Care este concentraia molar a soluiei ?

    20. Ce cantitate de H3PO4 este necesar pentru a

    prepara o soluie cu volumul 3 l i concentraia molar 2M ?21. De ce volumul de acid sulfuric cu partea de

    mas 10% (= 1066 kg/m3) este nevoie pentru a prepara 1 lsoluie cu concentraia molar 1M ?

    22. La o soluie cu masa 300 g i partea de mas 2%de clorur de potasiu s-au adugat 50g de aceeai sare. Careeste partea de mas a srii n soluia obinut?

    23. Ce volum de ap trebuie evaporat din 3 kgsoluie cu partea de mas 5% a clorurii de sodiu pentru a obineo soluie cu partea de mas a NaCl 20%?

    24. Cte grame de MgSO47H2O sunt necesarepentru prepararea unei soluii cu volumul 0,5 l i concentraiamolar 2M de sulfat de magneziu?

    25. Care este masa soluiei de acid acetic cu parteade mas 70% necesar pentru a prepara 1 l soluie de oet cu

    partea de mas 4%?26. Determinai concentraia molar i molal aechivalentului soluiei acidului sulfuric cu partea de mas 20%(= 1139kg/m3).

    27. 40g hidroxid de sodiu au fost dizolvate n 360 gap. Determinai partea de mas, concentraia molar i molala echivalentului solutului n soluie.

    28. La o soluie de acid sulfuric cu volumul de 5 l i

    C(2

    1H2SO4) = 0,5mol/l s-a adugat 1 l de ap. Determinai

    concentraia molar a echivalentului acidului sulfuric n soluiaobinut.

    29. Pentru neutralizarea a 50 ml soluie de acidclorhidric, au fost necesare 8 ml soluie hidroxid de potasiu cuconcentraia molar a echivalentului 0,5N. Care este

    concentraia molar a echivalentului acidului clorhidric?

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    21/75

    171

    30. Care va fi mediul de reacie al soluiei, obinuten urma amestecrii a 50g soluie cu partea de mas 20% KOHi 50 ml soluie de acid azotic cu concentraia molar a

    echivalentului 2N?31. Care va fi concentraia molar a soluiei de

    clorur de magneziu cu (MgCl2)= 17%?32. n ce cantitate de ap trebuie de dizolvat 2,5 g

    CuSO4pentru a obine o soluie cu concentraia molal de0,5 mol/kg?

    33. Au fost amestecate 500 ml soluie cuconcentraia molar 3M de acid clorhidric cu =1050 kg/m3cu300 g soluie de acid clorhidric cu partea de mas 10%. Careeste partea de mas i concentraia molar a acidului n aceastsoluie?

    34. S-au amestecat 250 cm3soluie de sulfat de zinccu concentraia molar 2M cu 750 ml soluie sulfat de zinc cuconcentraia molar a echivalentului 4N. Ce concentraiemolar are soluia obinut?

    35. n ce volum de ap trebuie de dizolvat clorura dehidrogen, format la nclzirea amestecului de 200 g de clorurde sodiu cu acid sulfuric concentratpentru a obine o soluie deacid clorhidric cu partea de mas 25%?

    36. Gazul obinut la arderea hidrogenului sulfurat nexces de oxigen a interacionat cu 100 ml soluie de hidroxidde sodiu ( =1,28 g/cm3) cu partea de mas 25%. Calculai cevolum de hidrogen sulfurat s-a ars?

    37. n 3 l de ap s-au dizolvat 134,l de oxid de sulfce coninea 50% de sulf. Calculai volumul soluiei de hidroxidde sodiu ( =1,28 g/cm3) cu partea de mas 25%, necesarpentru a interaciona cu soluia acidului pentru a forma o sareneutr.

    38. Pentru precipitarea complet a plumbului din300 ml soluie de nitrat de plumb cu partea de mas 15% , s-a

    folosit gazul obinut la interaciunea a 17,6g sulfur de fier cu

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    22/75

    172

    exces de acid clorhidric. Calculai densitatea soluiei de nitratde plumb cu partea de mas 15%.

    39. S-a supus electolizei o soluie de sulfat de cupru

    cu partea de mas 10% ivolumul 1454,6 ml( =1,19g/cm3).Dup un timp oarecare s-a ntrerupt curentul electric i nsoluie s-a borbotat gazul A. Astfel s-a obinut un precipitatnegru cu masa 48g. La arderea gazului A n exces de oxigen seformeaz ap i gazul B, care decoloreaz apa de brom.Calculai volumul gazului degajat la anodi volumul aciduluiazotic ( =1,37g/cm3) cu partea de mas 60% necesar pentru a

    dizolva cuprul, depus pe catod. Determinai gazul A i gazul B.40. La oxidarea fosforului cu acid azotic( =1,37g/cm3) cu partea de mas 60% s-a obinut acidulortofosforic, care a fost neutralizat pn la dehidrogenofosfat desodiu cu 25 ml de soluie de hidroxid de sodiu ( =1,28g/cm3)cu partea de mas 25%. Calculai volumul acidului azoticnecesar pentru oxidarea fosforului.

    41. Determinai compoziia i masa srii formate la

    dizolvarea n 40 ml de soluie de hidroxid de sodiu( =1,25g/cm3) cu partea de mas 24%, a gazului obinut laarderea a 6,72 l de gaz, densitatea relativ a cruia fa dehidrogen e 8 i const din 75% carbon i 25% hidrogen.

    42. Amestecul de gaze, unul dintre care a fostobinut la interaciunea a 50 g de carbonat de calciu cu acidclorhidric, iar cellalt la interaciunea a 43,5 g de oxid de

    mangan (IV) cu acid clorhidric concentrat, a fost barbotat prin3018,2 ml de soluie de iodur de potasiu cu partea de mas10% ( =1,19g/cm3). Deteminai prile de volum al gazelordup reacia cu KI. Solubilitatea gazelor n ap se neglijeaz.

    43. Un aliaj al aluminiului i al unui metal divalent afost dizolvat n soluie concentrat de acid azotic i s-au degajat4,48 l de gaz. La prelucrarea aceleiai probe de aliaj cu soluiealcalin s-a degajat 6,72 l de gaz. Determinai compoziia

    aliajului, dac se tie c la dizolvarea n acidul sulfuric

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    23/75

    173

    concentrat a 12,8 g de metal divalent ce intr n compoziiaaliajului s-au degajat 4,48 l de oxid de sulf (IV). Calculaivolumul soluiei folosite de NaOH cu partea de mas 40%

    (=1,44g/cm3).44. La prjirea a 124,8 g de pirit s-au obinut 44,8 l

    de oxid de sulf (IV), care a fost eliberat de impuriti i apoibarbotat prin 500 ml soluie de sodiu ( =1,25g/cm3) cu parteade mas 25%. Ce mas de K2Cr2O7 se poate de redus n mediuacid cu sarea obinut? Calculai partea de mas a impuritilordin pirit.

    45. La rcirea a 400 ml soluie de sulfat de cupru( =1,2g/cm3) cu partea de mas 25% s-au depus 50 g decristale de sulfat de cupru. Precipitatul a fost filtrat. Ce mas deprecipitat se formeaz la barbotarea prin filtrat a 11,2 l dehidrogen sulfurat? Ce mas de CuSO4e n exces?

    46. Ce volum de soluie de hidroxid de sodiu( =1,35g/cm3) cu partea de mas 32% e necesar pentru adizolva siliciul, obinut la calcinarea a 12 g de magneziu cu

    12 g dioxid de siliciu?47. La 1200 g de soluie de hidroxid de sodiu s-au

    adugat 490g soluie de acid sulfuric cu partea de mas 40%.Pentru neutralizarea soluiei obinute s-au folosit 143 g de sodNa2CO310H2O. Care e partea de mas a soluiei iniiale deNaOH?

    Rspuns:10%

    48. La oxidarea substanei simple A cu acid azotics-au degajat 11,2 l de oxid de azot (II) i s-a format o soluiepentru neutralizarea creia s-a folosit soluia de hidroxid desodiu ( = 1,28g/cm3) cu partea de mas de 25%, obinndu-seastfel fosfat de sodiu. Determinai care e substana A ivolumul de soluie NaOH necesar pentru formarea fosfatului.

    Rspuns:112,5 ml49. n 102 ml de ap s-a dizolvat amestecul de

    sulfai de sodiu i potasiu. La soluia de sruri s-au adugat

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    24/75

    174

    1664 g de soluie de clorur de bariu cu partea de mas 10%.Precipitatul depus a fost filtrat, splat, uscat i cntrit. Masalui e de 139,8g. La adugarea n filtrata acidului sulfuric s-au

    depus 46,6 g de precipitat. Determinai prile de mas aleNa2SO4i K2SO4n amestecul iniial.

