+ All Categories
Home > Documents > Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

Date post: 14-Aug-2015
Category:
Upload: mihalache-manuela
View: 236 times
Download: 14 times
Share this document with a friend
Description:
PROBLEME
109
PROBLEME 1. Se sulfonează 780 kg benzen, stiind că s-a folosit acid sulfuric 96% şi că produsul final este acidul benzen- sulfonic, se cere: - ecuaţia procesului - cantitatea de acid benzene-sulfonic obţinută la un randament de 80% - cantitatea de apă rezultată la acelaşi randament - cantitatea de acid sulfuric 96% folosită Rezolvare ; 780 kg z kg x kg y kg 78 kg 98 kg 158 kg 18 kg M benzene = 6 · 12 + 6 · 1 = 78 M acid sulfuric = 2 · 1 + 32 + 4 · 16 = 98 M acid benzene sulfonic = 6 · 12 + 6 + 32 + 3 · 16 = 158 M apei = 18 78 kg benzen……………….158 kg acid benzen-sulfonic 780 kg benzen………………..x kg acid benzen-sulfonic x = (780 · 158) / 78 = 1580 kg acid benzen sulfonic impur x` = x · η => x` = (1580 · 80) / 100 = 1264 kg acid benzen-sulfonic pur 78 kg benzen……………….18 kg apă 1
Transcript
Page 1: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

PROBLEME

1. Se sulfonează 780 kg benzen, stiind că s-a folosit acid sulfuric 96% şi că produsul final este acidul benzen-sulfonic, se cere: - ecuaţia procesului - cantitatea de acid benzene-sulfonic obţinută la un randament de 80% - cantitatea de apă rezultată la acelaşi randament - cantitatea de acid sulfuric 96% folosită

Rezolvare   ;

780 kg z kg x kg y kg

78 kg 98 kg 158 kg 18 kg

M benzene = 6 · 12 + 6 · 1 = 78 M acid sulfuric = 2 · 1 + 32 + 4 · 16 = 98 M acid benzene sulfonic = 6 · 12 + 6 + 32 + 3 · 16 = 158M apei = 18

78 kg benzen……………….158 kg acid benzen-sulfonic780 kg benzen………………..x kg acid benzen-sulfonic

x = (780 · 158) / 78 = 1580 kg acid benzen sulfonic impur

x` = x · η => x` = (1580 · 80) / 100 = 1264 kg acid benzen-sulfonic pur

78 kg benzen……………….18 kg apă780 kg benzen………………..y kg apă

y = (780 · 18) / 78 = 180 kg apă ( cantitate impură)

y` = y · η => y` = (180 · 80) / 100 = 144 kg apă pură

78 kg benzen.........................98 kg acid sulfuric780 kg benzene……………..z kg acid sulfuric

z = (780 · 98) / 78 = 980 kg acid sulfuric pur

% = (md / ms) · 100 => ms = (980 / 96) · 100 = 1120 kg acid sulfuric 96%

1

Page 2: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

2. Să se calculeze viteza de curgere (V) a unui fluid printr-o secţiune circulară cu diametru (d)=2cm ştiind ca s-au transportat 20 L apă într-un timp de 1 min şi 30 secunde.

Rezolvare

t = 1 min şi 30 sec => 90 secd= 2 cm => 0.02 m v= 20 L => 0.002 m³

A = (π d²) / 4 => A = (3.14 · 0.002²) / 4 = 0.00000314 m²

Qv = V adică Qv = 0.002 / 90 = 0.00002222 m³ / sec t

W = Qv / A => W = 0.00002222 / 0.00000314 =7.076 m / sec

3.Să se calculeze viteza de curgere a 1000 mL soluţie NaCl într-un timp de 4 min şi 50 sec, printr-o conductă cu secţiunea de 31 mm.

Rezolvare

Criteriul Reynolds : - curgere laminară Re < 2300 - curgere intermitentă 2300 < Re < 10000 - curgere turbulentă Re > 10000

Re = (W d ρ) / η W – viteza de curgere a fluidului în m / sec d – diametrul conductei în m ρ – densitate în kg / m³ η – aici are semnificaţie de vâscozitate în kg / m · sec (Pascal · sec)

4. Care este duritatea totală a unei probe de 100 mL apă dacă la titrarea complexonometrică s-au folosit 50 mL soluţie de complexon III ? Câte mg de CaO corespund acestei durităţi a apei analizate ?

Rezolvare

Duritatea totală : DT = (56.1 · Vec) / V

- DT reprezintă duritatea totală- 56.1 rep cantitatea de CaO în mg care reacţionează (corespunde la 1 mL de soluţie de

complexon III)

2

Page 3: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

- Vec este volumul de complexon III folosit la titrare ( volumul la punctul de echivalenţă)

- V este volumul de apă luat in lucru a apei de analizatDT = (56.1 · 50) / 100 = 28.05 ° DT

1° D......................10 mg CaO28.05 ° d...............x x = 280.5 DT

5. Câte grame de HCl se titrează cu 5 cm³ soluţie NaOH cu titrul T=0.003645 ?

Rezolvare

1 cm³ sol NaOH...............................0.003645 g NaOH5 cm³ sol NaOH...............................x g NaOH

x = (5 ·0.003645) / 1 = 0.018225 g NaOH

HCl + NaOH NaCl + HOH

1 mol NaOH..............................1 mol HCl

MNaOH = 40MHCl = 36.5

40 g NaOH..........................36.5 g HCl0.018225 g NaOH…………………y g HCl

y = (0.018225 · 36.5) / 40 = 0.0166303 g HCl

6. Să se calculeze criteriul Re la curgerea anilinei într-un schimbător de căldură cu ţevi având o viteză de curgere de 0.03 m / sec ştiind că diametrul ţevii este de 20 mm.

Rezolvare

ρ anilină 120°C = 933 kg / m³η= 0.52 CP (centipuaz) 1 P = 100 CP = 0.0052 Pa · sec 1 CP = 0.0.3 Pa · sec20 mm = 0.02 m

Re = (W dρ) / η => Re = (0.03 · 0.02 · 933) / 0.052 = 1.76 · 10³ = 1076

curgere laminară

3

Page 4: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

7. Un compus monohidroxilic aromatic cu un singur nucleu conţine 14.81 % oxigen. Se cere : - aflaţi formula moleculară - formulele structurale ale fenolilor izomeri şi denumirea lor - indicaţi izomerii care nu fac parte din clasa fenolilorRezolvare

CnH2n – 6OM = 12n + 2n – 6 + 16 = 14n + 10

100 g fenol..........................14.81 g O14n + 10 g fenol..................16 g O

1600 = (14.81 · 10) + 14n 1600 – 14.81 = 1451.9 1451.9 = 207.34

n = 1451.9 / 207.34 = 7

C7H2·7 – 6O => C7H8O, avem: o – metilfenol, p – metilfenol

8. Să se calculeze cantitatea de CaO de puritate 80% necesar pentru a indepărta 500 mg de MgCl2 aflata în apa supusa epurării.

Rezolvare

M CaO = 56M MgCl2 = 95

MgCl2 + CaO + HOH > Mg(OH)2 + CaCl2

1 mol MgCl2……………………..1 mol CaO

95 mg MgCl2…………………....56 mg CaO500 mg MgCl2……………………x mg CaO

x= 294 mg 100% CaO pur

100 mg CaO…………………….80 mg CaO pury mg CaO…………………….294 mg CaO pur

y= 367 mg CaO impur

4

Page 5: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

9. Să se calculeze cantitatea de soluţie de NH4OH de concentraţie 10% necesară pentru a neutraliza 224 litri de Cl.

Rezolvare

1 mol gaz............................22.4 L (condiţii normale)Condiţii normale :P = 1 atmT = 273 K

NH4OH + Cl2 NH4Cl + HOH + HCl

M hidroxid de amoniu = 35

35 g NH4OH.............................22.4 L Cl2

x g ...........................................224 L Cl2

x= (35 · 224) / 22.4 = 350 g NH4OH substanţă pură

100 g sol............................10 g NH4OH y g................................ 350 g NH4OH

y= (100 · 350) / 10 = 3500 g sol 10 % NH4OH

10. Să se calculeze cantitatea de hidroxid feric de concentraţie 2 M care se obţine din 10 L de soluţie bicarbonat de concentraţie 1 M.

Rezolvare

2 Fe²(HCO3)2 + ½ O2 2 Fe³(OH)3 + 4 CO2

M HIDROXID FERIC = 107M BICRBONAT DE FER = 178

1 L sol bicarbonate de Fe………………………..2 · 178 g bicarbonat Fe10 L sol bicarbonat de Fe.......................................x g bicarbonat de Fe x= 3560 g bicarbonat de Fe

2 · 107 g bicarbonat de Fe.........................................2 · 178 g hidroxid feric3560 g bicarbonat de Fe.........................................y

y= 3560 · (2 · 178) / 2 · 107 = 5922,24 g hidroxid feric

1 L sol hidroxid feric........................................107 g hidroxid feric

5

Page 6: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

z L……………………………………………..5922,24 g hidroxid feric

z= 55,34 L hidroxid feric

z= reprezintă cantitatea de soluţie de un mol

11. Să se calculeze cantitatea de soluţie de Fe(OH)3 de concentraţie 10% care se obţine prin oxidarea unei soluţii apoase de hidroxid feros 20% in cantitate de 50 kg. Randamentul de transformare este de 60%.

Rezolvare

M HIDROXID FERIC = 107M HIDROXID FEROS = 90

2 Fe²(OH)2 + ½ O2 + HOH 2 Fe³(OH)3

100 kg sol hidrxid feros…………………………20 kg substanţă pură hidroxid feros50 kg……………………………………………x kg

x= 10 kg substanţă pură de hidroxid feros

intră 100 kg sol hidroxid feros……………………….reacţionează 60 kg hidr. Ferosintră 10 kg sol hidroxid feros……………………….reacţionează y kg

y= 6 kg (care reacţionează)

intră 2 kmoli hidr.feros…………………………reacţionează 2 kmoli hidr. Feric

intră 2 · 90 kg hidr. Feros………………………reacţionează 2 · 107 hidr.fericintră 6 kg hird. Feros………………………z

z= (6 · 2 · 107) / 2 · 90 = 7,133 kg hidroxid feric pur, reacţionează

100 kg sol hidr feric………………………….10 kg subst purăq kg………………………………………….7,133 kg subst pură

q= (100· 7,133) / 10 = 71,33 kg soluţie hidroxid feric

12. Un săpun de calitate bună, se obţine prin conţinutul de NaOH asupra uleiului de măsline (trioleină). Scrie reacţia de saponificare, şi : - calculează masa de săpun obţinută dacă se folosesc 500 kg oleină şi se lucrează cu randament de 70%

6

Page 7: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

- calculează masa de soluţie NaOH 40% care se utilizează în reacţia de saponificare dacă se lucrează cu exces de 40%.

Rezolvare

Masa = 500 kgCH2 – O – CO – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – CH3

|CH – O – CO – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – CH3 + NaOH |CH2 – O – CO – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – CH3 TRIOLEINA M = 884

Masa = x kg 3CH3 – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 - COO¯Na + CH2 – CH – CH2

| | | OH OH OH SAPUN GLICERINA M = 912

x= (500 · 3 · 912) / 884 = 1547,511 kg de săpun cu randament 100%

η= (Cp / Ct) · 100 => Ct = y · η

y= (500 · 3 · 40) / 884 = 67,87 kg NaOH pur

C% = (md / ms) · 100

40% = [md (care este y ) / ms ] · 100 => ms = (67,87 ·100) / 40 = 169,675 kg NaOH 40% y`= 67,87 · 0,70 = 47,44 kg de săpun la randament de 70%

13. Manometrul de pe conducta de refulare a unei pompe care transportă 8,4 m³ apă / minut indică o presiune de 3,8 kgf / cm². Vacuumetrul fixat pe conducta de aspiraţie indică un vid de 21 cm Hg. Distanţa pe verticală între locul de fixare a manometrului şi vacuumetrului este de 40 mm. Diametrul conductei de aspiraţie este de 350 mm, iar a celei de refulare 30 mm. Să se determine înălţimea totală de ridicare a pompei.

Rezolvare   :

7

Page 8: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

Hm = P ref – P asp + Ho w² ref - w²asp ρg 2 g

w asp = 8,4 / (60 · 0,785 · 0,35²) = 1,45 m / s

14. Sa se calculeze cantitatea de eter etilic obţinut din 100 kg etanol de concentraţie 70%.

Rezolvare   :

M etanol = 1000 kgC = 70%

15.Ce cantitate de alcool etilic 95 % este necesară pt a transforma 250 g acid p-nitrobenzoic în anestezină ?* ce cantitate de anestezină de puritate 99 % se obţine în procesul de mai sus ?

Rezolvare   :

ACID PARA ALCOOL ETILIC ANESTEZINANITROBENZOIC

1 mol acid p-nitrobenzoic.......................................1 mol alcool etilic

MANESTEZINA = 167MALCOOL ETILIC = 46

167 g acid p-aminobenzoic………………….46 g alcool etilic250 g acid p-aminobenzoic………………….x g alcool etilic

x = 250 · 46 -- 68,8 g alcool etilic 167

100 g sol…………………95 g alcool etilicy g sol………………….68,8 g alcool etilic

8

Page 9: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

y = 68,8 · 100 -- 72,42 g alcool etilic 95 % 95

*)) 1 mol acid p-nitrobenzoic.........................1 mol anestezină

MACID P-NITROBENZOIC = 167MANESTEZINA = 165

167 g acid p-nitrobenzoic……………………..165 g anestezină250 g acid p-nitro-benzoic…………………….z g anestezină

z = 250 · 165 -- 247 g anestezină 167

100 g anestezină impură……………….99 g anestezină purăq g anestezină impură…………………247 g anestezină pură

q = 100 · 247 -- 249,5 anestezină impură 99

16.Calculaţi cantitatea de procaină obţinută din 200 g anestezină 95 %.

