Investeşte în oameni !FONDUL SOCIAL EUROPEANProgramul Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 –2013 Axa prioritară nr. 1 „Educaţiaşiformareaprofesionalăînsprijinulcreşteriieconomiceşidezvoltăriisocietăţiibazatepecunoaştere”Domeniul major de intervenţie 1.2 „Calitateînînvăţământulsuperior”
Numărulde identificareal contractului:POSDRU/156/1.2/G/138821 Beneficiar:UniversitateaPOLITEHNICA din BucureştiTitlulproiectului: Calitate, inovare, comunicare-instrumenteeficienteutilizatepentrucreştereaaccesuluişipromovabilităţiiînînvăţământulsuperior tehnic
Activitatea A5. Introducerea unor module specifice de pregătire a studenţilor în vederea asigurării de şanse egale
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
1
MODUL DE INSTRUIRE: CHIMIE
Curs: 6
Grupele: G1, G2, G3
Formator: AlinaMarietaSIMION
Noiembrie / 2015
3
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
Exemplu de egalare a unei reacţii redox prin întocmirea
sistemului redox
MnO2 + HCl MnCl2 + H2O + Cl2
1. Scrierea reactivilor si produsilor de reactie:
2. Calcularea numerelor de oxidare
MnO2 + HCl MnCl2 + H2O + Cl22+4 +11 +2 1 +1 2
0
3. Alegerea sistemului redox (elementele care se oxidează şi se reduc),
calculul numărului de electroni cedaţi şi acceptaţi:
Mn + 2 e+4
Mn+2
Cl 1 e1
1/2 Cl2
0
acceptă electroni, deci se reduce S.O.
de la +4 la +2, are caracter oxidant
cedează electroni, deci se oxidează,
are caracter reducător
4
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
4. Se stabilesc coeficientii: cele două semiecuaţii redox se ȋnmulţesc
pentru a obţine numărul de electroni indicat de cel mai mic multiplu
comun => Coeficientul pentru substanţa care conţine Mn4+ va fi 1 şi
coeficientul pentru substanţa care conţine ionii Cl1- (HCl) va fi 2.
Mn + 2 e+4
Mn+2
Cl 1 e1
1/2 Cl2
0
2
1
2
x 1
x 2
5. Se egalează apoi restul atomilor care nu au suferit fenomenul de
oxido-reducere
MnO2 + 4 HCl MnCl2 + 2 H2O + Cl2
5
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
Pentru efectuarea egalării se respectă următoarea ordine:
- elementele care au schimbat stările de oxidare;
- cationii metalelor din grupa I, II, III, etc. principale;
- anionii monoatomici şi poliatomici în care elementele nu şi-au
schimbat starea de oxidare (ex.: Cl, NO3, SO4
2);
- atomii de hidrogen şi oxigen care nu au participat la fenomenul de
oxidoreducere.
În cazul moleculelor diatomice participante la cuplul redox, dacă
numărul de atomi rezultaţi din sistem este impar, se dublează coeficienţii:
Al + HCl → AlCl3 + H2
Al0 - 3 e → Al3+ |∙1
H1+ + 1 e → ½ H20 |∙3
Al + 3 HCl → AlCl3 + 3/2 H2 |∙2
Reacţia devine: 2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2 ↑
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
6
Reactii redox - exemple
K2Cr2O7 + 4 H2SO4 K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 4 H2O + 3 [O] +1 +6 -2 +6 +3 -2 0
2 Cr
O
+ 3e
- 2e
+6
-2
2 Cr
O
+3
0
6
26
1
3
8 HNO3 + 3 Cu 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O+5 0 +2 +2
N
Cu
+5
0
+ 3e
N
Cu
+2
+2
3
26
2
3- 2e
7
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
2 I2 + Na2S2O3 + 5 Na2CO3 2 Na2SO4 + 8 NaI + 5 CO2
0 +1 +2 -2 +6 -1
I
S
0
+2
+ 1e
- 4e
I
S
-1
+6
1
44
4
1
KMnO4 + H2SO4 K2SO4 + MnSO4 + H2O + [O]
5 Na2SO3 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 5 Na2SO4 + K2SO4 +
+ 2 MnSO4 + 3 H2O
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
8
Legile ponderale
1. Legea conservării masei
Suma maselor substanţelor care intră ȋntr-un proces chimic este
riguros egală cu suma maselor substanţelor care rezultă din acel
proces.