    Rspuns:34,8% K2SO4; 14,2% Na2SO450. Oxidul de fosfor (V), obinut la arderea

    fosforului n oxigen, s-a dizolvat n 500 ml soluie de acidortofosforic ( =1,7g/cm3) cu partea de mas 85%. Astfelpartea de mas a H3PO4 a crescut cu 7,6%. Calculai masafosforului ars.

    Rspuns:62 g P.51. Determinai masa dicromatului de potasiu i

    volumul soluiei de acid clorhidric ( =1,28g/cm3) cu parteade mas 37% necesari pentru a obine clorul, capabil a substituitot bromul din 266,4 ml soluie de bromur de potasiu( = 1,34g/cm3) cu partea se mas 40%.

    Rspuns:58,8 K2Cr2O7 236 ml soluie HCl

    52. Determinai masa oleumului cu partea de mas aoxidului de sulf (VI) 10% i masa soluiei de acid sulfuric de60% necesare pentru prepararea soluiei de acid cu masa 480 gi partea de mas 90%.

    Rspuns: m(oleum.) = 340,8; m(sol. de 60%) = 139,2 g.

    8.2. Solubilitatea

    Exemplul 1. Determinai coeficientul de solubilitate alclorurii de cobalt, dac n 500 g de soluie saturat la 210C suntdizolvate 171 g de sare.

    Rezolvare: Coeficientul de solubilitate indic ce masde substan se dizolv n 100 g de solvent la temperatura dat.

    Masa solventului este egal cu:

    gmm dsol 329171500

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    25/75

    175

    Coeficientul de solubilitate l aflm din proporia:H2O 329 gconine 171 g CoCl2;H2O 100 g conine Xg;

    gX 52329

    171100

    .

    Rspuns: Coeficientul de solubilitate al clorurii decobalt la 210C este de 52 g.

    Exemplul 2. Coeficientul de solubilitate al clorurii deamoniu la temperatura de 15C este egal cu 35 g. Calculai

    partea de mas a srii n soluia saturat la aceast temperatur.Rezolvare: Pentru calcule vom folosi soluia saturatcare conine 100 g de ap. Aa o soluie conine 35 g desubstan dizolvat.

    Calculm masa soluiei:m(sol.)= 100 + 35 = 135 g

    Respectiv, partea de mas a clorurii de amoniu nsoluia saturat la 15C va fi egal:

    %9,25%100135

    35)( 4

    g

    gClNH

    Rspuns:Partea de mas a clorurii de amoniu n soluiasaturat la 15C este egal cu 25,9%.

    Exemplul 3. n 100 g ap la temperatura de 20C sedizolv 108,7 g de hidroxid de sodiu. Ce mas de NaOH i ce

    volum de ap sunt necesare pentru prepararea a 40 g de soluiesaturat de hidroxid de sodiu la aceast temperatur?Rezolvare: Dac coeficientul de solubilitate al

    hidroxidului de sodiu (t = 20C) este egal cu 108,7 g, masasoluiei va fi egal: m(sol.)= 100 + 108,7 = 208,7 g.

    Masa NaOH, care conine 40 g de soluie saturat (t =20C) se afl din proporia:

    208,7 g soluie conine 108,7 g NaOH;40 g soluie conineXg NaOH;

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    26/75

    176

    gg

    ggXm NaOH 8,20

    7,208

    7,10840

    .

    Calculm masa apei: m(apei)= 40 g20,8 g = 19,2 g.Volumul apei va fi egal:

    ml

    mlg

    gmV

    apei

    apei

    apei 2,19

    1

    2,19)(

    Rspuns:m(NaOH)= 20,8 g; V(apei)= 19,2 ml.

    Exemplul 4.Ce volum de ap trebuie evaporat din 50 l

    soluie de nitrat de potasiu cu partea de mas a srii de 9%( = 1,056 g/ml) pentru ca soluia la 20C s devin saturat(coeficientul de solubilitate a KNO3la aceast temperatur esteegal cu 29,9 g)?

    Rezolvare: Calculm concentraia soluiei saturate deKNO3(la 20C):

    %1,24%100

    9,129

    9,29)( 3

    g

    gKNO .

    Respectiv, dup evaporare concentraia soluiei trebuies creasc de la 9% pn la 24,1%.

    Calculm masa soluiei iniiale:kg52,8g52800mlg1,056ml5000

    1solm .

    Masa srii n aceast soluie este egal:

    kg4,75

    100%

    9%kg52,8)( 3

    KNOm .

    Masa soluiei de 24,1% ce conine aceast mas de sare

    este: kg19,724,1%

    100%kg4,7522

    solm .

    Calculm masa apei evaporate:kg1,337,198,52

    21 solsolapei mmm , l1,33apeiV .

    Rspuns:Este necesar de evaporat 33,1 l de ap.

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    27/75

    177

    Exemplul 5.Prin evaporarea pn la sec a 200 g soluiesaturat (la temperatura de 20C) de NaCl, s-au obinut 52,6 gsare. Exprimai solubilitatea clorurii de sodiu la temperatura de

    20C n g/l i mol/l.Rezolvare: Solubilitatea exprimat n g/l indic mas

    srii ce conine 1 l de soluie.m(apei) = 200 52,6 = 147,4 g, V(apei) = 147,4 ml =

    = 0,1474 l.Solubilitatea clorurii de sodiu (t = 20C) exprimat n

    g/l se afl din formula:

    lg356,85l0,1474

    g52,6)(

    20

    lapei

    NaClCNaCl

    V

    mS .

    Pentru a calcula solubilitatea NaCl exprimat n mol/l,poate fi aplicat formula:

    lmol6,1l0,1474

    mol0,9

    )(

    20

    lapei

    NaClC

    NaClV

    S

    Rspuns: lg356,8520 CNaClS ; lmol6,120 CNaClS .

    Exemplul 6. Pentru a dizolva 84 g SrCl26H2O seconsum 100 ml ap. Calculai solubilitatea clorurii de stroniun g/l i mol/l.

    Rezolvare: Solubilitatea (mol/l) se calculeaz dupformula:

    )(lapei

    sare

    lmol VS

    . (1)

    Solubilitatea (g/l) se calculeaz dup formula:

    )(lapei

    sare

    lg

    V

    mS

    . (2)

    Calculm masa srii anhidre, ce o conine 84 g decristalohidrat SrCl26H2O. La nclzirea cristalohidratului(t 100 - 110C) are loc procesul de deshidratare, exprimat deecuaia:

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    28/75

    178

    SrCl26H2O SrCl2+ 6H2OSe observ, c

    )6()( 222 OHSrClSrCl

    mol460,31molg267

    g84O)6H(SrCl 22

    Respectiv, mol0,3146)(SrCl 2

    g50molg159mol0,31)(SrCl2 m

    g13450)(84100O)(H2 m

    l0,134ml134O)(H2 V

    Substituind datele obinute n formula (1), calculmsolubilitatea SrCl2n mol/l:

    lmol2,35l0,134

    mol0,3146S .

    Folosind formula (2) calculm solubilitatea SrCl2n g/l:

    lg373l0,134

    g50S .

    Rspuns: Solubilitatea clorurii de stroniu alctuiete2,35 mol/l i 373 n g/l.

    Exemplul 7.Solubilitatea NaNO3la 10C este 805 g/l.Cte grame de sare se dizolv n 250 ml ap la aceasttemperatur?

    Rezolvare:Masa srii dizolvate n 250 ml ap poate fi

    calculat din formula)(lapei

    sare

    V

    mS , din care rezult c

    g201,25l0,25lg805VS3NaNO

    m .

    Pentru calcul poate fi aplicat i proporia:1 l ap .........805 g sare0,25 l ...........X g sare

    g201,25l1

    g805l0,253

    XmNaNO .

    Rspuns: n 250 ml ap la temperatura de 10C se

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    29/75

    179

    dizolv 202,25 g de nitrat de sodiu.Exemplul 8. Ce mas de clorur de hidrogen se va

    dizolva n 100 l ap la temperatura de 40C i presiunea de

    98625 Pa, dac solubilitatea HCl la aceast temperatur ipresiunea de 1,0133105Pa alctuiete 386 m3n 1 m3de ap?

    Rezolvare:Calculm volumulHCl ce-l conine100l apla 40C i 1,0133105Pa din proporia:

    1000 l H2O .......... 386 m3HCl

    100 l H2O .......... X m3 HCl

    33

    m38,6

    l1000

    m386l100

    XVHCl

    Masa clorurii de hidrogen se calculeaz din ecuaiaMendeleev-Clapeyron:

    Rspuns:m(HCl)= 53,4 kg.Exemplul 9. n 100 g ap se dizolv 50,5 l de clorurde hidrogen (c.n.). La 50C solubilitatea este de 59,6 g. Soluiasaturat la 0C cu masa de 40 g s-a nclzit pn la 50C.Calculai masa gazului eliminat n urma nclzirii i masasoluiei obinute.