Rezolvare   :

ANESTEZINA PROCAINA

1 mol anestezină……………………1 mol procaină

MANESTEZINA = 165 gMPROCAINA = 236 g

100 g anestezină impură……………….95 g anestezină pură200 g anestezină impură……………….x g anestezină pură

x = 200 · 95 -- 190 g anestezină pură 100

165 g anestezină………………236 g procaină190 g anestezină………………y g procaină

9

Page 10: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

y = 190 · 236 -- 271 g procaină 165

17.Ce cantitate de acid salicylic 95 % şi de anhidridă cetică sunt necesare pentru a fabrica 1500 g aspirină , dacă randamentul procesului este de 90 %. Ce produs secundar se obţine şi în ce cantitate ?

Rezolvare   :

ACID SALICILIC ANHIDRIDA ACETICA ASPIRINA ACID ACETIC

Randamentul are formula: η = Cp . 100 Ct

Cp – cantitatea practicaCt – cantitatea teoretică

Cp = 1500 g aspirină => Ct = Cp · 100 Ct = 1500 · 100 -- 1667 η 90

=> Ct = 1667 g aspirină, la un randament de 90 %

1 mol aspirină.......................1 mol acid salicilic

MASPIRINA = 180MACID SALICILIC = 138

180 g aspirină..........................138 g acid salicilic1667 g aspirină………............x g acid salicilic

x = 1667 · 138 -- 1278 g acid salicilic 80

100 g acid salicylic impur…………………….95 g acid salicylic pury g acid salicylic impur…………………….1278 g acid salicylic pur

y = 1278 · 100 -- 1345 g acid salicylic impur 95

10

Page 11: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

2.Se amestecă 20 ml CaCl2 de concentraţie 2 · 10¯¹ N cu 30 ml HF de concentraţie 8 · 10¯². Cunoscând : Ks pt CaCl2 = 4 · 10¯¹¹Ka pt HF = 10¯³ Calculaţi :

a. concentraţia ionilor F¯ în amestecb. ţinând cont de tăria ionică, conform legii extinse Debye – Huckel calculaţi pH

soluţiei (pH = -lg din activitatea ionilor H3O)

Rezolvare: 2

- conform enunţului este vorba de stoechiometria reacţiei de precipitare a CaF2 prin amestecarea unei soluţii de CaCl2 cu o soluţie de HF

- o primă precauţie este transformarea concentraţiei CaCl2 ce este exprimată în mod normal în molaritate :

CM = C N CaCl 2 K = 2 K

=> CM = 2 · 10¯¹ => CM = 0,1 2

- prin urmare, soluţia de CaCl2 va avea o concentraţie de 0,1 M.- Vom calcula numărul de moli din fiecare ion prezent iniţial în soluţie :

μi = Ci · vi

μi Ca² = 10¯¹ · 20 · 10¯³ = 2 · 10¯³ moliμi Cl¯ = 2 · 10¯¹ · 20 · 10¯³ = 4 ·¯³ moli (deoarece stoechiometria compusului este CaCl2)

μi HF = 8 · 10¯² · 30 · 10¯³ = 2,4 ·¯³ moli

Reacţia de precipitare a CaF2 decurge astfel :

- iniţial avem 2 · 10¯³ moli CaCl2 şi 2,4 · 10¯³ moli HF (F¯)- conform stoechiometriei, reacţia CaCl2 + F¯ e în raport molar 1:2- prin urmare cantitatea de CaCl2 este în exces faţă de cantitatea ce poate fi

transformată de F¯ disponibilă- cei 2,4 · 10¯³ moli F¯ vor putea transforma o cantitate de 1,2 · 10¯³ moli CaCl2

- prin urmare cantitatea de CaCl2 în exces va fi : μ exces = (2 – 1,2) · 10¯³ moli = 0,0008 moli

11

Page 12: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

- prin urmare putem să calculăm în aceste condiţii care este concentraţia ionilor în amestec, ţinând cont că volumul final rezultat prin amestecare este de 50 ml

- prin urmare concentraţia ionilor de Ca² în amestecul final va fi raportul dintre numărul de moli de Ca (CaCl2) în exces şi volumul final

0,0008 -- 1,6 · 10¯² 0,0050

- concentraţia ionilor Cl¯ va fi numărul de moli de ioni Cl¯ raportat la volumul final, adică

4 · 10¯³ -- 8 · 10¯² 0,0050

- pt a calcula cerinţa enunţului şi anume concentraţia ionilor F¯ procedăm întocmai, conform celor discutate la exemplu calculării solubilităţii CaCl2

- prin urmare este vorba de solubilitatea CaF2 în condiţii de exces de ioni Ca² în condiţiile în care F¯ este o baza slabă şi poate fi angrenată într-un echilibru acido-bazic ce conduce la protonarea acesteia

- ecuaţia echilibrului de precipitare-dizolvare va fi :

Solid

Ks = Ca · C²F¯

- conform definiţiei Ks,

=> CF¯ = √¯ (Ks/ Ca²) (1)

- în expresia (1) cunoaştem Ks cât şi concentraţia Ca în exces- prin urmare, nu rămâne decât să determinăm care este concentraţia analitică a F¯ în

aceste condiţii- în continuare aplicăm definiţia fracţiei molare (a coeficientului de distribuţie) pt F¯

αF¯ = conc ech [F¯] CF¯

- prin urmare, concentraţia de echilibru (conc ech) a F¯ va fi

conc ech [F¯] = αF¯ · CF¯

12

Page 13: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

- lucrurile se simplifică mult faţă de situaţia H2CO3 (de exemplu) deoarece HF este acid monoprotic

- prin urmare

αF¯ = Ka Ka + [H3O]

- concentraţia ionilor de hidroniu în amestec se calculează ţinând cont de implicarea totală a F¯ în echilibru de precipitare – dizolvare

- în acest caz particular ca urmare a omogenizării F¯ în echilibru de precipitare-dizolvare a CaF2, concentraţia H3O din sistem va fi egală cu raportul dintre numărul de moli a HF şi volumul final al amestecului

19.Daţi exemple de oxizi bazici. Explicaţi proprietăţile lor chimice prin 3-4 exemple de ecuaţii ale reacţiilor chimice.

. Substanţele compuse, ale căror moleculele sunt alcătuite din atomii a două elemente, unul dintre care este oxigenul, se numesc oxizi. Oxizii se clasifică în trei grupe: oxizi bazici; oxizi acizi şi oxizi amfoteri. Oxizii bazici sunt oxizii cărora le corespund baze. Oxizi bazici formează numai metalele: Na2O; CaO; FeO; MgO; CuO; BaO; NiO; MnO etc. Oxizii metalelor în gradele superioare de oxidare posedă proprietăţi acide (Mn2O7, CrO3 etc.). Oxizii bazici interacţionează cu acizi formând sare şi apă:

BaO + H2SO4 = BaSO4 + H2O

Oxizii metalelor alcaline şi alcalino-pământoase interacţionează cu apa formând hidroxizi:

CaO + H2O = Ca(OH)2 (stingerea varului)

Oxizii bazici interacţionează cu oxizii acizi formând săruri

Na2O + CO2 = Na2CO3

Oxizii inferiori ai metalelor, care posedă câtevaoxige grade de oxidare, interacţionează cuOxigenul

4FeO + O2 = 2Fe2O3

20. În trei eprubete neetichetate se află soluţii de acid acetic, benzen, etanol. Propuneţi o modalitate de identificare a conţinutului acestor eprubete. Scrieţi ecuaţiile reacţiilor chimice.a) Identificarea acidului acetic

13

Page 14: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

La interacţiune cu alcoolii, acizii carboxilici formează esteri, care au miros de fructe. Astfel, adăugând la substanţele din eprubete alcool etilic, numai în cazul acidului acetic vom obţine esterul respectiv, depistat după mirosul specific

Acidul acetic mai poate fi identificat şi cu indicator universal. Deşi este un acid slab, hârtia de indicator universal, introdusă în soluţie de acid acetic, se colorează în roz.

b) Identificarea benzenului.

Pentru identificarea benzenului, asupra componenţilor din eprubete se acţionează cu amestec nitrant (HNO3+H2SO4). În eprubeta cu benzen se obţine nitrobenzen, depistat după mirosul de migdale amare

c) Identificarea alcoolului etilic

La interacţiunea alcoolilor cu acizii carboxilici saturaţi, se formează esteri cu miros plăcut de fructe:

21. La tratarea a 10 g de aliaj de fier şi cupru cu acid azotic concentrat s-au eliminat 1,12 l de gaz (c.n.). Să se determine partea de masă a fiecărui metal din componenţa aliajului.

14

Page 15: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

Fierul metalic cu acidul azotic concentrat nu interacţionează, astfel gazul degajat s-a obţinut ca rezultat al interacţiunii cuprului cu acid azotic. Se scrie ecuaţia reacţiei de interacţiune a cuprului cu acid azotic concentrat luat în surplus:

În conformitate cu ecuaţia reacţiei se determină cantitatea de cupru (moli), la a cărei interacţiune s-au degajat 1,12 l de NO2:

1 mol (Cu) ----------- 44,8 l (gaz)x moli (Cu) ---------- 1,12 l (gaz)

moli (Cu);

- Se determină masa cuprului, care a interacţionat:

m = x(moli) · M(x);M(Cu) = 63,55 g/mol;m(Cu) = 0,025 moli · 63,55 g/mol = 1,59 g;

Se determină masa fierului din aliaj:

m(Fe) = m(aliaj) – m(Cu);m(Fe) = 10 g – 1,59 g = 8,41 g;

Se determină părţile de masă a Fe-ului şi a Cu-ului în aliaj

Răspuns: Aliajul este constituit din 84,1% de fier şi 15,9% de cupru

15

Page 16: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

22. Deduceţi formula moleculară a compusului organic ce conţine 80% de carbon şi 20% de hidrogen. Densitatea lui după hidrogen este egală cu 15.

Se calculează masele C şi H, care se conţin în 100 g de compus organic

- Se determină cantitatea de substanţă a fiecărui element în 100 g de compusul organic:

M(C) = 12g/mol;M(H) = 1g/mol;

- Se alcătuieşte raportul cantităţilor de substanţe al elementelor în compus

x : y = 6,67 : 20 = 1 : 3

Astfel, cel mai simplu raport al atomilor de C şi H în substanţa dată este de 1 : 3.

- Se determină masa molară a compusului

- Se determină formula moleculară a compusului

Formula moleculară a compusului este (C1H3) · 2 sau C2H6

16

Page 17: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

Răspuns: Formula compusului dat este C2H6, etanul.

23. Despre ce element este vorba, dacă se ştie că el are următoarea configuraţie electronică: 1s22s22p63s23p5. Ce proprietăţi chimice are acest element. Daţi câteva exemple de reacţii chimice

. Numărul electronilor în atomul unui element chimic este egal cu numărul protonilor din nucleu şi cu numărul de ordine al elementului în sistemul periodic. Astfel, elementul având configuraţia electronică 1s22s2s2p63s23p5 şi numărul de ordine 17 este clorul. Clorul este un nemetal tipic, face parte din grupa a VII-a a sistemului periodic – grupa halogenilor, şi are electronegativitatea relativ mare. Cel mai caracteristic grad de oxidare al clorului în compuşii săi este –1. În compuşii, cu elementele cu electronegativitate mai mare (F,O), clorul posedă grade de oxidare pozitive +1, +3, +5, +7. Clorul este un oxidant puternic. Interacţionează activ cu metalele şi cu majoritatea nemetalelor (excepţie fac O2, N2, gazele inerte). La interacţiunea cu fluorul, clorul manifestă proprietăţi de reducător. În condiţii obişnuite, cloruleste un gaz de culoare galben-verzuie, puţin solubil în apă. Clorul interacţionează cu hidrogenul, formând clorura de hidrogen, gaz incolor, bine solubil în apă şi cu miros înţepător:

Cl2 + H2 = 2HCl

Soluţia apoasă de clorură de hidrogen este acidul clorhidric.

Clorul interacţionează cu metalele. La temperatură înaltă, el oxidează şi metalele platinice. În urma interacţiunii, se obţin săruri

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3

Clorul intră în reacţie cu nemetalele (excepţie fac oxigenul, azotul şi gazele nobile).

2P + 5Cl2 = 2PCl5

Ca rezultat al interacţiunii clorului cu hidroxidul de calciu, Ca(OH)2 (varul stins), la rece se obţine hipoclorura de calciu, care se foloseşte pentru înălbirea ţesăturilor:

2Ca(OH)2 + Cl2 = Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O

La interacţiunea cu soluţiile alcaliilor la temperatură ridicată, se obţin cloratul şi clorura metalului respectiv:

4Cl2 + 6KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2O

17

Page 18: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

Clorul gazos interacţionează cu hidrocarburile, obţinându-se clorderivaţi:

CH4 + Cl2 = CH3Cl + HCl (reacţia de substituţie)H2C = CH2 + Cl2 = ClH2C – CH2Cl (reacţia de adiţie)

24. În trei eprubete neetichetate se află benzen, glicerină şi aldehidă formică. Propuneţi metoda de identificare a conţinutului acestor eprubete. Scrieţi ecuaţiile reacţiilor chimice.

. a. Identificarea benzenului

Benzenul poate fi identificat cu amestec nitrant (H2SO4 + HNO3). În urma interacţiunii, se obţine nitrobenzenul, care se depistează după mirosul de migdale amare:

b. Identificarea glicerinei

Glicerina interacţionează cu hidroxidul de cupru(II) formând gliceratul de cupru, substanţă ce

colorează soluţia în albastru:

c. Identificarea aldehidei formice

Aldehida formică se identifică cu soluţie amoniacală de oxid de argint (reactivul Tollens). Ca rezultat al interacţiunii, pe pereţii eprubetei se formează un strat strălucitor de argint metalic (reacţia oglinzii de argint).

18

Page 19: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

25. Ce masă de sare se obţine la interacţiunea hidroxidului de sodiu cu masa 60g cu acid azotic cu masa 126g

- Se scrie ecuaţia reacţiei:

NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O

Conform ecuaţiei reacţiei 1 mol de NaOH interacţionează cu 1 mol de HNO3 şi se obţine 1 mol de NaNO3.