    Rezolvare:Calculm masa clorurii de hidrogen, care sedizolv n 100 g ap la 0C:

    g82,3molg36,5moll22,4

    l50,5 MV

    VMmm

    HCl .

    Masa soluiei saturate la 0C este egal cu 182,3 g.Masa HCl n 40 g soluie saturat o calculm din

    proporia:82,3 g HCl .......... 182,3 g soluieXg HCl .......... 40 g soluie

    kg53,4K313

    KmolJ8,31

    molkg1036,5m38,6Pa98625 33

    RT

    PVMm

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    30/75

    180

    g18,06g182,3

    g40g82,3)0(

    CHClm

    La 50C masa soluiei saturate este egal cu 159,6 g.Pentru a calcula masa HCl n 40 g soluie saturat la

    50, alctuim proporia:59,6 g HCl .......... 159,6 g soluieXg HCl .......... 40 g soluie

    g14,93g159,6

    g40g59,6)50(

    CHClm

    Deci, la nclzirea a 40 g soluie saturat la 0C pn la50C se elimin 18,06 14,93 = 3,12 g de HCl.

    Masa soluiei finale va fi:g36,88g3,12g402 solm

    Rspuns: Masa gazului eliminat n urma nclziriisoluiei saturate la 0C cu masa de 40 g pn la 50C este egalcu 3,12 g, masa soluiei finale este egal cu 36,88 g.

    Exemplul 10. Solubilitatea la 200C este de 74,5 g, iar la

    00C 37,3 g. Ce mas de sare se va depune dac 360 g de soluieCoCl2saturat la 20

    0C a fost rcit pn la 00C.Rezolvare:Masa soluiei de CaCl2este egal cu:la 200C: m1(sol)= 100 + 74,5 = 174,5 g.la 00C: m2(sol)= 100 + 37,3 = 137,3 g.Diferena m1(sol)-m2(sol)va alctui masa srii depuse n

    urma rcirii soluiei saturate la 20C cu masa de 174,5 g pn la0C:

    msrii depuse= 174,5 - 137,3= 36,2 g.Pentru calculul masei srii sedimentate din 360 g de

    soluie se alctuiete proporia:174,5 g sol..36,2 g CaCl2360,0 g sol..X

    de unde g7,745,174

    2,36360

    X

    Rspuns:Dac 360 g de soluie CoCl2saturat la 200C

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    31/75

    181

    se rcete pn la 00C se sedimenteaz 74,7 g de sare.Exemplul 11. Soluia de nitrat de argint cu partea de

    mas 82% este saturat la temperatura de 60C. La rcirea a

    140 g pn la 10C se sedimenteaz 71,2 g sare. Determinaisolubilitatea AgNO3la 10C.

    Rezolvare:Calculm masa srii n 140 g soluie saturatla 60C:

    g114,8100%

    82%g140

    %100

    3

    3 )60(

    AgNOsol

    CAgNO

    mm

    Masa apei n aceast soluie va fi:

    g2,258,1141402 OHm Masa srii n soluia saturat la 10C se afl din

    diferena: g6,432,718,114)10(3 CAgNOm

    Pentru a calcula solubilitatea AgNO3 la 10C, alctuimproporia:

    25,2 g H2O ..........43,6 g AgNO3100 g H2O ...........Xg AgNO3

    g173g25,2

    g43,6g100103

    CAgNOS

    Rspuns:Solubilitatea AgNO3la 10C alctuiete 173 gsare n 100 g ap.

    Exerciii propuse

    1.

    Pentru a prepara soluii saturate la 200

    C au fost luateurmtoarele substane:a) 18g NaCl i 50g H2Ob) 28g KOH i 25g H2Oc) 15g H3BO3 i 300g H2O

    Calculai solubilitatea substanelor la 200C i partea demas a lor n soluiile saturate.

    2. Calculai solubilitatea urmtoarelor substane la 200C,

    reeind din soluiile saturate:

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    32/75

    182

    a) soluia NH4Cl cu partea de mas 25%;b) soluia K2SO4cu CM0,7M (=1210 kg/m

    3);c) soluia KBr cu C(

    z

    1 KBr) 5,7N (=1678 kg/m3).

    3.

    Solubilitatea CuSO4 la 200C i 1000C este respectivegal cu 20,2 i 77 g. Care va fi masa sulfatului decupru precipitat, dac rcim 600 g soluie de la 100 pnla 200C?

    4. Coeficientul de solubilitate a CaCl2n ap la 1000C este

    de 158 g n 100 g H2O. Ce mas de CaCl2se gsesc n2,25 kg soluie?

    5.

    Solubilitatea NaCl la 20o

    C de 35,9 g. Care este parteade mas a soluiei saturate la aceast temperatur?6. Solubilitatea sulfurii de hidrogen la 20C i 1,0133105

    Pa alctuiete 2,91 l n 1 l ap. Calculai partea de masa H2S n soluia obinut.

    7. Calculai masa oxidului de carbon(IV) ce o conine25 ml ap la temperatura de 0C i presiunea de0,745105 Pa, dac solubilitatea CO2 la 0C i1,0133105Pa alctuiete 1,713 m3n 1 m3ap.

    8. n ce volum de ap se vor dizolva 250 g de clor la 10Ci presiunea de 1,5105Pa, dac solubilitatea Cl2la 10Ci 1,0133105Pa alctuiete 3,148 m3n 1 m3ap.

    9. Din 12,8 g soluie de clorur de bariu saturat la 15Cprin evaporarea apei s-au obinut 4,1 g BaCl22H2O. Sse determine solubilitatea clorurii de bariu n g/l la

    aceast temperatur.10.Care este masa minim de ap n care la 45C se pot

    dizolva 7,5 g sulfat de potasiu, dac solubilitatea K2SO4la acest temperatur este de 150 g/l?

    11.Cte grame de nitrat de plumb conine 277 g soluiesaturat la 50C, dac solubilitatea la aceasttemperatur este de 850 g/l?

    12.Va fi oare saturat o soluie de 33,3% de clorur debariu la a) 65C i b) 85C, dac solubilitatea

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    33/75

    183

    lgS CBaCl 50065

    2 , iar lgS CBaCl 550

    85

    2 ?

    13.ntr-un vas cu masa de 11,7 g s-a turnat soluie saturatde KNO3 la temperatura de 15C. Masa vasului s-amrit pn la 106 g. Dup evaporare pn la sec masalui a devenit egal cu 30,5 g. Determinai coeficientulde solubilitate i solubilitatea (g/l i mol/l) nitratului depotasiu la aceast temperatur.

    14.Cte grame de NaBr conine 785 g soluie saturat la18C, dac solubilitatea la aceast temperatur este de887,6 g/l?

    15.

    Cte grame de KCl se vor cristaliza din 600 g de soluiesaturat la 60oC, dac o rcim pn la 20oC.Solubilitatea KCl este de 45,8 g la 60oC i 34,4 la 20oC.

    16.Sunt date trei sruri. Prima (A) coloreaz flacra nviolet, iar a doua (B) n galben. Soluia srii a treia(C) formeaz un precipitat alb cu soluia srii A,precipitat galben cu soluia srii B i precipitat albbrnzos cu soluia de azotat de argint. La rcirea

    soluiei concentrate A de la 60o pn la 0oC, secristalizeaz 108,5 g de sare. Ce mas de ap i sare As-au luat pentru recristalizare, dac solubilitatea ei la60o C este de 18,2 g, iar la 0o7,35 g. Care sunt srurileA, B i C? Rspunsul confirmai-l prin ecuaiilereaciilor.

    17.La care temperatur solubilitatea nitratului de plumb i

    a nitratului de potasiu sunt egale?18.Cte grame de nitrat de bariu se vor depune din soluiasaturat la 1000C, dac ea se rcete pn la 00C? Se tiec soluia iniial coninea 500 g de ap, iar solubilitateaBa(NO3)2la 0

    0C - 5,0 g, iar la 1000C - 34,2 g.19.Ce mas de Na2SO410H2O se cristalizeaz la rcirea

    1026,4 g soluie saturat de sulfat de sodiu de la 80Cpn la 10C, dac lg28380 CS , iar lg9010 CS ?

    20.

    La 30C n 100 g ap se dizolv 81,8 g NH4Br. La

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    34/75

    184

    rcirea a 300 g soluie saturat la 30C pn la 0C secristalizeaz 36,8 g sare. Ce mas de NH4Br se dizolvn 100 g ap la 0C?

    8.3. Proprietile soluiilor de neelectrolii

    8.3.1. Presiunea de vapori a soluiilor diluate deneelectrolii

    n 1887 F.M.Raoult a demonstrat c scderea relativ apresiunii de vapori a unei soluii diluate este direct

    proporional cu fracia molar a solutului din soluie. Expresia

    legii lui Raoult este:

    2

    2

    1

    1

    1

    1

    0

    0

    M

    m

    M

    m

    M

    m

    P

    PP

    , unde P0 este

    presiunea de vapori a solventului pur, P este presiunea de

    vapori a soluiei la aceeai temperatur m1 masa solutului,M1 masa molecular a solutului; m2 masa solventului,M2masa molecular a solventului.

    Exemplul 1. Care este presiunea vaporilor deasuprasoluiei ce conine 35 g zahr n 50 g ap la 700C, dacpresiunea vaporilor de ap la aceast temperatur este de31157 Pa?

    Rezolvare:Conform legii lui Raoult, avem:

    21

    12

    0

    0

    P

    PP ;

    1 = 35 : 342 = 0,10 mol i 2 = 50 : 18 = 2,78 molPresiunea vaporilor de asupra soluiei este:

    Pa30075)10,078,2

    1,01(3115731157

    21

    100

    PPP

    Exemplul 2. Presiunea de vapori a soluiei, ce conine

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    35/75

    185

    5,2 g de neelectrolit n 117g H2O este de 3,07105Pa la 700C.

    Presiunea vaporilor de ap la aceast temperatur este de3,12105Pa. Determinai masa molar a substanei.

    Rezolvare: tiind c scderea relativ a presiunii devapori a soluiei se exprim ca:

    21

    12

    0

    0

    P

    PP,aflm

    016,0312000

    307000312000

    0

    0

    P

    PPi 2 = 117 : 18 = 6,5, iar

    1 = 5,2 : M2, deci

    1

    1

    2,55,6

    2,5

    016,0

    M

    M

    . Aflm M1 = 5,116 :

    : 0,104 = 49,2; M1 = 49,2 g/mol.

    Exerciii propuse

    1. Calculai scderea relativ a presiunii de vapori asoluiei ce conine 50 g etilenglicol C2H4(OH)2n 800 g ap.

    2. Presiunea vaporilor de ap la 300C este de 4210 Pa.Care este presiunea de vapori a soluiei ce conine 62 g fenolC6H5OH n 540 g ap?

    3. Care este presiunea de vapori la 150C a unei soluiiapoase a anilinei C6H5NH2 cu partea de mas 6%, tiind c

    presiunea de vapori a apei la aceast temperatur este de1680 Pa?

    4. Determinai presiunea de vapori a unei soluii, ceconine 1,2121023 molecule de neelectrolit n 180 g ap la200C. Presiunea vaporilor de ap la aceast temperatur este2330 Pa.

    5. Presiunea de vapori a tetraclorurii de carbon CCl4

    este de 12 132 Pa. Presiunea de vapori a unei soluii ce conine

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    36/75

    186

    4,7 g fenol C6H5OH n 100g CCl4este de 11199 Pa la aceeaitemperatur. Care este masa molar a fenolului?

    6. Calculai presiunea de vapori a unei soluii apoase cu

    partea de mas a zahrului C12H22O11de 2% la 1000C, tiind cpresiunea vaporilor apei la aceast temperatur este de1,0133105 Pa.

    7. Calculai masa unei substane nevolatile, dac tim cla dizolvarea a 5 g de aceast substan n 100 g ap se obine osoluie cu presiunea de vapori de 3121,34 Pa. Presiunea devapori a apei la aceast temperatur este de 3167,21 Pa.

    8. Presiunea de vapori a unei soluii ce conine 3,09 ganilin n 370 g eter (C2H5)2O este egal cu 85 806,28 Pa.Presiunea de vapori a eterului la aceeai temperatur este de 86379,56 Pa. Determinai masa molar a anilinei.

    9. Soluia ce conine 1,5 g glicocol n 100g ap areaceeai presiune de vapori ca i soluia apoas de glucozC6H12O6 cu partea de mas 6,35%. Care este masa molar aglicocolului?

    10. Determinai fracia molar a substanei n soluie,tiind c soluia de 5,2 g de aceast substan n 117 g ap are opresiune de vapori de 3,07105Pa. Presiunea vaporilor de apla aceast temperatur e de 3,12105Pa.

    8.3.2. Creterea temperaturiide fierbere(Ebulioscopia)

    Ca urmare a scderii presiunii de vapori saturaideasupra soluiilor, n comparaie cu solventul pur, soluiilefierb la temperaturi mai nalte. n 1887 savantul francez Raoulta studiat cantitativ acest fenomen i a dedus urmtoarea lege:Ridicarea punctului de fiebere al soluiei este directproporional cu concentraia sa molal i independent de

    natura sa: t = t0 - t1 = KeCm, unde Cmconcentraia molal a

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    37/75

    187

    solutului; Keconstanta ebulioscopic a solventului.Dac avem o soluie ce conine mg de solut cu M masa

    molar n ggrame de solvent, atunci:

    g

    M

    m

    Cm

    1000

    , decig

    M

    m

    Kt e

    1000 , iar

    gt

    mKM e

    1000.

    Astfel putem calcula masa molar a solutului dup

    ridicarea punctului de fierbere a soluiei acestui solut. Aceastmetod se numete ebulioscopie.Exemplul 1. Stabilii temperatura de fierbere a unei

    soluii apoase ce conine 40 g glicerin C2H5(OH)3 n 880 gap. Constanta ebulioscopic a apei e egal cu 0,5.

    Rezolvare:Conform legii a doua a lui Raoult:

    gM

    m

    Kt ef

    1000

    , deci 3,0880

    1000

    80

    40

    52,0

    ft0

    C.

    Iar temperatura de fierbere a soluiei va fi: t= tf + t0 = 1000C +

    +0,30C = 100,30C.Exemplul 2. Stabilii din ci atomi const molecula de

    sulf, dac temperatura de fierbere a soluiei, ce conine 4,455 gS n 50 g benzen, este cu 0,8910C mai mare ca temperarura defierbere a benzenului Ke=2,57.

    Rezolvare: Masa molar a sulfului o determinm dinecuaia:

    gt

    mKM

    e

    1000,deci

    mol

    g257

    508891,0

    1000455,457,2

    sulfM ; deoarece Arsulf= 32,

    Numrul atomilor de sulf este: Msulf : Asulf, deci 257 : 32 == 8 (at).

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    38/75

    188

    Molecula e format din 8 atomi de sulf.Exemplul 3. Temperatura de fierbere a soluiei apoase

    de zahr este de 100,130C. Care este partea de mas a zahrului

    n aceast soluie?Rezolvare: Calculm ridicarea punctului de fiebere

    t = 100,130C - 1000C = 0,130C.Notm m(zah.) = x, iar m(H2O)= 100 - x. Conform legii lui

    Raoult:g

    M

    m

    Kt ef

    1000

    , decix

    x

    100

    100034252,013,0

    x= 7,88;Rspuns: (zah.) = 7,88%.

    Exerciii propuse

    1. Care va fi temperatura de fierbere a soluiei

    apoase de zahr cupartea de mas a zahrului 20%?2. Determinai cu cte grade va crete punctul defierbere a soluiei, ce conine 26 g de camfor n 600 g eter.Masa molar a camforului este 155, iar constanta ebulioscopica eterului e 2,16.

    3. Cte grame de zahr trebuie dizolvate n 1000 gap pentru a ridica temperatura de fierbere a soluie cu 0,50C?

    4. O soluie ce conine 8 g naftalin C10H8n 100 g

    eter dietilic are o cretere a punctului de fierbere egal cu1,330C. Determinai constanta ebulioscopic a eterului.

    5. Care va fi punctul de fierbere a unei soluii ceconine 20 g iod n 750 g benzen C6H6? Ke(C6H6) = 2,57.Benzenul fierbe la 80,20C.

    6. Punctul de fierbere a unei soluii, ce conine0,2014 g difenilamin (C6H5)2-NH n 20,1 g benzen, este egal

    cu 80,355

    0

    C. Temperatura de fierbere a benzenului este 80,2

    0

    C.Care este constanta ebulioscopic a benzenului?

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    39/75

    189

    7. Creterea punctului de fierbere a unei soluii, ceconine 0,12 g fosfor rou n 20 g sulfur de carbon CS2fa desolventul pur, constituie 0,120C. Ke(CS2) = 2,4. Din ci atomi

    este format molecula fosforului rou n soluie?8. 1,6 g de substan cu compoziia 94% C i 6% H

    se dizolv n 50% g eter. Aceast soluie are o cretere apunctului de fierbere de 0,540C. Ke(eter) = 2,11. Care esteformula hidrocarburii?

    9. Care este masa molecular a acidului benzoictiind c o soluie eteric cu partea de mas a acidului benziocde 10% are o ridicare a punctului de fierbere de 1,930C?

    10. Temperatura de fierbere a soluiei apoase dezahr este de 101,80C. Care este concentraia molar i parteade mas a zahrului n soluie?