- Se determină cantităţile iniţiale de substanţă de NaOH şi HNO3:

M(NaOH) = 40g/mol;

Dat fiind că acidul azotic este luat în surplus, cantitatea de NaNO3 se calculează după cea de NaOH, care a interacţionat complet:

- Se determină masa nitratului de sodiu obţinut:

m(x) = (x)·M(x);

Răspuns: La interacţiunea acidului azotic cu masa 126g şi a hidroxidului de sodiucu masa 60g s-a obţinut nitrat de sodiu cu masa 127,5g

26. Determinaţi formula aminei primare cu părţile de masă ale elementelor egale cu: (C)=61,00%, (H)=15,30% şi (N)=23,70%. Denumiţi această amină

19

Page 20: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

Aminele reprezintă compuşi organici, obţinuţi la substituţia atomilor de hidrogen din molecula amoniacului cu radicali ai hidrocarburilor.

Conform numărului de atomi de hidrogen substituiţi, aminele se clasifică în:

a. amine primare – este substituit un atom de hidrogen; b. amine secundare – sunt substituiţi doi atomi de hidrogen; c. amine terţiare – sunt substituiţi toţi trei atomii de hidrogen.

În problemă este dată amina primară. Formula ei generală este R-NH2.

- Se determină masa fiecărui element, care se conţine în 100g de amină:

- Se alcătuieşte raportul cantităţilor de substanţă al elementelor în amină

M(C) = 12 g/mol;M(H) = 1 g/mol;M(N) = 14 g/mol;

Astfel, raportul molar al elementelor componente în amină este:

(C) : (H) : (N) = 5,08: 15,3 : 1,6929;

Valorile obţinute se împart la cea mai mică valoare şi se determină cel mai simplu raport al atomilor elementelor date în componenţa compusului organic:

(C) : (H) : (N) = 3 : 9 : 1; Substanţa cu părţile de masă a elementelor constituente indicate are formula bruto C3H9N sau C3H7NH2. Aceasta este propilamina.

20

Page 21: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

Răspuns: Amina în cauză este propilamina C3H7NH2

27. Scrieţi ecuaţiile reacţiilor chimice, cu ajutorul cărora se pot realiza următoarele transformări:

1. H2 + Cl2 = 2HCl 2. 2HCl + Ag2O = 2AgCl + H2O 3. 2HCl + Cu(OH)2 = CuCl2 + 2H2O 4. CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaCl

5.  

28. Fierul. Oxizii, hidroxizii şi sărurile lui. Dependenţa proprietăţilor compuşilor fierului de gradul lui de oxidare.

Fierul este unul dintre cele mai răspândite metale în natură. El se întâlneşte în componenţa minereurilor ca: magnetita (Fe3O4), hematita (Fe2O3), limonita (Fe2O3·H2O), pirita (FeS2) etc. Fierul este un metal alb-argintiu, cu o plasticitate bună. În sistemul periodic fierul are numărul de ordine 26 şi este situat în perioada a patra, subgrupa secundară a grupei a opta. Are configuraţia electronică 1s22s22p63s23p63d64s2. Pentru fier sunt caracteristici compuşii, în care metalul manifestă gradele de oxidare +2 şi +3. Se cunosc compuşi, în care fierul manifestă grade de oxidare şi mai mari. În şirul activităţii metalelor, fierul este situat mai la stânga de Ni, Pb, Sn, Cu, Hg, de aceea el substituie aceste metale din soluţiile apoase ale sărurilor lor:

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu

Fierul se dizolvă în acizii clorhidric şi sulfuric diluaţi, adică este oxidat de ionii de hidrogen până la fier(II):

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

Acizii sulfuric şi azotic concentraţi nu interacţionează cu fierul la rece, însă la încălzire aceşti acizi dizolvă fierul, oxidându-l până la fier(III):

21

Page 22: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

Fierul se dizolvă şi în acid azotic diluat. Ca şi în cazul acţiunii acidului azotic concentrat, la temperatură înaltă, oxidant este ionul nitrat, care se reduce până la NO:

Fe + 4HNO3(dil.) = F(NO3)3 + NO + 2H2O

Fierul formează doi oxizi: FeO şi Fe2O3. Oxidul de fier(II), FeO, este pulbere de culoare neagră, insolubilă în apă şi în alcalii. Se obţine prin reducerea oxidului de fier(III) cu oxid de carbon(II) la temperatura egală cu 500°C:

Fe2O3 + CO 2FeO + CO2

Oxidul de fier(II) manifestă proprietăţi de oxid bazic, se dizolvă în acizi formând săruri

FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O

FeO se oxidează cu oxigenul formând oxidul de fier (III):

4FeO + O2 = 2Fe2O3

Oxidului de fier(II) îi corespunde hidroxidul de fier(II) Fe(OH)2, care se obţine la interacţiunea sărurilor solubile ale fierului(II) cu alcalii.

FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaOH

Hidroxidul de fier(II) reprezintă un precipitat alb care, în prezenţa aerului, obţine culoare verzuie, apoi brun-roşcată. Ca rezultat al oxidării cu oxigen, în prezenţa apei, se transformă în Fe(OH)3.

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3

Fe(OH)2 manifestă proprietăţi de bază bine pronunţate. Interacţionează cu acizi:

Fe(OH)2 + H2SO4 = FeSO4 + 2H2O

Oxidul de fier(III) este cel mai stabil compus natural al fierului. Fe2O3 are câteva modificaţii: . Fe2O3 reprezintă pulbere de culoare roşie-brună, este insolubil în apă. Se obţine la arderea piritei:

22

Page 23: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

Fe2O3 manifestă proprietăţi slab pronunţate de oxid amfoter. La interacţiunea cu acizii, formează sărurile fierului (III), iar la interacţiunea cu alcalii – săruri, în ale căror moleculele fierul face parte din restul acid:

Fe2O3 + 6HCL = 2FeCl3 + 3H2O

Oxidul de fier (III) poate fi redus cu hidrogen până la oxid de fier(II):

Fe2O3 + H2 2FeO + H2O

interacţiunea sărurilor fierului(III) cu alcaliile:

FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl

Fe(OH)3 este o substanţă de culoare brună-roşie insolubilă în apă. Hidroxidul de fier(III) este o bază mai slabă decât Fe(OH)2 şi manifestă proprietăţi amfotere. Interacţionează cu acizii formând sărurile fierului (III), iar cu alcaliile formează compuşi complecşi:

2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO)4 + 3H2OFe(OH)3 + 3KOH = K3[Fe(OH)6]

Compuşii fierului(II) posedă proprietăţi reducătoare, interacţionând cu oxidanţii puternici (K2Cr2O7, KMnO4 etc.). Ca rezultat, Fe(II) se oxidează până la Fe(III):

10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

Dintre sărurile fierului cele mai des sunt întrebuinţate: cristalohidratul sulfatului de fier(II) FeSO4 · 7H2O, cristalohidratul clorurii de fier(III) FeCl3 · 6H2O se foloseşte în calitate de coagulant la purificarea apei, precum şi ca mordant la colorarea ţesăturilor. Fe(NO3)3 · 9H2O este folosit în calitate de mordant la vopsirea ţesăturilor de bumbac.

23

Page 24: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

29. Ce elemente chimice au atomi şi ioni cu configuraţia electronică 1s22s22p63s23p6. Argumentaţi răspunsul.

Atomul elementului chimic cu configuraţia electronică 1s22s22p63s23p6 are în componenţa sa 18 electroni şi deci acest element are numărul de ordine 18. Acesta este argonul, gaz inert, situat în perioada a III-a , grupa a VIII-a a sistemului periodic al elementelor chimice. Aceeaşi configuraţie pot obţine atomii elementelor chimice din aceeaşi perioadă, care au un număr de electroni pe ultimul nivel electronic mai mic de opt şi mai mare de patru (la interacţiunea chimică atomii acestor elemente adiţionează electroni):

Cl + = Cl–

S + 2 = S2–

P + 3 = P3–

C + 4 = C–4

Atomii elementelor chimice situate în perioada IV care la interacţiunea chimică cedează toţi electronii de orbitalii 3d şi 4s obţin, de asemenea, configuraţia electronică a atomului de argon:

K – = K+

Ca – 2 = Ca2+

Sc – 3 = Sc3+

Ti – 4 = Ti4+

V - 5 = V5+

Cr - 6 = Cr6+

Mn - 7 = Mn7+

Astfel, atomul elementului chimic Ar, ionii Cl–, S2–, P3–, K+, Ca2+, Sc3+ şi Ti+4 au configuraţia 1s22s22p63s23p6.

30. Asupra amestecului din cupru şi oxid de cupru (II) cu masa 75g s-a acţionat excesiv cu acid azotic concentrat. În consecinţă, s-a degajat gaz cu volumul 26,88 l (c.n.). Determinaţi partea de masă a oxidului de cupru (II) în amestecul iniţial.

- Se scriu ecuaţiile reacţiilor respective:

CuO + 2HNO3(c) = Cu(NO3)2 + H2O

Conform ecuaţiilor reacţiilor, substanţă în stare gazoasă se obţine numai la interacţiunea cuprului cu acid azotic.

24

Page 25: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

- Se determină cantitatea de substanţă de Cu (moli), la a cărei interacţiune s-au degajat 26,88 l de NO2:

- Se determină masa cuprului:

m(x) = (x) · M(x);M(Cu) = 63,546 g/mol;m(Cu) = 0,6 moli · 63,546 g/mol = 38,1276 g.

- Se determină masa oxidului de cupru şi partea de masă a lui în amestec:

m(CuO) = m(Cu+CuO) - m(Cu) = 75 g – 38,1276 g = 36,8724 g;

Răspuns: Partea de masă a oxidului de cupru în amestec constituie 49,16%.

31. Scrieţi ecuaţiile reacţiilor, cu ajutorul cărora din metan şi reagenţi anorganici se poate obţine 1-butanol.

32. La arderea unei substanţe organice cu masa de 2,3g ce conţine C, H, O, s-a obţinut oxid de carbon (IV) cu masa 4,4g şi apă cu masa 2,7g. Densitatea relativă a vaporilor acestei substanţe după aer este egală cu 1,587. Determinaţi formula chimică a substanţei.

Se scrie ecuaţia reacţiei în formă generală:

25

Page 26: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

CxHyOz + O2 = xCO2 + y/2 H2O;

- Se determină masa carbonului şi a hidrogenului, care se conţine în proba substanţei organice:

M(CO2) = 44 g/mol;M(C) = 12 g/mol;

1 mol de CO2 conţine 1 mol de C

44 g (CO2) -------- 12 g (C)4,4 g (CO2) -------- q g (C)

M(H2O) = 18 g/mol;M(H) = 1 g/mol1 mol de H2O conţine 2 moli H18 g (H2O) --------- 2 g (H)2,7 g (H2O) --------- p g (H)

Se determină masa oxigenului:

2,3 g CxHyOz = 1,2 g (C) + 0,3 g (H) + r g (O)m(O) = 2,3 – (1,2 + 0,3) = 0,8 g (O)

Se determină raportul molar al elementelor în substanţă:

Astfel, formula cea mai simplă a substanţei este C2H6O

Masa molară a substanţei este egală cu:

M(x) = Daer · Maer = 1,587 · 29 = 46 g/mol

- Se determină masa molară a substanţei cu formula C2H6O:

M(C2H6O) = 24 + 6 + 16 = 46 g/mol Substanţa supusă arderii are formula C2H6O.

26

Page 27: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

Răspuns: Substanţa supusă arderii are formula chimică C2H6O şi poate fi alcoolul etilic C2H5OH sau eterul dimetilic H3C–O–CH3.

33.Acizii: definiţii, clasificări, proprietăţi, căi de obţinere.

Se numesc acizi electroliţii la a căror disociere se formează în calitate de cationi numai ioni de hidrogen. În formă generală, disociaţia electrolitică a acizilor se prezintă în felul următor:

HnA nH+ + An-

Pornind de la teoria protonică, propusă de I.Bronsted, acizi sunt substanţe, care în procesul reacţiei chimice cedează protoni.

Conform teoriei disociaţiei electrolitice, proprietăţile generale ale acizilor (gustul acru, schimbarea culorii indicatorilor, interacţiunea cu bazele, cu oxizii bazici şi cu sărurile) sunt condiţionate de prezenţa ionilor de hidrogen în soluţiile lor.

Numărul de ioni de hidrogen, care se obţin la disociaţia unei molecule de acid, determină bazicitatea acestui acid. Astfel deosebim acizi mono-, bi- şi tribazici. Acizii polibazici disociază în trepte. De exemplu:

H3PO4     H+ +     (treapta I-a)

   H+ +     (treapta a II-a)

   H+ +     (treapta a III-a)

Gradul de disociere a acizilor polibazici se micşorează odată cu mărirea treptei de disociaţie. În soluţiile acestor acizi sunt prezente produsele disociaţiei tuturor treptelor.

În funcţie de componenţa restului acid, acizii se clasifică în acizi oxigenaţi (restul acid conţine oxigen) şi acizi neoxigenaţi (restul acid nu conţine oxigen).

Acizii neoxigenaţi se obţin la dizolvarea în apă a produselor interacţiunii directe a nemetalului cu hidrogenul:

Cl2(gaz) + H2(gaz) = 2HCl(gaz)

Acizii oxigenaţi pot fi obţinuţi la interacţiunea oxizilor acizi respectivi (anhidridelor acide) cu apa.

Deşi tehnologiile industriale de obţinere a acestor acizi se deosebesc, pentru majoritatea sunt caracteristice următoarele etape:

27

Page 28: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

a – obţinerea oxidului respectiv din materia primă, a cărei obţinere, la rândul ei, are câteva etape;

b- interacţiunea oxidului cu apa.