    8.3.3. Scderea punctului de solidificare al soluiilor(Crioscopia)

    A doua lege a lui F.M.Raoult (1882) referitoare lascderea punctului de solidificare a soluiilor sun n felulurmtor: Coborrea punctului de nghe al soluiei este directproporional cu concentraia sa molal i independent denatura sa: t = t0 - t1 = KcCm, unde Cmconcentraia molal asolutului; Kcconstanta crioscopic a solventului.

    Prin analogie cu cazul ebulioscopiei, pentru substanacu masa molar M dizolvat n cantitate de mg n g grame

    solvent, putem scrie: 1000

    gM

    mKt

    c .

    Deci, putem determina masa molar a solutului dup scdereapunctului de solidificare.

    Exemplul 1. La ce temperatur congeleaz o soluie ceconine 6g zahr C12H22O11 (M=342) n 100g ap. Constantacrioscopic a apei e agal cu 1,86.

    Rezolvare: Conform legii a doua a lui Raoult putem

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    40/75

    190

    scrie cu ce este egal scderea temperaturii de solidificare a

    soluiei: t = t0t 1000

    gM

    mKc ,

    deci 32,01000100342

    686,1

    t

    0C.

    De unde temperatura de solidificare a soluiei este: t= t0 - t == 0 - 0,32 = -0,320C

    Exemplul 2. O prob de neelectrolii cu masa de 1,5 g afost dizolvat n 25 ml H2O. Scderea temperaturii desolidificare a soluiei constituie 1,310C. Determinai masamolar a neelectrolitului.

    Rezolvare:tiind relaia pentru scderea temperaturii de

    solidificare a soluiilor 100

    gM

    mKt

    c , putem exprima

    masa molar M aneelectrolitului:

    mol

    g

    gt

    mkM

    c85

    2531,1

    10005,186,11000

    .

    Exerciii propuse

    1.Determinai temperatura de nghe a soluiei ceconine 6,84g zahr C12H22O6n 100ml ap. KC = 1,86.

    2.Care va fi scderea temperaturii de solidificare asoluiei formate din 23g glicerin C3H5(OH)3n 400g ap.

    3.Stabilii temperatura de ngheare a soluiei apoase cupartea de mas a alcoolului etilic C2H5OH de 40%.

    4.La ce temperarur congeleaz o soluie de 12,8 gnaftalin n 500 g benzen? KC = 5,12.

    5.Cte grame glucoz C6H12O6 trebuie dizolvate n500 g ap ca temperatura de nghe s coboare cu 10C?

    6.Determinai constanta crioscopic a apei, tiind c o

    soluie apoas de neelectrolit cu concentraia molal de

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    41/75

    191

    0,008kg

    molva nghea la t= -0,001860C.

    7.Temperatura de congelare a unei soluii format din0,345 g acetanilid C6H5ONHC2H5i 25 g fenol C6H5OH estede 40,240C. Determinai constanta crioscopic a fenolului,tiind c temperatura de solidficare a fenolului este de 410C.

    8.Punctul de nghe al unei soluii apoase de glucozC6H12O6 este egal cu -0,9

    0C. Calculai partea de mas aglucozei n soluie.

    9.Compoziia unei substane este urmtoarea:

    50,69% - C, 45,08% - O i 4,23% - H. Soluia format din 7,92g de aceast substan n 78 g benzen nghea la 4,160C.Temperatura de solidificare a benzenului este de 5,450C(Kc=5,12). La ce temperatur nghea aceast soluie?

    10.Artai n ce stare se afl iodul n soluia denitrobenzen C6H5NO2, dac soluia de 0,148 g iod n 22,405 gnitrobenzen congeleaz la 5,350C. Nitrobenzenul pur sesolidific la 5,820C, Kca nitrobenzenului este egal cu 8,1.

    11.Soluia apoas de glicerin se solidific la -2,79oC.Determinai presiunea vaporilor saturai deasupra soluiei la20oC, dac presiunea vaporilor apei la aceast temperatur estede 2,34 kPa.

    8.3.4. Presiunea osmotic a soluiilor diluate

    n 1877 J.H.Van't Hoff a stabilit legile presiuniiosmotice:1) Presiunile osmotice ale soluiilor sunt proporionale

    cu concentraiile lor:2

    1

    2

    1

    C

    C

    P

    P .

    tiind c:2

    1

    2

    1

    V

    V

    P

    P , deci 2211 VPVP

    2) Presiunea osmotic este proporional cu

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    42/75

    192

    concentraia molar i cu temperatura absolut:

    RTCP M , sauV

    RTP

    , unde cantitatea de substan,

    mol; V volumul soluiei, m3; R constanta universal agazelor, egal cu 8,3144 J/molK; T temperatura absolut, K.

    Exemplul 1. S se determine presiunea osmotic a uneisoluii apoase, ce conine 30 g glucoz n 2 litri soluie.

    Rezolvare:Conform legii lui Van't Hoff: P = (/V)RT.Calculm :

    0,17mol

    molg180

    30g

    M

    m . tiindc R= 8,3144 J/(molK)

    i T = 273 + 20 = 293K, calculm P: P = (0,17mol 8,3144J/(mol K) 293K)/(2 10-3m3) = 2,07 105J/m3==2,07 105(N m)/m3 = 2,07 105N/m2 = 2,07 105Pa.

    Exemplul 2. Care este masa molecular a zahrului,dac un litru de soluie ce conine 10 g zahr la 00C are

    presiunea osmotic de 0,664105

    Pa.Rezolvare:Folosind expresia =m/M, scriem

    MV

    mRTP

    i aflm masa molar a zahrului:

    PV

    mRTM ,

    mol

    g342

    m101Pa100,664

    273KKmol

    J8,314410g

    335

    M .

    Exerciii propuse

    1. Artai, dac sunt egale presiunile osmotice alesoluiilor care conin un numr egal de mol de substane lavolume i temperaturi egale.

    2. Calculai presiunea osmotic a soluiei ce conine8,55 g zahr C12H22O11n 100 ml soluie la 30

    0C.3. Care este concentraia molar a zahrului n soluie,

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    43/75

    193

    care la temperatura de 270C are presiunea osmotic de1,56105Pa?

    4. Ci moli de neelectrolit trebuie s conin un litru de

    soluie, pentru ca presiunea osmotic la 00C s fie101,325 kPa?

    5. Determinai masa molecular a substanei dizolvate,tiind c soluia ce conine 24 g neelectrolit la 2 litri soluie arela 100C presiunea osmotic egal cu 9,32105Pa.

    6. Care este masa molar a manitei C6H14O6, tiind c5,463 g manit dizolvat n 100 ml soluie exercit o presiune

    osmotic de 7,03210

    5

    Pa la 10

    0

    C?7. Calculai presiunea osmotic a soluiei, ce conine3,011023 molecule de neelectrolit la 1 litru soluie la 200 i1000C.

    8. Un litru de soluie apoas conine 90g glucozC6H12O6. La ce temperatur presiunea osmotic a soluiei va fiegal cu 5,07105Pa?

    9. 100 ml de soluie apoas conin 3,2 g de

    hemoglobin. Presiunea osmotic a soluiei este egal cu 32,8mm a coloanei de mercur la 170C. Determinai masa molar ahemoglobinei.

    10. Stabilii formula chimic a substanei, tiind c 1litru de soluie, ce conine 4,054 g de aceast substan , arepresiunea osmotic de 3,067105 Pa la 00C. Compoziiasubstanei este urmtoarea: 40,0% - C; 6,7% - H i 53,3% - O.

    11. Presiunea de vapori a unei soluii de neelectrolit la320C este egal cu 4721 Pa, iar presiunea vaporilor apei laaceast temperatur este de 4753 Pa. Determinai presiuneaosmotic a soluiei la aceeai temperatur, considernddensitatea soluiei 1g/cm3.

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    44/75

    194

    8.4. Proprietile soluiilor de electroliiSoluiile de electrolii slabi. Constanta i gradul de disociere

    Exemplul 1.Presiunea osmotic a soluiei de sulfat dezinc cu concentraia 0,1N la 0C este egal cu 1,59105 Pa.Calculai coeficientul izotonic al acestei soluii.

    Rezolvare: Lund n consideraie disociereaelectroliilor, nsoit de creterea numrului de particule nsoluie, presiunea osmotic a soluiilor de electrolii secalculeaz conform formulei:

    V

    RTi

    , din care rezult c RT

    Vi

    .

    Dac concentraia normal a soluiei este egal cu 0,1N,rezult, c 1 l de soluie conine 0,1 molechiv de sare.

    mol05,01,02

    1 echivf

    Atunci 1,4K273KmolJ8,31mol0,05

    m0,001Pa101,59 35

    i

    Rspuns:i = 1,4.Exemplul 2. Presiunea vaporilor asupra soluiei, ce

    conine 24,8 g KCl n 100 g ap, la 100C este egal cu9,14104 Pa. Calculai coeficientul izotonic al acestei soluii,dac presiunea vaporilor de ap la aceast temperatur este de1,0133105Pa.

    Rezolvare: Legea lui Raoult pentru soluiile deelectrolii este exprimat de expresia:

    solventdizs

    ni

    p

    pp

    ..0

    0 ;

    mol5,55molg18

    g100mol;0,33

    molg74,5

    g24,82

    OHKCl ;

    75,1100133,133,0

    )55,533,0)(10914,0100133,1())((5

    45

    0

    0 2

    p

    pp

    iKCl

    OHKCl

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    45/75

    195

    Rspuns:i= 1,75.Exemplul 3.Soluia ce conine 8 g NaOH n 200 g ap

    nghea la 3,460C. Care este gradul de disociere aparent al

    hidroxidului n ap?Rezolvare: Calculm scderea temperaturii de

    cristalizare fr a ine cont de disociaia electrolitului:

    86,1100020040

    886,11000

    12

    2)(

    mM

    mKt ccalcs .

    Cunoscnd scderea temperaturii de nghe, determinatpractic t = t0- t1= 0

    -3,46= -3,36C, putem afla coeficientul

    izotonic: 86,186,1

    46,3

    )(

    calcc

    c

    t

    ti .

    Deci 86,012

    186,1

    1

    1

    n

    i sau 86%.

    Rspuns: %86 .Exemplul 4. Calculai gradul de disociere aparent al

    LiCl n soluia cu concentraia 0,1N, dac aceast soluie esteizotonic cu soluia de zahr de 0,19M la 0C.

    Rezolvare: Calculm presiunea osmotic a soluiei dezahr:

    Pa104,31K273Kmol

    J8,31lmol0,1900101000 5

    CRT

    Presiunea osmotic a soluiei de LiCl este la fel egal cu

    4,31105Pa.Gradul de disociere aparent al acestei soluii va fi:

    %)90sau(9,012

    19,1

    1

    1

    n

    i .

    Rspuns: %90 .Exemplul 5. Constanta de disociere a acidului azotos

    ntr-o soluie cu concentraia molar 0,01 M este de 5,110-4.Care este gradul de disociere al acestui acid?

    Rezolvare:Conform legii diluiei

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    46/75

    196

    226,001,0

    101,5 4

    M

    d

    C

    K %.

    Rspuns: %226,0 .Exemplul 6. Determinai concentraia ionilor de

    hidrogen ntr-o soluie de acid formic cu concentraia molar0,01M (Kd = 1,772 10

    -14).Rezolvare:Pentru a afla concentraia ionilor [H+] putem

    folosi expresia:

    Rspuns: lmol10331,1 8 H .Exemplul 7. Calculai concentraia ionilor de Mg2+ i

    Cl- ntr-o soluie de clorur de magneziu de 0,1 M (gradul dedisociere egal cu 35%).

    Rezolvare: n soluie sarea disociaz conform ecuaiei:MgCl2Mg

    2++2Cl-.Folosind formula [I] =CM n calculm concentraia

    ionilor respectivi:[Mg2+] = 0,35 0,1 1 = 0,035 mol/l;[Cl-] = 0,35 0,1 2 = 0,070 mol/l.Rspuns:[Mg2+] = 0,035 mol/l; [Cl-] = 0,070 mol/l.Exemplul 8. Cum se va schimba concentraia ionilor

    H+n soluia acidului cianhidric de 0,1M, dac la 1 l de aceast

    soluie se adaug 0,1 mol de NaCN, gradul de disociere aparental creia este 85%? Constanta de disociere a HCN este egal cu4,910-10.

    Rezolvare:Calculm gradul de disociere al HCN:510 1071,0109,4 Md CK .

    Concentraia iniial a ionilor de hidrogen n soluia deacid cianhidric este egal cu:

    lmol10711071,0 65 H .

    lmol10331,101,010772,1 814

    MdMM

    dM CKCC

    KCH

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    47/75

    197

    n urma adugrii NaCN la soluia de acid cianhidricechilibrul reaciei de disociere a acidului se va deplasa carezultat al mririi concentraiei ionilor H+. Vom nota

    concentraia nou a ionilor de hidrogen prin xmol/l.Concentraia moleculelor nedisociate HCN practic nu se vaschimba i este egal cu 0,1 mol/l. Din contul adugrii 0,1 molde NaCN concentraia ionilor CN-devine egal cu 0,1 0,85 ==0,085 mol/l. Concentraia sumar a ionilor CN- devine(x + 0,085) mol/l. Substituind aceste valori n expresiaconstantei de disociere, obinem:

    1,0)085,0(

    xxC

    CCKHCN

    CNHHCN ;

    xxxx

    085,0109,4;1,0

    )085,0(109,4 21110

    .

    Datorit adugrii NaCN, concentraia ionilor dehidrogen se micoreaz esenial i valoareax2poate fi neglijat.Atunci 10112 1076,5,109,4085,0 xx .

    Rspuns: Concentraia ionilor de hidrogen dupadugarea NaCN devine egal cu 5,7610-10 mol/l, adic s-amicorat de 1200 ori )1076,5107,0( 105 .

    Exerciii propuse

    1. Calculai concentraiile ionilor NH+ i OH- n soluia

    format la dizolvarea 0,17g amoniac ntr-un litru de ap)1077,1( 5

    4

    OHNHK .

    2. Determinai gradul de disociere al acidului cianhidric nsoluie 0,1 M. Constanta de disociere a acidului cianhidriceste 4,910-10.

    3. Calculai concentraia ionilor n soluia de sulfat de cupruCuSO4 cu concentraia 0,025 M i gradul aparent de

    disociere de 45%.

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    48/75

    198

    4. Gradul de disociere al acidului acetic n soluiile de 1;0,1 i0,01N este egal cu 0,42; 1,34 i 4,25% respectiv. Calculndvaloarea Kd a CH3COOH n aceste soluii, demonstrai c

    constanta de disociere nu depinde de concentraia soluiei.5. Care va fi gradul de disociere al acidului fluorhidric ntr-o

    soluie de 0,1N, dac constanta sa de disociere are valoarea6,610-4?

    6. Presiunea osmotic a soluiei de carbonat de potasiu de0,1N la 00C este egal cu 2,73105Pa. Care este gradul dedisociere al K2CO3n aceast soluie?

    7.

    Calculai gradul de disociere aparent al clorurii de sodiu nsoluia de 0,25N, dac aceast soluie este izotonic cusoluia de 0,44M de glucoz la 18C.

    8. Determinai presiunea de vapori asupra soluiei de hidroxidde potasiu (= 0,5%) la 50C. Presiunea vaporilor de apla aceast temperatur este egal cu 12334 Pa. Gradul dedisociere aparent al KOH n aceast soluie este egal cu87%.

    9.

    La ce concentraie (mol/l) a soluiei de NaNO3presiunea devapori asupra soluiei este egal cu presiunea vaporilorasupra soluiei de 1,5% de glicerin?

    10.La ce temperatur nghea o soluie ce conine 2 molclorur de potasiu n 1000 g ap. Gradul aparent dedisociere al KCl n aceast soluie este de 75%.

    11.Se dau dou soluii: una de acid acetic i alta de acidclorhidric, ambele cu CM = 0,1M. Comparai temperaturilelor de solidificare.

    12.O soluie apoas nghea la -1,50C. Care este concentraiaclorurii de sodiu n aceast soluie?

    13.O soluie apoas de perclorat de sodiu cu CM = 0,025 Mnghea la -0,090C. Determinai scderea temperaturii denghe al soluiei i gradul de disociere al srii?

    14.Gradul de disociere aparent al KNO3ntr-o soluie, format

    de 5 g KNO3i 50 g H2O este 70%. De cte ori creterea

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    49/75

    199

    temperaturii de fierbere a acestei soluii este mai mare cacreterea temperaturii de fierbere a unei soluii echimolarede neelectrolit?

    15.

    Soluia ce conine 14,62 g NaCl n 500 g ap nghea la-1,67C. Determinai gradul de disociere aparent al NaCl naceast soluie i temperatura ei de fierbere.

    8.4.1. Produsul ionic al apei. Indicele de hidrogen

    Exemplul 1. Care este concentraia ionilor de hidroxidn soluia cu pH=12?

    Rezolvare:Din relaia pH + pOH = 14 gsim:pOH = 14 - pH = 14 - 12 = 2.Deci -lg[OH] = 2, de unde [OH-] = 10-2mol/l.Rspuns:[OH-] = 10-2mol/l.

    Exemplul 2. Care este pH i pOH al soluiei de HNO3cu CM= 0,05 mol/l?

    Rezolvare:Conform ecuaiei reaciei de disociere HNO3H++ NO3-, din 1 mol de acid reiese 1 mol de ioni H+, deci

    3HNOCH ;

    pH = -lg[H+] = -lg 0,05 = 1,3;pOH = 14- pH = 14-1,30 = 12,7;Rspuns:pH = 1,3; pOH = 12,7.