La obţinerea acidului azotic, drept materie primă serveşte amoniacul:

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O2NO + O2 = 2NO2

4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3

Oxidul de sulf(VI), necesar la producerea acidului sulfuric, se obţine la prăjirea piritei:

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2

2SO2 + O2 = 2SO3

SO3 + H2O = H2SO4

Toţi acizii pot fi obţinuţi prin reacţiile de schimb dintre sărurile respective şi alt acid:

Ba(NO3)2 + H2SO4(conc.) = BaSO4 + 2HNO3

Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3

Proprietăţile chimice ale acizilor pot fi clasificate în două grupe: a – proprietăţi comune, cauzate de prezenţa ionilor de hidrogen în soluţii; b – proprietăţi specifice, caracteristice acizilor concreţi.

Ionul de hidrogen poate participa în reacţii de oxido-reducere şi în reacţii de combinare cu particule ce posedă sarcină negativă. Interacţiunea acizilor cu metalele, situate în şirul activităţii mai la stânga de hidrogen, aparţine primului tip de reacţii (de oxido-reducere):

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

Reacţiile acizilor cu bazele sau cu oxizii bazici şi amfoteri fac parte din cel de-al II-lea tip de reacţii (de combinare):

H2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO4 + 2H2OMgO + 2HCl = MgCl2 + H2O

Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O

Proprietăţile specifice ale acizilor sunt în legătură directă cu proprietăţile redox ale restului acid.

Acizii, ale căror resturi acide nu conţin oxigen, în reacţiile de oxido-reducere, pot fi numai reducători:

2KMnO4 + 16HCl = 5Cl2 + 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O

28

Page 29: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

Acizii care conţin oxigen, în reacţiile de oxido-reducere, pot să se oxideze, dacă atomul central se află într-o stare intermediară de oxidoreducere:

H2SO3 + Cl2 + H2O = H2SO4 + 2HCl

proprietăţi de oxidant puternic:

S + 2HNO3 = H2SO4 + 2NOC + H2SO4 = CO2 + SO + H2O

6HCl + 2HNO3(conc.) = 3Cl2 + 2NO + 4H2OCu + 4HNO3(conc.) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Acizii interacţionează cu sărurile. Pentru ca reacţia să se desfăşoare, este necesar ca în urma reacţiei să se obţină un produs puţin solubil, un electrolit slab sau să se degaje un gaz:

AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3

HCl + CH3COONa = CH3COOH + NaClNa2SO3 + 2HCl = SO2 + 2NaCl + H2O

Soluţiile tuturor acizilor solubili colorează hârtia de indicator universal în roşu, fapt ce denotă prezenţa ionilor de hidrogen în soluţii.

34. În anumite condiţii reacţia clorurii de hidrogen cu oxigenul este reversibilă:

4HCl (g) + O2(g) = 2Cl2 (g) + 2H2O     H° = -116,4 kJ

Variaţia căror parametri va favoriza deplasarea echilibrului chimic în direcţia obţinerii clorului?

4HCl (g) + O2(g)     2Cl2 (g) + 2H2O     H° = -116,4 kJ

Reacţia directă este exotermică, deoarece entalpia este negativă, iar cea indirectă este endotermică. Conform principiului lui Le Chatelier, dacă asupra unui sistem în stare de echilibru dinamic se acţionează din exterior, atunci echilibrul se deplasează în direcţia acelei reacţii, care diminuează această acţiune. Prin acţiune din exterior se subânţelege modificarea uneia dintre condiţiile care determină starea de echilibru (concentraţia componenţilor; temperatura, în cazul reacţiilor care se desfăşoară cu modificarea entalpiei; presiunea în cazul prezenţei măcar a unui component în stare gazoasă). La interacţiunea clorurii de hidrogen cu oxigenul, echilibrul poate fi deplasat în direcţia obţinerii clorului:

29

Page 30: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

a. la micşorarea temperaturii; b. la micşorarea concentraţiei clorului (evacuarea Cl2 din sistem) c. la mărirea presiunii sistemului reactant (volumul substanţelor gazoase iniţiale este

de 2,5 ori mai mare decât volumul substanţelor gazoase finale 4 moli HCl(g) + 1 mol O2(g) = 2 moli Cl2(g)).

35. Scrieţi ecuaţiile reacţiilor cu ajutorul cărora pot fi realizate următoarele transformări:

Fe2O3 Fe2(SO4)3 Fe(OH)3 FeCl3 Fe(NO3)3 Fe2O3

1. Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O 2. Fe2(SO4)3 + 6NaOH = 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4 3. Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O 4. FeCl3 + 3AgNO3 = 3AgCl + Fe(NO3)3

5.

36. Carbura de calciu tehnică cu masa egală cu 20,00 g a fost tratată cu apă în exces. La trecerea acetilenei obţinute prin apă de brom s-a obţinut 1,1,2,2-tetrabrometan cu masa 86,50 g. Calculaţi partea de masă a CaC2 în carbura tehnică.

- Se scrie ecuaţia reacţiei de interacţiune a etinei cu bromul în exces:

HC CH + 2Br2 = Br2HC–CHBr2

- Se determină cantitatea de substanţă de 1, 1, 2, 2 – tetabrometan ce se conţine în 86,5 g de substanţă:

M(C2H2Br4) = 345,6 g/mol;

Conform ecuaţiei reacţiei (C2H2) = (C2H2Br4) = 0,25 moli

- Se scrie ecuaţia reacţiei de obţinere a etinei din carbură de calciu:

CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2

Din ecuaţia reacţiei (C2H2) = (CaC2) = 0,25 moli:

- Se determină masa carburii de calciu:

30

Page 31: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

m(x) = (x) · M(x);M(CaC2) = 64 g/mol;m(CaC2) = 0,25 moli · 64 g/moli = 16 g (CaC2)

- Se determină partea de masă a carburii de calciu în proba tehnică:

Răspuns: Partea de masă a carburii de calciu în proba tehnică constituie 80%

37. Să se determine formula aminei primare cu părţile de masă ale elementelor egale cu:

C – 61,05%, H - 15,30%, N - 23,70%.

Aminele reprezintă compuşi organici, obţinuţi prin substituţia atomilor de hidrogen din molecula amoniacului cu radicali ai hidrocarburilor.

În funcţie de numărul atomilor de hidrogen substituiţi, aminele se împart în:

a. amine primare (este substituit un atom d hidrogen); b. amine secundare (sunt substituiţi doi atomi de hidrogen); c. amine terţiare - (sunt substituiţi toţi trei atomii de hidrogen).

În problemă este indicată amina primară, formula ei generală este R-NH2.

- Se determină masele elementelor ce se conţin în 100 g de amină:

- Se alcătuieşte raportul cantităţilor de substanţă a elementelor în amină:

;

- Se alcătuieşte raportul cantităţilor de substanţă al elementelor în amină:

31

Page 32: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

M(C) = 12 g/mol;M(H) = 1 g/mol;M(N) = 14 g/mol;

(C) : (H) : (N) = 3 : 9 : 1;

Toate valorile se împart la cea mai mică valoare:

(C) : (H) : (N) = 3 : 9 : 1;

Acesta este raportul atomilor de C, H şi N în amina dată. Astfel, formula aminei este C3H9N sau C3H7NH2.

Răspuns: Amina cu aşa părţi de masă a elementelor este propilamina C3H7NH2

38. Scrieţi ecuaţiile reacţiilor chimice cu ajutorul cărora se pot realiza următoarele transformări:

2) NH3 + HCl = NH4Cl3) 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O4) 2NO + 2O2 = 2NO2

5) 4NO2 +2H2O + O2 = 4HNO3

32

Page 33: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

39.In ce raport molar se precipită sărurile de Ag dintr-o soluţie ce conţine mase egale de NaCl şi KI atunci când acestea se tratează cu AgNO3.

Se dau greutăţile atomice :Ag = 108 Na = 23I = 127 K = 39

Rezolvare   :

- se calc nr de moli :

υ = m n1 = m 1 n2 = m 2 M M1 M2

MNaCl = m MKI = m 58,5 166

m 1 -- m 1   / M 1 -- m 1 · m 2 m2 m2 / M2 M1 M2

=> M 1 -- 166 -- 2,84 M2 58,5

40.La barbotarea în exces a H2S în 33,75 g soluţie CuCl2 s-au format 2,4 g precipitat.Care a fost concentraţia procentuală a soluţiei iniţiale ?

Se dau greutaţile atomice pt :Cu = 64 S = 32Cl = 35,5 H = 1

M CuCl2 = 135M H2S = 96

Rezolvare:

33

Page 34: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

96 g CuS…………..32 g S……………..64 g Cu2,4 g Cus……………x………………….y

X = 2,4 · 32 -- 0,8 y = 2,4 · 64 -- 1,6 96 96

135 g CuCl2……………64 g Cuz………………………..1,6 g Cu

z = 1,6 · 135 -- 3,37 g CuCl2

64

C % = md · 100 Ms

C % = 3,37 · 100 -- 10 % 33,75

41.Se amestecă 10 ml soluţie CuSO4 10 % (densitatea = 1.1 g / cm³) cu 10 ml soluţie CuSO4 1 % (densit 2 = 1 g / cm³). Ce concentraţie molară are soluţia obţinută dacă densitatea = 1.05 g / cm³?

Se dau masele moleculare pt:CuSO4 = 160

Rezolvare   :

m1C1 ≠ m2C2 = C3 (m1 + m2)

ρ = m => m = V ·ρ V

m1 = 1,1 · 10 = 11 m2 = V = 10 g

m1C1 + m2C2 = C3 (m1 + m2)11· 10 + 10 · 1 = C3 (11 + 10)120 = C3 · 21

=> C3 = 120 -- 5,71 % 21

CM = C % ·ρ · 10 => CM = 5,71 · 1,05 · 10 -- 0,37 M M 160

34

Page 35: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

42.La 41,6 g soluţie BaCl2 10 % , sa adăugat o masă de soluţie Na2CO3 15 %. In filtratul rezultat după separarea precipitatului a trebuit adăugat 43,8 g soluţie HCl 5 % pentru ca să nu se mai observe degajarea gazului. Ce masă de soluţie Na2CO3 s-a utilizat în experiment ?

Se dau :M Na2CO3 = 106M BaCl2 = 208M HCl = 36,5

Rezolvare:

x = 41,6 · 106 -- 21,2 g Na2CO3 208

y = 106 · 21,2 -- 30,78 2 · 36,5

100 g sol………….5 g HCl43,8 g sol…………z g HCl

z = 43,8 · 5 -- 2,19 100

C % = md . 100 ms

=> Na2CO3 = x + y = 21,2 + 30,78 = 51,98

- calculul conc procentuale va fi :

15 = 51,98 . 100 => ms = 51,98 · 100 -- 346,53 g ms 15

35

Page 36: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

43.Se diluează un volum de NaCl 10 % cu densitatea = 1,07 g / cm³ la dublu. Ce concentraţie molară are soluţia obţinută dacă densitatea se aproximează cu 1 ? Ce C % are soluţia care se obţine prin evaporarea unei cantităţi de solvent egală cu jumătate din cea conţinută iniţial ?

C % 1 = 10C % 2 = ?

m1 · C1 = m2 · C2m1 = ρ1 · V1m2 = ρ2 · V2

ρ1 · V1 · C1 = ρ2 · 2V · C2

cantitatea de solut: 45 + 10 = 55

1,07 · 10 = 1 · 2 · C2

C2 = 1,07 · 10 · 1 -- 5,35 (C %) 2

100 – 10 = 90 (total soluţie)=> 1 / 2 din soluţie = 45

10 g subst………..55 g sol1 x……………….100 g sol

x = 100 · 10 -- 18,18 (Cm) 55

44.Se prepară 840 g soluţie AgNO3 8,5 % pentru a fi folosită astfel : - în 40 g soluţie AgNO3 se introduce o plăcută de Cu de 100 g şi se lasă un timp îndelungat ; - restul soluţiei se tratează cu 25 g amestec NaCl + KI ;Calculaţi :a. masa plăcuţei la sfârşitul reacţieib. concentraţia procentuală a amestecului de halogenuri

Rezolvare   :

100 g sol..........................8,5 g AgNO3

40 g sol...........................x

x = 40 · 8,5 -- 3,4 g 100

36

Page 37: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

1 mol AgNO3……………….170 gy moli………………………..3,4 g

y = 3,4 · 1 -- 0,02 moli AgNO3 170

2 moli AgNO3..................1 mol Cu(NO3)2……………..2 moli Ag0,02 moli AgNO3…………..z…………………………….t

z = 0,02 · 1 -- 0,01 2

t = 0,02 · 2 -- 0,02 2

1 mol Ag……………….108 g Ag0,02 moli Ag……………x`

x` = 0,02 · 108 -- 2,16 g Ag 1

Masa placuţă: = 100 g (iniţial) - 0,64 g Cu + 2,16 g Ag = 101,52 g (final)

b.

800 g sol AgNO3 8,5 % + 25 g amestec NaCl + KI

800 g sol………………z` g AgNO3

100 g…………………..8,5 AgNO3

z` = 8,5 · 800 -- 68 g AgNO3

100

m NaCl + m KI = 25

58,5 · a + 166 · b = 25a · 170 + 170 · b = 68

37

Page 38: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

58,5 · a - 166 · b = 25a + b = 0,4 / · (-58,5)

166 b = 25-58,5 b = - 23,40107,5 b = 1,6

b = 1,6 -- 0,015 107,5

a + 0,015 = 0,4a = 0,4 – 0,015a = 0,385

a = 0,385 · 58,5 = 12,52 NaClb = 166 · 0,015 = 2,49 KI

25 g amestec………………22,52 g NaCl………..2,49 g KI 100 g amestec…………………x ``……………….y``

x`` = 100 · 22,52 -- 90 g NaCl 25

y`` = 100 · 2,49 -- 9,96 g KI 25

45.Se dizolvă 3,855 g amestec KBr, NaCl, BaCl2.Soluţia obţinută se tratează cu o soluţie proaspătă de AgNO3 iar precipitatul format se separă şi se cântăreşte, găsindu-se că el are masa 6,185 g. Soluţia rămasă după separarea precipitatului este tratată cu soluţie de acid sulfuric în exces, obţinându-se un precipitat cu masa de 2,33 g. Să se calculeze compoziţia procentuală în procente de masă a amestecului solid de KBr, NaCl, BaCl2 analizat.

Se dă A pt:Ag = 108 K = 39 O2 = 16Br = 80 S = 32 Ba = 137Cl2 = 35,5 Na = 23 N = 14

Rezolvare:

38

Page 39: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

m KBr + m NaCl + m BaCl2 = 3,855 g

m AgBr + m1 AgCl + m2 AgCl = 6,185 (Na) (Ba)

x = 208 · 2,33 -- 2,08 g BaCl2 233

y = 2,08 · 2 · 143,5 -- 2,87 g AgCl provenit din BaCl2

208

m KBr + m NaCl + 2,08 = 3,855 m AgBr + m AgCl + 2,87 = 6,185 (Na)

m KBr + m NaCl = 1,775

m AgBr + m AgCl = 3,315 (Na)

m KBr…………………M KBr m AgBr………………..M AgBr m KBr = m AgBr · 119 188

m AgBr = m KBr · 188 119

39

Page 40: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

I). m KBr + m NaCl = 1,775 1,58 m KBr + m AgCl (Na)

m NaCl…………………..M NaCl m AgCl………………….M AgCl

m AgCl = m NaCl · 143,5 -- 2,45 58,5

II). 1,58 m KBr + 2,45 M NaCl = 3.315 - 1,58 m NaCl = - 2,80 2,45 m NaCl = 3,315

0,87 m NaCl = 0,51 m NaCl = 0,586 m KBr = 1,775 - 0,586 = 1,19

KBr = 1,119 · 100 = 30,79 3,855

NaCl = 0,586 · 100 = 15,25 3,855

BaCl2 = 2,08 · 100 = 53,95 3,85

30,79 + 15,25 + 53,95 = 99,99 ~ 100

46.Ce volum de hydrogen măsurat în condiţii normale (p=1 atm, şi T=0 C) este necesar pentru a obţine 93 g anilină prin reducerea catalitică a nitrobenzenului la un randament de 95 %?

Se dau masele moleculare :M nitrobenzen = 121M anilină = 93

Rezolvare   :

40

Page 41: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

η = Cp . 100 => 95 = 93 . 100 Ct Ct

Ct = 100 · 93 -- 97,89 nitrobenzen (masa de nitrobenzene) 95

- calculăm masa de hydrogen

x = 3 · 97,89 -- 3,15 g hidrogen 93

3,51 · 22,4 = 70,56 volume de H2

47.Să se calculeze debitul volumetric Qv în m³ / s, m³ / h, l / min la transportul unui volum de apă de 200 l cu pompa centrifugă într-un timp de 1 h 15 min 15 s.

Rezolvare   :

V = 200 l = 0,2 m³t = 1 h 15 min 15 s = 3600 + 15 · 60 + 15 = 4515 s

Qv = V t

0,2 m³…………………4515 sx m³…………………1 s

x = 1 · 0,2 = 0,0000443 m³ / s 4515

0,2 m³…………………4515 sy m³…………………3600 s

y = 3600 · 0,2 = 0,1594 m³ / h 4515

0,1594 m³…………………3600 sz m³………………….60 s

41

Page 42: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

z = 60 · 0,1594 = 0,0026 m³ / min 3600

48.Care este masa atomică a Fierului cunoscând abundenţa izotopilor naturali ai acestui element ( în % molare) : 54 56 57 58

Fe (5,9%) Fe (91,6%) Fe (2,2%) Fe (0,3%)

Rezolvare   :

A Fe = 5,9 · 54 + 91,6 · 56 + 2,2 · 57 + 0,3 · 58 = 55,91 100 100 100 100

49.Timpul de înjumătăţire al unui izotop radioactiv este t ½ = 3 ore. Care este cantitatea rămasă nedezintegrată după 18 ore din 200 grame de izotop care s-a dezintegrat ?

Rezolvare:

_ λ · t

m = m0 · e 1 λ = ln2 -- 0,693 -- 0,231 ore¯ t ½ 3

4,158

m = 200 · e ¯ = 200 · 1 -- 3,12 g 63,9

50.Se dizolvă 2,8 g KOH în apă obţinându-se 250 mL soluţie. Ce molaritate are aceasta ?(MKOH = 56, d = 1,0 g / ml)

Rezolvare   :

CM = md · 1 · 1000 -- 2,8 · 1 -- 0,2 mol / L M V 56 250

51.Ce cantităţi de NaCl şi de HOH se amestecă pentru a prepara 15 litri de saramură de concentraţie 10 % (d soluţie = 1 g / mL) ?

Rezolvare   :

Solut (1) + solvent (2) = soluţie m1 m2

42

Page 43: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

mf = V · d = 15 kg mf · cf = m1 · c1 + m2 · c2

15 · 10 = m1 · 100 + m2 · 0

m1 = 15 · 10 -- 1,5 Kg NaCl 100

m2 = 13,5 Kg hoh

V2 = m2 -- 13,5 -- 13,5 L D 1

52.În ce volum de soluţie de MgSO4 cu concentraţia 0,1 N sunt conţinute 0,6 g sare (masa moleculară a MgSO4 este 120 g / mol) ?

Rezolvare   :

CN = m => V(L) = m E · V(L) E · CN

EMgSO4 = M -- 120 -- 602 2

V(L) = 0,6 -- 0,1 L = 100 mL 60 · 0,1

53.Pentru a prepara o soluţie de sodă caustică de concentraţie 10% avem la dispoziţie două soluţii : una de concentraţie 8% şi alta de concentraţie 16%. În ce raport masic r = m1(8%) / m2 (16%) trebuie amestecate cele 2 soluţii ?

Rezolvare   :

mf = m1 + m2mf · Cf = m1 · C1 + m2 · C2

m1 -- C2 - Cf -- 16 – 10 -- 3m2 C1 - C1 10 – 8

54.Câte grame KMnO4 sunt necesare pentru a prepara 1,0 L soluţie 0,100 N, dacă aceasta se va folosi în reducere la Mn (2+) , respectiv la MnO2? (masa molec a KMnO4 = 158)

Rezolvare:

43

Page 44: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

E = M -- 158 -- 31,6 g / val 5 5

nE = V · CN = 1 · 0,100 = 0,1 vali

masa de KMnO4 este:

m = nE · E = 0,1 · 31,6 = 3,16 g

E = M -- 158 -- 52,66 g / val 3 3

nE = V · CN = 1· 0,100 = 0,1 vali

m = nE · E = 0,1 · 52,66 = 5,266 g

55.O soluţie de H2SO4 37% are d = 1,280 g / mL.a) câţi mL apă trebuie adăugaţi la 10,0 mL soluţie pentru a prepara o soluţie 2 N (d = 1,064 g / mL) ?b) care este titrul soluţiei 2 N obţinute ? (masa molec a acidului sulfuric = 98)

Rezolvare   :

a) E H2SO4 = M -- 98 -- 49 g / val 2 2

mi sol = Vi · di = 10 · 1,28 = 12,8 g@

n H2SO4 = m H2SO4 -- m i sol · C p -- 12,8 · 37 -- 0,09665 vali E 100 · E 100 · 49

Vf = n H2SO4 -- 0,09665 -- 0,04832 L = 48,3 mL CN 2

mf = Vf · df = 48,3 · 1,064 = 51,41 g

m H2O = m f sol - m i sol = 51,41 - 12,8 = 38,61 g

V H2O = m apa -- 38,6 -- 38,6 mL

44

Page 45: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

d apa

b) T = m -- C N · E -- 2 · 49 -- 0,0980 g / mL V 1000 1000

56.Care este concentraţia procentuală a oxigenului respectiv CO2 când se dizolvă într-un litru de apă ( d = 1 g / mL) la 0ºC şi 1 atm ? Ca date de referinţă solubilităţile acestor gaze sunt : 0,049 L O2 / L apă şi 1,710 L CO2 / L apă; R = 0,082 atm · L / mol · K.

Rezolvare:

p · V = m . R . T M

m O2 = 1 · 0,049 · 32 -- 0,07 g 0,082 · 273

m sol = Vapa · dapa + m 02 = 1000 · 1 + 0,07 = ~ 1000 g

% O2 = 0,07 . 100 -- 0,007 % 1000

m sol = 1000 + 3,36 = 1003,6 g

% CO2 = 3,36 . 100 -- 0,33 % 1003,6

57.Să se determine fracţiile molare ale componentelor unei soluţii de NaOH 3 molal.

Rezolvare   :

v NaOH = Cm = 3 moli

v H2O = m apă -- 1000 -- 55,55 moli μ apă 18

x NaOH = v NaOH -- 3 -- 0,051 v NaoH + v apă 3 + 55,55

x apă = 1 – x NaOH = 1 – 0,051 = 0,949

58.Se amestecă 50 mL soluţie acid sulfuric 0,2 M cu 100 mL soluţie acid sulfuric 0,2

45

Page 46: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

59.Care este entalpia de formare standard a etanului cunoscând următoarele valori ale energiilor de legătură (în kcal) : ε C – C = 58,6 ε H – H = 103,4 şi ΔHºvap a carbonului egală cu 125 kcal / mol ?

Rezolvare:

ΔHf = 2 · ΔHºvap + 3 · ε H – H - 6 · ε C – H - ε C – C

ΔHf = 2 · 125 + 3 · 103,4 – 6 · 87,3 – 58,6 = 560,0 – 582,4 = - 22,2 kcal / mol

60.Care este cantitatea de peşte (în kg) care ar trebui să fie consumat pentru a rezulta doza letală de mercur, dacă peştele infestat conţine 30 ppm în greutate mercur ?Se consideră că tot mercurul, a cărui doză letală din peşte este 0,20 g, se găseşte în organismul acestuia sub formă de clorură de mercur (II). A Hg = 200,6 ; a Cl = 35,5.

Rezolvare   :

MHgCl = 200,6 + 71 = 271,6

271,6 g HgCl2..............................200,6 g Hg0,20 g HgCl2...............................DLHg

DLHg = 200,6 · 0,2 -- 0,1477 g 271,6

61 kg peşte................................30 · 10¯ kg = 30 · 10¯³ g Hgx..............................................0,1477 g Hg

x = 0,1477 -- 4,9 kg peşte 30 · 10³

61.Motorul unui automobil în funcţiune produce un gaz toxic, CO, cu un debit de cca 188 g pe oră. O maşină este lăsată să funcţioneze într-un garaj fără ventilaţie, cu dimensiunile 6,0 m x 4,0 m x 2,2, m la 20ºC.a. să se calculeze câţi moli de CO se produc pe minutb. în cât timp se va atinge în acest garaj concentraţia letală de 1000 ppm CO ?

46

Page 47: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

Rezolvare   :

a. 28 g CO.................22,4 L CO 188 g CO...............x

x = 188 . 22,4 -- 150 L / oră 28

V = P o · V o . T -- 150 . 293 -- 161 L / oră To P 273

υ = (161 / 22,4) -- 0,120 moli / minut 60

b. volum = 6 · 4 · 2,2 = 52,8 m³ = 52,8 10³ dm³

1000000 L.......................1000 L CO 52,8 · 10³ L.....................x

x = 52,8 · 10³ · 1000 -- 52,8 L CO 1000000

τ = 52,8 L -- 19,67 minute (161 · 60)

62.Ce volum de clor se degajă prin reacţia dintre 1 litru soluţie HCl 0,3 N şi MnO2 până la consumul total al dioxidului de mangan ?

Rezolvare   :

m HCl = 0,3 · 36,5 = 10,95

4 · 36,5 g HCl…………………22,4 L Cl2

10,95 g HCl…………………x L Cl2

x = 22,4 · 10,95 -- 1,68 L Cl2

4 · 36,5

63.Studiul termodinamic al echilibrului

47

Page 48: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

La 600ºC a stabilit că la un raport al reactanţilor 2;1, constanta de echilibru este 70, iar la un raport 1:1 şi in condiţii standard, valoarea acesteia este egală cu 0,59.

a. care este compoziţia amestecului la echilibru (în % molare) la 600ºC ?b. care este compoziţia (în % volum) a amestecului gazos rezultat prin reacţie în

condiţii standard ?

Rezolvare   :

a.

ΔV = 0 => Kp = Kc = Kx = Kn

Kn = (2x)² -- 70 => x = ~ 0,95 (2-x) (1-x) υ H2 = 1,05 moli; υ I2 = 0,05 moli; υHI = 1,9 moli

1,05 . 100 -- 35 % H2 3

0,05 . 100 -- 1,7 % I2

3

1,9 . 100 -- 63,3 % HI 3

b.

Kp = p² HI -- 0,59 pH2

Δv = 1 => Kp = Kx

Kx = x² HI -- 0,59 x H2

x H2 + x HI = 1

48

Page 49: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

xHI = 0,5278 52,78 % xH2 = 0,4722 47,22 %

64.a.Care este densitatea clorului în raport cu aerul? b.Care este masa clorului dizolvat in 7,5 L apă, cunoscând că solubilitatea clorului la 15ºC este 2,6 L clor / apă ? c.Care este volumul obţinut (c.n.) prin evaporarea a 10 L de clor lichid cu densitatea de 1,5 g / cm³ ? ACl = 35,5

Rezolvare   :

a. 71 -- 2,45728,9

b. 2,6 · 7,5 = 19,5 L Cl2

19,5 . 71 -- 61,8 g22,4

c. m = V · d = 1,5 · 10³ g / L · 10 L = 15 kg

V = 15 . 22,4 -- 4,73 m³ 71

65.O tonă de pirită cu 20 % impurităţi este materia primă pentru obţinerea acidului sulfuric, printr-un proces care are randament 85 %. Acidul sulfuric obţinut se întrebuinţează :a) jumătate din cantitate pentru a obţine sulfat de Cub) Jumătate de cantitate pentru a obţine sulfat de Na Se cere :

1) volumul de SO2 rezultat din reacţia (a)2) volumul de solutie NaOH 1 N necesară pentru neutralizarea reacţiei (b)

AFe = 56 As = 32 Ao = 16 ANa = 23

Rezolvare   :

1)

49

Page 50: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

MFeS2 = 120

m H2SO4 = 0,8 · 1000 . 0,85 . 8 . 98 = 1110,6 kg 4 · 120

2 · 98 kg H2SO4…………………..22,4 m³ SO2

½ · 1110,6 kg H2SO4………………x

x = 1110,6 · 22,4 -- 63,5 m³ SO2

2 · 98 · 2

2)

2 · 40 kg NaOH.............................98 kg H2SO4

y...................................................1/2 · 1110,6 kg H2SO4

y = 80 · 1110,6 · 0,5 -- 453,3 kg 2 · 98

VNaOH = 453,3 · 1 -- 11,3 m³ sol NaOH 1 N 40

66.Câte grame de SO3 trebuie să se dizolvă în 100 g de soluţie de acid sulfuric 91 % pentru a obţine oleum de 30 % ?