    Exemplul 3.Determinai pH-ul soluiei cu concentraiaionului de hidrogen 0,015M.Rezolvare:pH = -lg[H+] = -lg0,015 = -lg(1,5 10-2) =

    = -lg1,5 - lg(10-2) = -0,18 + 2 = 1,82.Rspuns:pH = 1,82.

    Exemplul 4.Care este concentraia ionilor de hidrogenn soluia cu pH egal cu 9,45.

    Rezolvare: Relaia pH = -lg[H+] = -9,45 se nmulete

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    50/75

    200

    cu (-1) i numrul -9,45 se descompune n diferena 0,55-10(deoarece mantisele trebuie s fie pozitive):

    lg[H+]=10,55.

    Din tabelul logaritmilor [H+] = 3,5510-10mol/l.Rspuns:[H+] = 3,5510-10mol/l.

    Exemplul 5. Determinai concentraia ionilor dehidrogen n soluia cu pH=3,80.

    Rezolvare:pH = -lg[H+] = 3,80; lg[H+] = -3,80;[H+] = 10-3,8= 1,610-4M.

    Rspuns:[H+

    ]= 1,610-4

    M.Exemplul 6. Care este pH-ul soluiei de Ba(OH)2 cu

    concentraia 0,01 M?Rezolvare: Ba(OH)2 este o baz tare, deci disociaz

    complet n ioni conform ecuaiei: Ba(OH)2Ba2++ 2OH-. Se

    observ, c din 1 mol de Ba(OH)2se formeaz 2 mol ioni OH-.

    Deci, ,02,02][2

    )( MCOH OHBa

    iar 131414

    10502,0

    10

    ][

    10][

    OHH .

    Atunci, pH = -lg(5,010-13) = 12,3.Rspuns:pH = 12,3.

    Exemplul 7. Determinai pH-ul soluiei 0,1 M de

    CH3COOH, dac Kd=1,810-5

    .Rezolvare: Scriem ecuaia de disociere CH3COOH H++ CH3COO

    -

    CH3COOH H+ CH3COO

    -

    Concentraiainiial

    0,1 M 0 M 0 M

    Concentraiile

    la echilibru

    (0,1-x)M x M x M

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    51/75

    201

    Deoarece acidul acetic este slab, reacia de disociere alui este reversibil, iar constanta de echilibru va reprezenta

    constanta de disociere a acidului:5

    3

    3 108,11,0][

    ]][[

    x

    xx

    COOHCH

    COOCHHKd i x 0,1 putem

    scrie, c 0,1-x0,1.

    Deci 5108,11,0

    xx

    Kd i x2=0,11,810-5;

    X= ][103,1108,1 36

    HM ;pH = -lg1,3 - lg(10-3) = -0,26 + 3 = 2,74;

    pH=2,74.Rspuns:pH = 2,74.

    Exerciii propuse

    1. Concentraia H+ n soluie este mai mic ca 10-7mol/l. Seva schimba culoarea soluiei la adugarea fenolftalinei?

    2. S se calculeze pH-ul soluiei, care are concentraia ionilorde hidrogen egal cu 4,710-7mol/l.

    3. S se calculeze pH-ul soluiei pentru care concentraiaionilor de hidroxid este egal cu 510-5mol/l.

    4. Determinai pH-ul soluiei ce conine ntr-un litru 0,01 gKOH.

    5.

    Care este [H+] i [OH-] n soluia cu pH= 3,6?6. Care este pH-ul soluiei de acid clorhidric, dac n 500 ml

    soluie se conin 0,73g HCl (1)?7. Care este pH-ul soluiei de NaOH cu partea de mas 0,5%

    dac 1i mlg1 ?8. La 100 ml soluie de HNO3 cu CM = 0,1 M s-au adugat

    3 ml soluie de NaOH cu partea de mas 6% i

    = 1,07 g/ml. Determinai pH-ul soluiei obinute.

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    52/75

    202

    9. ntr-un litru de ap s-au dizolvat 0,01 mol de NaOH.Determinai pH-ul soluiei.

    10. Constanta de disociere a NH4OH este egal cu 1,810-5.

    Care este pH-ul soluiei de NH4OH cu CM = 0,1 M?11. Cum se va schimba pH-ul soluiei de CH3COOH cu

    CM = 0,01 M, dac la ea se adaug un volum egal de soluiede acetat de natriu 100% ?

    12. Soluia de HCl are pH =3,5. Ce mas de HCl conine 5 l deaa soluie 100% ?

    13. Ce volum de ap trebuie de adugat la 0,2 l soluie de acid

    formic (= 5%, = 1012 kg/m

    3

    ) pentru a obine o soluiecu pH = 2,5, dac 41077,1 HCOOHK ?

    8.4.2. Produsul solubilitii

    Exemplul 1. Solubilitatea As2S3 n ap este egal cu8,1310-7 lmol . Gsiivaloarea

    32SAsPS .

    Rezolvare:As2S32As3+

    +3S2-

    Notm solubilitatea As2S3 prin s. Atunci, [As3+] = 2s,

    iar [S2-] = 3sPS = [As3+]2[S2-]3 sau PS = (2s)2(3s)3= 108s5=

    = 108(8,1310-7)5= 3,8410-29.Rspuns:

    32SAsPS =3,8410-29.

    Exempul 2. Produsul solubilitii a BaSO4este egal cu1,110-10. Care este solubilitatea srii la temperatura dat ?Rezolvare: n soluia saturat se stabilete echilibrul:

    BaSO4Ba2++ SO4

    2-.PS = [Ba2+][SO4

    2-] = s s = s2, de unde

    lmol10101,1 5104

    BaSOPSs .

    Rspuns: lmol10 5s

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    53/75

    203

    Exemplul 3. tiind c 42

    CrOAgPS 1,110-12, aflai

    solubilitatea srii n mol/l i g/l.

    Rezolvare:Ag2CrO42Ag+

    +CrO42-

    .Dac notm prin s solubilitatea Ag2CrO4, atunci,conform ecuaiei [Ag+] = 2s, iar [CrO4

    2-] = s.

    ][][ 2

    4

    2

    42CrOAgPS CrOAg (2s)

    2s = 4s3.

    Deci

    lmol1065,01028,04

    101,1

    4

    43 123

    12

    3 42

    CrOAgPS

    s

    Deoarece masa molar a Ag2CrO4 este egal cu332 g/mol, atunci solubilitatea Ag2CrO4exprimat n g/l va fi:332 0,65 10-4= 2,1510-2g/l.

    Rspuns:Solubilitatea Ag2CrO4este egal cu 0,6510-4

    mol/l i 2,15 g/l.Exemplul 4. Produsul solubilitii PbSO4 este egal cu

    1,810-8. Care va fi solubiltatea acestei sruri ntr-o soluie de

    sulfat de sodiu cu concentraiamolar 0,1 M ?Rezolvare: n soluia sulfatului de plumb avemechilibrul: PbSO4Pb

    2++SO42-.

    822

    4

    2 108,1]][[4

    sSOPbPSPbSO ,

    iar 8108,1s 1,3410-4.

    Sulfatul de sodiu, prezent n soluie, n urma disocieriiformeaz o cantitate suplimentar de ioni SO

    4

    2-: Na2SO

    4

    2Na++SO42-, deci concentraia ionului [SO42-] va fi s1 = (s +0,1) mol/l, iar produsul de solubilitate al sulfatului de plumbeste:

    4PbSO

    PS s(s+0,1) = 1,810-8; de unde s2+ 0,1s= 1,810-8.

    Valoarea s2 este mic i o putem neglija, astfel:

    lmol108,1

    1,0

    108,1 78

    s .

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    54/75

    204

    Rspuns: lmol108,1 7s .Exemplul 5. La ce valoare a concentraiei ionului OH-

    va ncepe sedimentarea Ni(OH)2 din soluia de Ni(NO3)2 de0,01 M? ( 14

    )( 106,12

    OHNiPS )

    Rezolvare: Sedimentarea ncepe n momentul cndvaloarea produsului ionic devine egal cu valoarea produsuluide solubilitate: PI= PS.

    PI= [Ni2+][OH-]2= 1,610-14.tiind c [Ni2+]=0,01 M, notm [OH-]=xi obinem:

    0,01 (x)2= 1,610-14;

    x2= 12

    14

    106,101,0

    1016,1

    ;

    x= M612 103,1106,1 .

    Ca s cad precipitatul Ni(OH)2 este necesar ca [OH-]

    s depeasc 1,310-6M, adic la pH = 14 pOH = 14 - 5,89 == 8,11.

    Rspuns: Pentru sedimentarea hidroxidului de nichel,este necesar ca concentraia OH-s fie mai mare ca 1,310-6.