Rezolvare   :

SO3 + H2O = H2SO4

100 g soluţie 91 % conţine : 91 g H2SO4 şi 9 g H2O

18 g H2O…………………..80 g SO3

9 g H2O…………………..x

x = 9 · 80 -- 40 g SO3

18

- adăugând 40 g SO3 se obţin 140 g H2SO4 100 %, solvent pentru SO3, cu care se prepară soluţie de oleum 30 %.

50

Page 51: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

100 g sol oleum…………………30 g SO3

(100 + y) g oleum……………….y g SO3

(100 + y) · 30 = 100 · y y = 60 g SO3

- în total => m SO3 = 40 + 60 =100 g SO3

67.Solubilitatea NaCl la 80ºC este 38 g/100 g apă, iar la 0ºC are valoarea 36 g/100 g apă. Ce cantitate de NaCl se separă prin răcirea a 800 g soluţie saturată de la 80ºC până la 0ºC ?

Rezolvare   :

-masa soluţiei iniţiale : 38 + 100 = 138 g

-compoziţia soluţiei iniţiale, la 80ºC :mi NaCl = m sol · 38 -- 800 · 38 -- 220,3 g NaCl

138 138

mi HOH = 800 – 220,3 = 579,7 g HOH

-compoziţia soluţiei la 0ºC :

m f = 36 · 579,7 -- 208,7 g NaCl 100

=> se separă : Δm = 220,3 – 208,7 = 11,6 g NaCl

68.Care din următoarele reacţii permit obţinerea NaOH ?

Răspunsuri:

51

Page 52: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

69.Un amestec de NaOH şi KOH cu masa 17,90 g se tratează cu HCl în exces. A rezultat un amestec de NaCl şi KCl cu masa de 25,2 grame. Care a fost compoziţia amestecului iniţial de hidroxizi ?

Rezolvare   :

40 58,5 x a

56 74,5 y b

a = 58,5 . x 58,5 . x + 74,5 . y -- 25,2 40 40 56 => b = 74,5 . y x + y = 17,90 56

x = 10,75 g NaOH = 60 % => y = 7,15 g => KOH = 40 %

70.Prin calcinare 7,75 grame de carbonat de sodiu cristalizat pierde 1,125 g apă. Care este formula cristalohidratului ?

Rezolvare   :

- formula cristalohidratului : Na2CO3 · xH2O

Na2CO3 · xH2O Na2CO3 + xH2O (106 + 18 · x) g 18 · x g 7,75 g 1,125 g

(106 + 18 · x) · 1,125 = 7,75 · 18 · x

52

Page 53: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

20,25 · x + 119,25 = 139,5 · x119,25 · x = 119,25 · x

=> x = 1 formula cristalohidratului reală : Na2CO3 · H2O

71.care este echivalentul gram al KClO3 care reacţionează conform reacţiei:

KClO3 KClO4 + KCl

Rezolvare:

+1 +5 -2 +1 +7 -2 +1 -1

E = 4 · M KClO3 -- 2 . MKClO3 = 122,5 -- 40,8 g 6 3 3

72.Prin fierberea unei soluţii de bicarbonate de sodium se obţine o soluţie de carbonat de sodium. Care a fost concentraţia soluţiei iniţiale dacă concentraţia procentuală a solutiei de sodă astfel obţinută este 5, 83 ?

Rezolvare   :

2 · 84 g 106 g 44 g

- la 100 grame soluţie finală:

m Na2CO3 = 5,83 g

m CO2 = 5,83 . 44 -- 2,42 g CO2

106

53

Page 54: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

m NaHCO3 = 5,83 . 2 . 84 -- 9,24 g NaHCO3

106

mi sol = m f sol + m CO2 = 100 + 2,42 = 102,42 g

Ci NaHCO3 = 9,24 . 100 -- 9 % 102,42

73.Se amestecă 200 g soluţie NaOH 11 % cu densitatea d = 1,12 g / cm³ cu 800 g soluţie 33 % cu d = 1,36 g/cm³ şi cu 400 cm³ de apă distilată. Care este concentraţia soluţiei finale exprimată procentulual Cp, molar Cm, şi normal CN ?

Rezolvare   :

m f sol = 200 + 800 + 400 = 1400 g

m NaOH = 11 . 200 + 33 . 800 -- 286 g NaOH 100 100

Cp f = 286 . 100 -- 20,4 % 1400

Vf sol = 200 + 800 + 400 = 1166,8 ml 1,12 1.36

CM f = 286 -- 6,13 mol / L 40 · 1166,8 · 1000

CN f = CM f = 6,13 val / L

74.La trecerea unei cantităti de electricitate de 15000 A · H printr-o celulă de electroliză a naCl, cu diafragmă, se obţine NaOh cu randament de 90 %. Se cere :a) care este producţia de NaOH, în kg / oră ?b) volumul solutiei de naCl consumat în litri / oră. Concentraţia soluţiei initiale este 300

g/L, iar la ieşirea din celulă este 290 g/L.

Se dă F = 96500 C · mol¯¹

Rezolvare   ;

a)m NaOH = M . l . ηQ -- 40 . 15000 . 0,9 -- 20145 g -- 20,1 kg n · F 1 · 96500

54

Page 55: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

b)υ NaOH = 20145 -- 503,6 moli 40

υ NaOH = υ NaCl = 503,6 moli

m NaCl = 503,6 · 58,5 = 29460,6 g

1 L sol…………………….(300 – 200) grame NaCl V………………………….29460,6 grame

V = 29460,6 -- 2946 L soluţie / oră 10

75.Se dizolvă 286 g Na2CO3 · 10 H2O într-o cantitate de apă, astfel încât să se formeze o solutie saturată la 30ºC.Se cere ;a) masa de apă necesară, dacă solubilitatea carbonatului de sodiu anhidru, la 30ºc este

29b) concentraţia procentuală şi molală a solutiei saturate, la 30ºCc) solubilitatea Na2CO3 la 10ºC, ştiind că la 10ºC se depun 183,7 g Na2CO3 · H2O

Rezolvare   ;

Na2CO3 · 10 H2O are masa molară (106 g Na2CO3 + 180 g apă) 1 mol Na2CO3 · 10 H2O = 286 g

a) (180 + x)g apă……………106 g Na2CO3

100 g apă……………….29 g Na2CO3

(100 + x) · 29 = 100 · 106 x = 185,5 g apă

b) masa soluţiei = (185,5 + 180) g apă + 106 g Na2CO3 = 471,5 g

Cp = 106 . 100 = 22,5 % 471,5

1 mol Na2CO3……………….365,5 g solm…………………………….1000 g m = 2,74 mol / kg

55

Page 56: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

c) 183,7 g reprezintă 183,7 -- 0,64 moli Na2CO3 · 10 H2O 286

(180 + x – 18 · 10 · 0,64) g apă……………………(106 – 106 · 0,64) g Na2CO3

100 g…………………………………………..s (10ºC)

s (10ºC) = 106 – 106 · 0,64 . 100 -- 3816 -- 15,2 g Na2CO3 / 100 g apă 180 + 185,5 – 180 · 0,64 250,3

76.Ce masă echivalentă are sulfatul de aluminiu care reacţionează conform ecuaţiei

Rezolvare:

E = M -- 2 · 27 + 3 · 96 -- 342 -- 57 g 2· 3 6 6

77.Aliajul duraluminiu conţine 95 % Al, 4,1 % Cu şi adaosuri de Mg şi Mn în cantităţi mici. Să se calculeze masa de aluminiu de puritate 90 % necesar obţinerii unei tone de aliaj.

Rezolvare   :

Masa aluminiului pur = 95 . 1000 -- 950 kg 100

Masa aluminiului impur = 100 . 950 -- 1055,5 kg 90

78.Care este normalitatea unei soluţii de Al2(SO4)3 0,2 M în reacţia :

Rezolvare:

CN = CM · v = 0,2 · (2 · 3) = 1,2 val / L

79.Ce cantitate de aluminiu este necesară pentru obţinerea a 312 grame crom din Cr2O3 prin metoda aluminotermică?

56

Page 57: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

Rezolvare:

2 · 27 g Al…………………2 · 52 g Crx g Al……………………..312 g Cr

x = 312 · 5 -- 162 g 104

80. 6 grame amestec de Cu şi Al s-a tratat cu HCl diluat şi s-au colectat 3,7 litri H2 (c.n.). Să se determine compozitia procentuală a amestecului.

Rezolvare   :

- în condiţiile mentionate doar Al reacţionează cu HCl

2 · 27 g Al……………….3 · 22,4 L H2

x………………………3,7 L H2

x = 54 · 3,7 -- 3 g (aproximativ) 3 · 22,4

3 . 100 -- 50 % Al6

6 – 3 . 100 = 50 % Cu 3

81.Scrieţi ecuatiile chimice ale reacţiilor hidroxidului de Al cu acidul clorhidric şi hidroxidul de sodium. Ce afirmaţii puteţi face pe baza acestor reacţii?

Rezolvare:

- aceste reacţii atestă caracterul amfoter al Al(OH)3

57

Page 58: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

82.Completaţi ecuaţiile chimice lacunare cu formulele omise ale reactanţilor/produşilor de reacţie din reacţiile de mai jos şi stabiliţi coeficienţii stoechiometrici corespunzători conform legilor fundamentale ale chimiei:

Rezolvare:

=> că: a = Al2O3

b = Al(OH)3

c = H2

d = HCl e = AlCl3

83.Care este reactantul partener în fiecare din următoarele transformări chimice ale Al şi compuşilor săi?

Răspunsul se va asocial cu numărul de ordine al transformării (1 – 5) cu unul din reactanţii (a – g).

a) HNO3 b) HCl c) Na2SO4 d) O2 e) BaCl2 f) AgNO3 g) H2SO4

Rezolvare:

58

Page 59: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

1d 2b 3f 4g 5e

84.Ce cantităţi de piatră vânătă de apă se folosesc pentru a prepara 500 grame de solutie de concentraţie 10 %?Rezolvare   :

M CuSO4 = 160M CuSO4 · 5 H2O = 250

100 g sol………………10 g CuSO4

500 g sol……………….x x = 500 · 10 -- 50 g CuSO4

100

m CuSO4 · 5 H2O = 250 . 50 -- 78,125 g 160

m H2O = 500 – 78,125 = 421,875 g

85.Care este echivalentul gram al HNO3 (M=63) în reacţia cu Cu

pe baza bilanţului redox exprimat prin scrierea corectă a ecuatiei chimice corespunzătoare?

Rezolvare   :

0 +5 +2 +2

0 2+

59

Page 60: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

+5 +2

E HNO3 = M HNO3 -- 63 -- 21 g ne¯ 3

86. 200 grame de aliaj format din Cu şi Zn a fost tratat cu 600 grame soluţie de HCl 36,5 % degajându-se 44,8 L H2 (c.n). Excesul de acid a fost neutralizat cu o soluţie de KOH 10 %. Să se determine : a) compoziţia procentuală a aliajului b) masa soluţiei de KOH consumată la neutralizareRezolvare   :

a) Zn + 2HCl ZnCl2 + H2

65,4 g Zn.........................2 · 36,5 g HCl.............................22,4 L H2

y................................... x.................................................44,8 L H2

x= 44,8 · 2 · 36,5 -- 146 g HCl 22,4

2 · 36,5 g HCl..................................65,4 g Zn146 g HCl........................................y

y= 146 · 65,4 -- 130,8 g Zn 2 · 36,5

% Zn = 130,8 . 100 = 64,5 % 200

% Cu = 34,6 %

b) HCl + KOH KCl + 2H2O 36,5 56

mHCl = 600 . 36,5 -- 219 100

mHCl exces = 219 – 146 = 73

60

Page 61: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

mKOH = 2 · 56 = 112 g

msol (KOH) = 100 . -- 1120 g soluţie 10 % 10

87.Ce volum de soluţie 0,15 M CuSO4 se obţine prin dizolvarea a 75 g CuSO4 · 5 H2O în apă ? ce volum de apă trebuie evaporat pentru ca solutia să fie de concentraţie 0,5 N CuSO4 ?

88. 300 ml lapte se supun extracţiei, pentru a extrage un gram de grăsime. Presupunând constanta de distribuţie K = 2, ce este mai bine :a) o extracţie cu 90 mL eter ?b) 3 extracţii cu câte 30 mL eter ?Calculaţi cantitatea extrasă, in procente.

Rezolvare   :

X % = K____ . 100 relaţie pentru calculul cantităţii extrase în % V + K Ve

a) me = ___2_____ . 100 -- 37,5 % extracţie cu 90 mL eter 300 + 2 90

b) me 1 = __2 · 1_____ -- 2 -- 0,16 g 300 + 2 16 30

0,16 · 100 = 16 %

me 2 = _ 2 · 0,84_____ -- 0,14 g 300 + 2 30

0,14 · 100 = 14 %

me 3 = _2 · 0,70_____ -- 0,11 g 300 + 2

30

0,11 · 100 = 11 %

61

Page 62: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

me - reprezintă masa extrasă

Răspuns :

Masa finală va fi : mf = me 1 + me 2 + me 3 =

mf = 16 + 14 + 11 = 41 %

cu c creşte numărul de extracţii, cu atât va scădea cantitatea extrasă, de fiecare dată

o extracţie care se face cu o cantitate mare de solvent, într-o singură operaţie va da rezultate slabe

o extracţie eficientă se face dacă extracţia se repetă cu cantităţi mici de solvent

89. Un volum de 30 mL apă reziduală conţine 0,1 g motorină. Se presupune extracţia motorinei cu hexan. Care extracţie va fi mai eficient ?a) o extracţie cu 150 mL hexanb) 5 extracţii cu câte 30 mL hexan Presupunând K = 2, calculaţi cantitatea de motorină în apă după fiecare extracţie.

Rezolvare:

a) X = ___2___ . 100 -- 90,90 % (90,90 g) 30 + 2 150

b) me 1 = __2 · 0,1____ -- 0,06 30 + 2 30

=> 0,1 - 0,06 = 0,04 0,04 · 100 = 4 %

me 2 = _2 · 0,04____ -- 0,026 30 + 2 30

=> 0,04 - 0,026 = 0,014 0,014 · 100 = 1,4 %

me 3 = __2 · 0,014___ -- 0,01 30 + 2 30

=> 0,014 – 0,01 = 0,016 0,014 · 100 = 1,4 %

me 4 = _2 · 0,014___ -- 0,009

62

Page 63: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

30 + 2 30

=> 0,014 – 0,009 = 0,005 0,005 · 100 = 0,5 %

me 5 = __2 · 0,005__ -- 0,003

30 + 2 30

=> 0,005 – 0,003 = 0,002 0,002 · 100 = 0,2 %

90. Ce cantitate de eugenol cu M = 164 se colectează prin distilarea cu antrenare de vapori, dacă se colectează 10 g de apă ? La 100ºC P apă = 750 mm Hg şi P eugenol = 5 mm Hg.Rezolvare   :

Ga -- Pa · MaGs Ps · Ms

10 -- 750 · 18 => Gs = 0,60 g eugenolGs 5 · 164

91. Care va fi presiunea de vapori a unui amestec de 15 mL benzen cu M = 78 şi densitatea 0,87 g/mL şi 25 mL toluen cu densitatea 0,86 g/mL ? Presiunea de vapori a benzenului la 25ºC (pº) = 86 mm Hg şi pº toluen = 39 mm Hg. Să se exprime grafic variaţia presiunii parţiale şi presiunea totală faţă de fracţia molară.

Rezolvare   :

Benzen : ρ = m => m = ρ · V V m = 0,87 · 15 = 13,05 g benzen

1 mol………………78 g benzen x……………….13,05 g benzene

x = 13,05 · 1 -- 0,16 moli benzen 78

X benzene = 0,16 -- 0,41 (41 %) 0,39

Pi = Piº · Xi

Pi = 87 · 0,41 = 35,67 mm Hg

63

Page 64: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

Toluen: m = 0,86 · 25 = 21,5 g toluen

1 mol toluen……………….92 g y…………………………21,5 g

y = 21,5 · 1 -- 0,23 moli toluen 92

Xtoluen = 0,23 -- 0,59 (59 %) 0,39

Pi = 32 · 0,59 = 18,88 mm Hg

presiunea totală va fi: Pt = 35,67 + 18,88 = 54,55 mm Hg92. Un amestec de etanol, heptan, benzen, acetat de etil s-a analizat prin cromatografia de gaz folosind un detector cu conductibilitate termică. S-au obţinut picurii cu următoarele arii : 5 u.a. 9 u.a. 4 u.a. 7 u.a. . Factorii de corecţie a ariilor au fost : 0,64 0,7 0,78 0,79. Să se calculeze compoziţia procentuală a amestecului.

Rezolvare   :

fi = Mi % C = fi · Ai____ Aj Σi · fi · Ai

% C ETANOL = _______0,46 · 5_____________________ . 100 -- 3,2 . 100 -- 17,63 % (0,64 + 0,7 + 0,78 + 0,79) · ( 9 + 5 +4 + 7) 18,5

% C HEPTAN = 0,7 · 9 . 100 -- 34,05 % 18,5

% C BENZEN = 0,78 · 4 . 100 -- 16,86 % 18,5

% C ACETAT DE ETIL = 0,79 · 7 . 100 -- 29,89 % 18,5

Care este condiţia pentru aplicarea factorului de corecţie ?

Răspuns : condiţia folosirii normalizării ariilor este ca toate componentele să dea un pic cromatografic.

93. Pentru analiza în cromatografia gazoasă a colesterolului din sânge, colesterolul se extrage cu cloroform. Extractul cloroformic din 10 mL sânge la care s-a adăugat 1 mg sitosterol, ca standard intern s-a concentrat la 1 mL prin evaporare cu azot.

64

Page 65: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

Din acest extract concentrat, se introduce în cromatograf un microlitru, obţinându-se pentru colesterol un pic de 2 u.a. iar pentru sitosterol un pic de 42 u.a. Care este cantitatea de colesterol în 100 mL sânge, ştiind că factorul de răspuns relativ este de 1,05 ?

Rezolvare   :

% = Mi . 100 % C = fri . Ms · Ai . 100 Mp Mp · As

2__ -- 1,90 1,05 . 1,2 -- 0,031,05 42

Mi Mi fri = __Ar___ => 1,05 = _2__ Ms 1 As 42

Mi = (1:42) · 2 · 1,05 = 0,05

10 mL sânge……………………0,05 mg colesterol1 mL sânge…………………….x mg colesterol

x = 1 · 0,05 -- 0,005 mg colesterol 10

100 mL sânge……………………y mg colesterol

y = 100 · 0,05 -- 0,5 mg colesterol 10

94. Stabilirea compoziţiei acizilor graşi in uleiul de floarea soarelui se face prin cromatografia de gaz a esterilor metilici a acizilor graşi. La o probă de 50 mg ulei se adaugă 2 mg de ester metilic al acidului undecanoic. Calculaţi compoziţia procentuală in acid oleic ştiind că factorul relativ de răspuns este 1,12 şi aria standardului intern este 5 u.a. şi 75 u.a. pentru acid oleic.

Rezolvare   ;

fri = 1,12Mi = 50 mgAs = 5 u.a.

65

Page 66: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

Ai acid oleic = 75 u.a.

% = fri . Ms · Ai . 100 Mp · As

% = 1,12 . 2 · 75 . 100 -- 67,2 % acid oleic 50 · 5

95. Calculaţi K între fs şi fm a unui compus cu tR (timp de retentie) de 500 secunde, dacă s-a separat pe o coloană cu L = 20 m, dint = 0,32 mm. grosime = 0,4 milimicroni iar viteza medie liniară ū = 20 cm³ / s.

Rezolvare   :

K = Cis Cim

Ki = t` Ri . β tm

ik = t` Ri tm = L tm ū β = _r__ Rdf

t M = _20____ -- 0,2 20 · 500

Ki = _t` Ri __ . _r__ t_ Rdf ū

=> Ki = 500 - 100 . 200 -- 800 100

96. Care este n (nr de talere) ştiind că L = 10 m, dint = 0,32 mm şi factorul de retenţie relativă dintr-o serie omoloagă este 1,05. Diferenţa între timpii de retenţie este de 0,6 cm, R (rezoluţia) = 2, ū = 25 cm³ / s, viteza hartiei de înregistrare = 2 cm / min. Picurile au fost simetrice şi de aceeaşi lăţime (Wb1 = Wb2).

Rezolvare   :

n = (tR²/σ)² n = 16 (tR/Wb)²

66

Page 67: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

tR 2 - tR 1 = 0,6 cm

- picuri egale (Wb): R = t R 2 - t R 1 -- Δt R Wb Wb

0,6 cm = 0,06 m

R = 0,6 => Wb = 0,6 -- 0,3 cm Wb 2

V = 5 => t = 0,3 -- 0,15 min t 2

1 min……………….60 sec0,15 min……………x sec

x = 0,15 · 60 -- 9 sec 1

t`R = 1,05 · 400 = 4 sec

α = t` R 2 formula pt calculul factorului de separare t`R 1

0,5 = t` R 2

t` R 1

Δt R = 0,6 cm t R 2 - t R 1 = 0,6

t`R 2 = 1,05 · t`R 2 - 0,63 t`R 1 = t`R 2 - 0,6

1,05 = t` R 2 ___ t`R 2 – 0,6

t`R 2 = 1,05 ( t`R 2 - 0,6)

1,05 · t`R 2 - t`R 1 = 0,63

t`R 2 (1,05 – 1) = 0,63 => t`R 2 = 0,63 -- 12,6 cm 0,05

67

Page 68: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

n = 16 ( 12,6 / 0,3)² = 16 ( 158,76 / 0,09) = 1764 · 16 = 28224

=> n pentru t`R 2 = 28224

t`R 1 = 12,6 - 0,6 = 12 cm

n = 16 ( 12 / 0,3 )² = 16 (144 / 0,9) = 16 · 1600 = 25600

=> n pentru t`R 1 = 25600

97. Câţi compuşi diferiţi sunt reprezentaţi mai jos ? Care structuri reprezintă aceiaşi compuşi ?

a b c d

e f g

Răspunsuri:

2 compuşi: a, b, d, e, g - e un compus: 2 – metil – 2 – butan c, f - e un alt compus : 2, 2 – dimetil – propan

98. Ce gup funcţionale po f ezee intrcomus cu frmula C3H8O ?

Răspuns:

2 grupe funcţionale: alcool sau eter

68

Page 69: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

2 – PROPANOL 1 – PROPANOL METIL – ETIL – ETER

99. Scrieţi toate structurile corespunzătoare formulei C5H10 care conţin un ciclu.

Răspuns:

- 5

100. Un acid are Ka = 2 · 10 .Care este valoarea sa pKa ?

Rezolvare:

pKa = - log Ka

- 5 - 5

log ( 2 · 10 ) = log 2 + log 10 = 0,3 + (- 5) = - 4,7 pKa = - (- 4,7) = 4,7

101. Nitrometanul are pKa = 10,2 iar 2,4 – dinitrofenolul are pKa = 4,1.a) Care este acidul mai tare ? b) Care bază conjugată, cea a nitrometanului sau cea a 2,4 – dinitrofenolului va fi mai tare ? c) Reacţia de mai jos se va desfăşura spre dreapta sau spre stânga ?

69

Page 70: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

Rezolvare:

a) - dinitrofenolul este acidul mai tare deoarece are un pKa mai mic şi deci Ka este mai mare

b) Baza conjugată metilaminei e cea mai tare deoarece este baza conjugată a unui acid mai slab

c) Reacţia se va desfăşura în stânga, deoarece se formează un acid mai slab şi o bază mai slabă

- 4

102. metilamina are Kb = 4 · 10 . a) Care este valoarea Ka a metilaminei ? b) care bază va fi baza mai tare, cea a metilaminei, sau a anilinei ? aniline are pKa = 4,6c) reacţia va decurge spre stânga sau spre dreapta ?

Rezolvare;

- 14

Ka · Kb = 10

- 14 - 14 - 11

Deci Ka = 10 = 10____ -- 2,5 · 10 Kb 0,0004

- 4,6

C6H5 – NH2 are Ka = 10 => este o bază mai slabă dec metilamina

- reacţia va decurge spre dreapta pentru a forma un acid mai slab şi o bază mai slabă

103. Ce cantitate de căldură se degajă prin reacţia a 36,4 g termit (amestec stoechiometric de aluminiu şi oxid feroferic), pe baza următoarelor ecuaţii termochimice:

70

Page 71: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

Rezolvare:

ΔHr = 3 (ΔH1 + ΔH2) + 4ΔH3

= 3 (269,6 +815,9) + 4 (- 1644) = - 3319,5 kJ / termit

Mtermit = 3 (MFe2O3 + MFeO) + 8 · AAl

= 3 (2 · 56 + 48 + 56 + 16) + 8 · 27 = 912 g

Q = m . | ΔH | -- 36,4 . | 3319,5 | -- 132,5 kJ M 912

104. Să se calculeze compoziţia procentuală a unui amestec de FeS şi Fe care prin tratare cu HCl formează un amestec de produşi de reacţie care conţin 90 % hidrogen sulfurat.

Rezolvare   :

- notăm m1 – masa de FeS m2 – masa de Fe - numărul de moli corespunzător :

m 1 moli FeS 88

m 2 moli Fe 56

-de unde :

V1 = m 1 . 22,4 L H2S 88

V2 = m 2 . 22,4 L H2

56

71

Page 72: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

- concentraţiile H2S în amestecul gazos final :

CH2S = _V 1 ___ . 100 V1 + V2

22,4 . m1

90 = ___ 88______________ . 100 => 0,025 · m1 = 0,36 · m2

22,4 . m1 + 22,4 . m2

88 56

m1 = 14,4 · m2

% FeS = __m 1 ____ . 100 = __14,4 · m 2 ________ . 100 -- 93,5 % m1 + m2 14,4 · m2 + m2

% Fe = 6,5 %

105. O pompă cu piston care face 150 rot / min trebuie să transporte apă incălzită la 60ºC. Calcule preliminare au indicat o pierdere de energie de 6,5 m HOH pentru imprimarea vitezei, învingerea inerţiei şi a rezistenţelor hidraulice pe conducta de aspiraţie, presiunea atmosferică medie la locul de instalare a pompei este 736 mm Hg.La ce inălţime deasupra nivelului apei trebuie să fie instalată pompa?

Rezolvare:

Hasp ≤ Patm – ht – Σ hp

Patm – ht – Σ hp = 0,736 · 13600 _ 2,02 _ 6,5 -- 1,48 m 1000

106. Un ejector cu apă ridică 7,8 m³ / h lichid cu densitatea relativă 1,02 la înălţimea H = 4 m. Debitul de apă pentru funcţionare este 9,6 m³ / h şi înălţimea de lucru a apei înaintea pompei Hag = 22 m. Să se determine randamentul ejectorului.