    Exemplul 6. Calculai concentraia bromurii de sodiunecesar pentru transformarea iodurii de argint n bromur deargint. ).103,6;105,1( 1316 AgBrAgI PSPS

    Rezolvare:Transformarea AgI n AgBr: AgI + NaBrAgBr + NaI are loc dac

    AgBrPSBrAg ][][ . n raport cu

    AgI soluia va fi saturat i concentraia ionului de argint secalculeaz din expresia produsului de solubilitate a iodurii deargint:

    lmol1023,1105,1][ 816 AgIPSAg

    Din expresia ][][ BrAgPSAgBr aflm concentraia

    ionului Br-:

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    55/75

    205

    lmol1012,51023,1

    103,6][

    5

    8

    13

    Br

    Rspuns: Dac concentraia NaBr va fi egal cu5,1210-5mol/l, iodura de argint va ncepe s se transforme nbromura de argint.

    Exerciii propuse

    1. Solubilitaea CaCO3este egal cu 1,310-4mol/l. Calculai

    3CaCOPS .

    2.

    n ce direcie sunt deplasate echilibrele:a) AgBr+NaClAgCl+NaBr;b) AgI+NaBrAgBr+NaI.

    3. Solubilitatea Ca(OH)2este de 8,2110-2g n 100 g de ap.

    Calculai2)(OHCa

    PS .

    4. Cu ajutorul produsului solubilitii explicai formarea idizolvarea carbonatului de calciu:

    Ca2+(s)+ CO2(g)+ 2OH-(s)= CaCO3(cr)+ H2O(l);CaCO3(cr)+ CO2(g)+ H2O(l)= Ca

    2+(s)+ 2HCO3

    -(s).

    5. Produsul solubilitii Ag3PO4 este egal cu 1,810-18. Care

    va fi solubilitatea Ag3PO4ntr-o soluie de 0,01 M AgNO3?6. Care va fi solubilitatea i pH-ul soluiei Mg(OH)2, dac

    2)(OHMgPS =5,510-12?

    7. La ce concentraie a NaOH este posibil transformareaMgS n Mg(OH)2?

    8. Concentraia ionilor de Cd2+este egal cu 0,1mol/l. La ceconcentraie a ionului de Zn2+ carbonaii ambelor metalencep s se depun concomitent?

    9. Se va depune oare precipitatul Ag2S dac vom amesteca0,1 l de AgNO3 cu CM=10

    -4M cu 0,01 l de Na2S cuconcentraia molar a echivalentului egal cu 10-5

    mol/lechiv.?

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    56/75

    206

    10. De cte ori solubilitatea PbS n ap este mai mare dectsolubilitatea sa n soluia de 0,01 M de Pb(NO3)2?

    8.5. Electrolii tari. Activitatea ionilor

    Exemplul 1.Care va fi fora ionic a soluiei ce conine0,02 mol de K2SO4n 1000g ap?

    Rezolvare: Fora ionic a soluiei de electrolit depindede concentraia i sarcina tuturor ionilor prezeni n soluie:

    );( 2332

    22

    2

    1121

    zczczcI

    Rspuns:Fora ionic a soluiei de K2SO4este egal cu0,06.

    Exemplul 2. Calculai activitatea ionilor n soluia ceconine 0,925 g clorur de calciu n 500 g ap.

    Rezolvare. n soluiile de electrolii tari, concentraiacomponentelor soluiei se nlocuiete prin concentraia efectiv

    a ionilor sau activitatea lor, care sunt legate prin relaia:Cfa , unde f este coeficientul de activitate (se afl din

    tabelul dependenei lui de fora ionic a soluiei), iar C esteconcentraia molal (mol/1000g H2O).

    Calculm concentraia molal a srii n soluie:

    kgmolkgmolg

    g

    mM

    m

    mC

    OHCaCl

    CaCl

    kgOH

    CaCl

    m 017,05,0111

    925,0

    22

    2

    2

    2

    )(

    Fora ionic a soluiei va fi egal:

    051,02

    034,0068,0)12017,02017,0( 2221

    I

    Coeficienii de activitate a ionilor la aceast valoare a Isunt: 85,0;57,02 ClCa ff , iar activitatea ionilor Ca

    2+i Cl-

    este:

    06,02

    08,004,0)202,01202,0()( 22212221 24

    2442

    SOSOKKSOK zczcI

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    57/75

    207

    0289,0034,085,0

    0097,0017,057,0222

    ClClCl

    CaCaCa

    Cfa

    Cfa

    Rspuns: 0289,0;0097,02 ClCa aa

    Exerciii propuse

    1. Calculai fora ionic a soluiei ce conine 1,62gCa(HCO3)2n 250 g ap.

    2. Calculai foraionic a soluiei ce conine 2,08 g BaCl2i

    5,85 g NaCl n 500 g ap.3.

    Coeficienii de activitate a ionilor Al3+ i SO42- n soluiasulfatului de aluminiu cu concentraia 0,005 mol/kg suntegali cu 0,285 i 0,495 respectiv. Calculai fora ionic iactivitatea ionilor.

    4. Care este activitatea ionilor n soluia ce conine 0,02 molFe(NO3)2i 0,02 mol Ca(NO3)2n 1000 g ap?

    5. Soluia conine Pb(NO3)2, HCl, CH3COONa n cantitile

    0,005; 0,001 i 0,0005 mol respectiv n 500 g ap. Calculaiactivitatea ionilor n aceast soluie.

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    58/75

    208

    Capitolul IX

    REACII DE OXIDO-REDUCERE.

    STABILIREA COEFICIENILOR REACIILORREDOX

    La scrierea ecuaiilor reaciilor redox trebuie s sestabileasc, n primul rnd, rolul fiecrui participant la reacie;respectiv se va stabili care sunt oxidantul, reductorul i mediulde reacie. Apoi, n funcie de potenialul de electrod alspeciilor electroactive i de natura i concentraia mediului dereacie, se stabilesc produii de reacie. innd cont de strilede oxidare ale speciilor redox implicate n reacie, se scriuceledou semireacii: reacia de reducere i reacia de oxidare, subforma reaciilor electrodice, utiliznd una dintre metodeleionoelectronic, electronic sau algoritmic.

    Pe baza celor dou semireacii se stabilesc coeficieniioxidantului i reductorului coeficienii de baz sau

    coeficienii principali. Acest lucru se realizeaz aplicndschema bilanului de electroni, care se bazeaz pe faptul cnumrul de electroni cedai de reductor trebuie s fie egal cu

    numrul de electroni primii de oxidant legea conservriisarcinilor electrice sau electroneutralizarea.

    n cele din urm, se vor stabili coeficienii celorlaltesubstane implicate n reacie coeficienii secundari, respectivpentru substanele care particip prin procese de schimb ionic

    fr schimb electronic de tip redox. La stabilirea coeficienilorsecundari, coeficienii de baz se pot modifica, dar raportuldintre ei trebuie s rmnconstant.

    Se menioneaz faptul c n reaciile redox care au loc nsoluiaapoas uneori se consum i o parte din ap, lucru carereiese n urma bilanului de materiale efectuat dup stabilireacoeficienilor partenerilor de reacie i ai produilor. n mod

    asemntor, se ntmpl i n cazul reaciilor redox care au loc

  • 7/25/2019 Problemar i Exerciii de Chimie Anorganica Part 3

    59/75

    209

    n faz topit, n prezena oxoanionilor, ca de exemplu: HO-,CO etc., cnd rezult produi n faz gazoas ce prsescsistemul: H2O(v), CO2(g)etc.

    Metoda ionoelectronicse poate aplica la toate reaciileredox, att n soluie, ct i n faza topit, excepie fcndreaciile de descompunere termic (n fazele solid, lichid saugazoas) i reaciile intramoleculare (ca, de exemplu,amestecurile pirotehnice).

    Pentru stabilirea coeficienilor de reacie prin metodaionoelectronic schimbul electronic se va face ntre speciileionice sau moleculare electroactive existente n sistemul dereacie. Deci, schimbul electronic se va reprezenta prin douprocese iono- sau molecularoelectronice:

    procesul de reducere a speciei oxidante,procesul de oxidare a speciei reductoare, cu indicarea

    transformrilor iono- sau molecularoelectronice care au loc.Apoi, pe baza celui mai mic multiplu comun al

    electronilor cedai i, respectiv, acceptai se vor stabili

    coeficienii principali i cei secundari.Metoda prezint avantajul determinrii cu o precizieridicat a tuturor coeficienilor principali i a celor secundari.Mai mult, metoda se poate aplica chiar i atunci cnd nu existo experien suficient privind stabilirea coeficienilorreaciilor redox.

    n continuare, se prezint cteva exemple de analiz aunor reacii redox i punerea lor n ecuaie prin metoda

    ionoelectronic.Exemplul 1. KMnO4+ Na2SO3+ H2SO4?Pe baza s.o. se atribuie rolul speciei ionice: MnO4

    -oxidantul (manganul avnd s.o. + VII), SO3

    2- reductorul(sulful avnd s.o. + IV), H+ mediul a


Recommended