Rezolvare:

Put = 7,8 · 1020 · 9,81 · 4 -- 86,7 W(lucru util) 3600

P = 9,6 · 1000 · (22 – 4) · 9,81 -- 471 W(puterea consumată de pompă) 3600

η = 86,7 . 100 -- 18,1 % 471

72

Page 73: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

107. Un amestec de acizi cu densitatea de 1600 kg / m³ şi vâscozitatea 20 · 10¯³ Pa · s se prepară prin introducerea acizilor iniţiali într-un vas de amestec cu diametru 1200 mm şi înălţimea 1500 mm, umplut la 0,75 din volumul său şi prevăzut cu un agitator cu elice care face 3,5 rot / s. Să se determine puterea instalată a electromotorului.

Rezolvare   :

-se detrmină diametrul agitatorului normal

d = D -- 1,2 -- 0,4 m 3 3

-se determină regimul de agitareRe c = ρ · n · d ² -- 1600 · 3,5 · 0,4² -- 44800 Η 20 · 10¯³

regim turbulent

-puterea necesară agitatorului în regim de funcţionare

Kp = ___P____ 5 ρ · n³ · d 5 = 0,27 · 1600 · 3,5³ · 0,4 = 200 W = 0,2 kW

-puterea la pornire este de 2 – 3 ori puterea de regim

Pv = 2 P = 0,4 kW

-se calculează puterea instalată a motorului, considerând randamentul electromotorului cu transmisie 0,95 şi luând un plus de putere de 20 %

Pinst = 0,4 · 1,2 -- 0,5 kW 0,95

108. O şarjă de 120000 kg dintr-un concentrat provenit din calcinarea unui minereu de calcopirită care conţine 26 % FeO este introdus în furnal. Apoi se adaugă SiO2 care formează cu hidroxidul de fer (II) o zgură. Scrieţi ecuaţia prin care rezultă zgura şi calculaţi masa de SiO2 necesară pentru o reacţie totală cu FeO.

Rezolvare   :

73

Page 74: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

72 60

m FeO = 26 . 120000 -- 31200 kg 100

m SiO2 = 60 . 31200 -- 6 · 10³ kg 88

109. Cum se modifică masa unei plăcuţe de fer cântărind 10 grame ca urmare a introducerii sale într-o soluţie care conţine 3,2 g sulfat de cupru ?

Rezolvare:

- conform situării celor 2 metale în seria ,,activităţii electrochimice`` şi a potentialelor standard de electrod, ferul are un potenţial standard negative, iar cuprul pozitiv

- în consecinţă ferul acţionează ca reducător decurge astfel procesul de ,,dezlocuire`` (cementare) de mai sus;

1 atom-gram Fe...............................1 atom_gram Cu

10 atomi-gram Fe…………………x56

x = 10 -- 0,178 atomi-gram Fe 56

1 mol CuSO4…………………1 atom-gram Cu

3,2 moli CuSO4……………..y atom-gram Cu160

y = 3,2 -- 0,02 atom-gram Cu 160

numărul de atomi-gram Fe care dezlocuieşte Cu din CuSO4 este 0,02

m Fe = 0,02 · 56 = 1,12 g

m Cu = masa Cu trecut în soluţie pe plăcută va fi: m Cu = 0,02 · 64 = 1,28 g

masa finală a plăcuţei va fi :

74

Page 75: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

10 – 1,12 + 1,28 = 10,16 g

110. Concentraţiile speciilor chimice implicate in echilibru :

stabilit la temperature de 27ºC şi presiunea 1 bar sunt : CNO = 0,12 mol / L CO2 = 0,06 mol / L CNO2 = 0,02 mol / L. Să se calculeze valoarea constantelor de echilibru Kc şi Kx. R = 0,082 (L · atm) / (mol · K).

Rezolvare   :

Kc = C² NO · C O2 -- (1,2 · 10¯¹)² · 6 · 10¯² -- 2,16 mol / L CNO2 (2 · 10¯²)²

Δυ = 3 – 2 = 1

Δυ

Kx = Kc · (R · T / P)

Kx = 0,082 · 300 -- 53,14 1

111. Care este concentraţia molară a soluţiei de acid azotic obţinută prin amestecarea a 40 mL soluţie de HNO3 96 % ( d = 1,5 g / mL) cu 30 mL soluţie HNO3 48 % (d = 1,3 g / mL) dacă densitatea soluţiei obţinute este d = 1,45 g / mL.

Rezolvare:

soluţiile

I + II = final

V1 = 40 mL V2 = 30 mL d1 = 1,5 g/ mL d2 = 1,3 g/ mL d = 1,45 g/ mLC1 = 96 % C2 = 48 % Cf = ?m1 = V1 · C1 m2 = V2 · C2 mf = m1 + m2

Cf = V 1 · d 1 · C 1 + V 2 · d 2 · C 2 V1 · d1 + V2 · d2

Cf = 40 · 1,5 · 96 + 30 · 1,3 · 48 -- 77,09 %

75

Page 76: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

40 · 1,5 + 30 · 1,3

CM, final = 10 · C f · d f M

CM, final = 10 · 77,09 · 1,45 -- 17,74 M 63

112. După o succesiune de transformări chimice care decurg cu randament 100 % pornind de la 24,00 g de sulf:

Se obţin 130,5 g produs final. Ce substanţă s-a obţinut şi cu ce reactant partener ?

Rezolvare:

Atomi-gram S = 24 -- 0,75 32

-conform corespondenţei determinate de succesiunea reacţiilor:

m produs = n S · M produs

m produs = 0,75 · M BaSO4

=> 0,75 · 233,3 = 175 g

m produs = 0,75 · M K2SO4

=> 0,75 · 174 = 130,5 g

m produs = 0,75 · M Na2SO4

=> 0,75 · 146 = 101,5 g

Răspuns; K2SO4

113. Pentru procesul

2 H2O 2 H2 + O2

se cere: - 11

a) valoarea lui Kc la 1227ºC ştiind că la această temperatură Kp = 3,69 · 10 atm - 11

76

Page 77: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

b) valoarea lui Kx, dacă Kp = 3,69 · 10 atm la presiunea de 2 atm.

Rezolvare   :

a) Δυ = 1 Δυ

Kp = Kc · ( R · T) = Kc · (R · T)

Kc = 3,69 · 10¯¹¹ -- 3 · 10¯¹³ mol / L 0,082 · 1500

Δυ

b) Kp = (P) = Kx · PKx = Kp -- 3,69 · 10¯¹¹ -- 1,8 · 10¯¹¹ P 2

114. O butelie de oţel de 10 litri conţine O2 sub o presiune de 150 atm. Din butelie se scot succesiv :a) 25 moli de O2 (c.n.) care reacţionează cu 1400 litri H2 (c.n.). Ce produşi de reacţie şi în ce cantităţi se obţin ?b) o a doua cantitate de O2 se foloseşte pentru a oxida 255 g dintr-un amestec echimolecular de Al – Mg. Care este compoziţia procentuală a acestui aliaj ?c) o a treia cantitate de O2 se foloseşte pentru a obţine 448 L amestec de CO2 şi H2O prin oxidarea gazului de apă ( CO : H2 în raport molar 1 : 1). Câţi moli de O2 s-au consumat în acest scop ?

Rezolvare   :

a) Vo = P 1 · V 1 -- 150 · 10 -- 1500 L O2 (c.n.) Po 1

υ H2 = 1400 -- 62,5 moli H2

22,4

- conform reacţiei : H2 + ½ O2 = H2O - O2 este reactantul limitative, deoarece 25 moli O2 consumă 50 moli H2

62,5 - 50 = 12,5 moli H2 fiind în exces

b) 255 g amestec Al : Mg = 1 : 1 conţine

255 -- 5 atom-gram Al + 5 atom gram Mg 27 + 24

77

Page 78: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

2 atom-gram Al + 2 atom-gram Mg………………….2,5 moli O2

5 atom-gram Al + 5 atom-gram Mg………………….6,25 moli O2

VO2 = 6,25 · 22,4 = 140 L O2 (c.n.)

c) 448 -- 20 moli amestec gaze ardere 22,4

Rezultă:

la 20 moli amestec sunt necesari 10 moli O2

115. Să se calculeze valoarea fracţiei molare pentru fiecare component al unei soluţii de tampon acetic 11,80 %. Se dau : Macid acetic = 60 şi M apă = 18.

Rezolvare   :

Soluţie CH3COOH :

100 g sol..................11,80 g CH3COOH……………88,20 g apă

Nr de moli υ:

Pt acid acetic => 11,80 -- 0,19 moli CH3COOH 60

Pt apă => 88,20 -- 4,9 moli apă 18

=> nr total de moli: 4,9 + 0,19 = 5,09169 moli

Fracţia molară:

Pt acid acetic: X = 0,19169 -- 0,04 5,09161

Pt apă: X = __4,9___ -- 0,96

78

Page 79: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

5,09161

Suma X-ilor trebuie să fie = 1

116. Titrul unei soluţii de HCl este T = 0,228 g / ml şi densitatea este d = 1,065 g / mol. Calculaţi fracţia molară a HCl. Se dau M apă = 18 şi M HCl = 36,5.

Rezolvare   :

T = 0,228 g / ml => 1 ml sol.........................0,228 g HClρ = m => m = ρ · V V

1,065 g sol...................0,228 g HCl100 g sol...................21,40 g HCl........................78,6 g HOH

Numărul de moli:

Pt HCl 21,40 -- 0,58 moli HCl 36,5

Pt HOH 78,6 -- 4,36 moli apă 18

=> nr total de moli: 0,58 + 4,36 = 4,94 moli componenţi

Fracţia molară :

HCl : X = 0,58 -- 0,12 4,94

Apă : X = 4,36 -- 0,88 4,94

117. Transformaţi 2-clor – 2 – metilbutanul în izopentan.

Rezolvare   :

Sau:

79

Page 80: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

118.Copolimerul butadien-acrilonitrilic cu continut de 13,08 % N are continutul procentual al monomerilor si raportul lor molar de ?

Rezolvare

[–(– H2C – CH = CH – CH2 –)–(–H2C – CH –)–y ] n | CN

M = ( x · M butadien + y · M acrilonitril )n = ( x · 54 + y · 53 ) n

( 54x + 53y )n g copolimer………………………….14 y n g N 100 g copolimer………………………….13,08 g N

13,08 ( 54x + 53y )n = 1400 y n / : 13,08 n

1400 = 107,03 y 13,08

54x + 53y = 107,03 y54x = 54,03 y

Raportul butan : acrilon = 1 :1

x = y = 1

M polim = 107 n

107 n g polim……………54 n g butan……………….53 n g acrilonitril100 g polim....................x`..........................................y`

x` = 100 · 54 = 50 % 107

y` = 100 · 53 = 50 % 107

1:1

80

Page 81: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

118.Prin polimerizarea etenei la 1700 atmosfere, se obtine polietena cu M = 42000. Care este cantitatea de etan utilizata la fabricarea etenei necesara obtinerii a 200 tone polimer, stiind ca etena se obtine cu randament de 90 % si ca 10 % din etena nu polimerizeaza.

Rezolvare

x polimerizare m = 200 t n CH2 = CH2 ------- –(–CH2 – CH2 –)–n η = 90 % M = n = 1500 · 28 M = 42000

Gradul de polimerizare n, se va calcula:

n = 42000 = 1500 28

CH3 – CH3 CH2 = CH2 + H2 η = 90 %

x = 1500 · 28 · 200 = 200 t 42000

90 kg……………………200 t 100 kg…………………….y

y = 200 · 100 = 222,22 t etan (Ct = cantitate teoretica) 90

y` 222,22 t CH3 – CH3 CH2 = CH2 + H2

30 28

y` = 30 · 222,22 = 238,09 t etan (Cp = cantitate practica) 28

η = Cp · 100 Ct

90 = 238,09 · 100 Ct

Ct = 238,09 · 100 = 264,54 t

81

Page 82: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

90

119.Ce cantitate de acid salicilic 95 % si de anhidrida acetica sunt necesare pentru a fabrica 1500 g aspirina daca randamentul procesului este de 90 % ? Ce produs secundar se obtine si in ce cantitate ?

Rezolvare

ACIDSALICILIC ASPIRINA

η = Cp · 100 Ct

Ct = Cp · 100 η

Ct = 1500 · 100 = 1667 g aspirina (Ct) 90 Cp = 1500 g aspirina

1 mol aspirina………………..1 mol acid salicilic

180 g aspirina ………………..138 g acid salicilic1667 g aspirina…………………..x g acid salicilic

x = 1667 · 138 = 1278 g acid salicilic 180

100 g acid salicilic impur………………..95 g acid salicilic pur y g acid salicilic impur………………..1278 g acid salicilic pur

y = 1278 · 100 = 1345 g acid salicilic 95 % impur 95

1 mol aspirina…………………..1 mol anhidrida acetica

82

Page 83: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

180 g aspirina…………………………102 g anhidrida acetica1667 g aspirina………………………..z g anhidrida acetica

z = 1667 · 102 = 1574 180

Produsul secundar rezultat = acid acetic

1 mol aspirina..................................60 g acid acetic1667 g aspirina................................q g acid acetic

q = 1667 · 60 = 555,6 g acid acetic 180

Bibliografie

83

Page 84: Probleme de Chimie Anorganica Si Organica

Adrian Chiriac, Ciprian Radovan, Daniela Dascalu, Vlad Chiriac - Compendiu de chimie generala pentru licenta, Editura Universitatii de vest Timisoara 2005

Adrian Chiriac, Veronica Chiriac – Curs de chimie-fizica generala editura Univ. Timisoara 1987

Veronica Chiriac, Adrian Chiriac, Chiriac V.A. – Teste de Chimie Anorganica, Editura Mirton, Timisoara 1999

R.B. Hendeson, D.M. Goldish, E.R. Harris, K.L. Marsi, D.L. Mayfield, C.E. Osborne – Probleme de Chimie Organica, Editura Stiintifica

Alte surse (caiete de laboratoare, seminarii)

84


Recommended