2. Legea proporţiilor constante
Indiferent pe ce cale se obţine o combinaţie chimică, componentele
ce o alcătuiesc se unesc ȋntotdeauna ȋn proporţii de masă
constante. Dacă unul din componente este ȋn exces, atunci
excesul rămâne nereacţionat.
3. Legea proporţiilor multiple
Dacă două elemente se unesc pentru a forma mai multe combinaţii
chimice, atunci diferitele mase ale unui component care se
unesc cu aceeaşi masă a celuilalt component se găsesc ȋntre
ele ȋn raporturi simple şi mici.
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
9
Calcule chimice
Definiții
Masa moleculară înseamnă suma maselor atomice din molecula unei
substanțe.
Mol (numit și moleculă-gram atunci când se referă la molecule) =
unitatea de măsură fundamentală în SI a cantității de substanță
Simbolul pentru această unitate de măsură este "mol
Este o unitate adimensională - 1 mol de substanță solidă sau lichidă
este egal cu masa moleculară, un mol de substanță gazoasă ocupă un
volum de 22,4 L.
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
10
Numărul de moli se obține împărțind masa de substanță la masa
moleculară.
Raport molar = raportul între numărul de moli al componentelor
unui amestec
Procentele molare = raportul molar exprimat în %
Definiții:
Raport masic = raportul între
masele componentelor unui
amestec
Procente masice = raportul
masic exprimat în %
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
11
Aplicatii
1. Să se calculeze masa moleculară a tiosulfatului de sodiu
(Na2S2O3) şi a acetanilidei (C6H5NHCOCH3)
Rezolvare:
MH = 1, MC = 12, MN = 14, MO = 16, MNa = 23, MS = 32
MNa2S2O3 = 2 x 23 + 2 x 32 + 3 x 16 = 158
MC6H5NHCOCH3 = 8 x 12 + 9 x 1 + 14 +16 = 135
2. Să se calculeze compoziţia masică procentuală a tiosulfatului de
sodiu (Na2S2O3) şi a acetanilidei (C6H5NHCOCH3)
Rezolvare:
Na : S : O = 46 : 64 : 48 => %: Na = 46/158; S = 64/158; O = 48/158
Na : S : O (%) = 29,11 : 40,50 : 30,37
C : H : N : O = 96 : 9 : 14 :16 => %: C = 96/135; H = 9/135; N = 14/135;
O = 16/135
C : H : N : O(%) = 71,11 : 6,66 : 10,37 : 11,85
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
12
Aplicatii
3. Să se calculeze raportul masic al atomilor din Na2SO4.
Rezolvare:
Na : S : O = 2 x 23 : 32 : 4 x 16 = 46 : 32 : 64 = 1,4375 : 1 : 2
4. Să se calculeze numărul de moli de Na2SO4 din 300 g Na2SO4∙10H2O.
Rezolvare:
MNa2SO4 = 2 x 23 + 32 + 4 x 16 = 142
MNa2SO4∙10H2O = 142 + 10 x 18 = 322
Na2SO4 : 10H2O = 142/322 : 180/322 = 44,1 : 55,9
mNa2SO4 = 0,441 x 300 = 132,3
nNa2SO4 = 132,3 / 142 = 0,93 moli Na2SO4
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
13
Aplicatii
5. Să se calculeze numărul de moli de CH3COOH din 100 mL
CH3COOH (d = 1,05 g/cm3).
Rezolvare:
mCH3COOH = V x d= 100 x 1,05 = 105 g CH3COOH
MCH3COOH = 2 x 12 + 4 x 1 + 2 x 16 = 60
nCH3COOH = 105 / 60 = 1,75 moli CH3COOH
6. Să se calculeze numărul de moli de HCl din 200 mL soluţie
de concentraţie 36% (d = 1,18 g/cm3).
Rezolvare:
msol. HCl = 200 x 1,18 = 236 g sol. HCl 36%
100 g sol. HCl …………….. 36 g HCl pur
236 g sol. HCl …………….. mHCl
mHCl = 236 x 36 / 100 = 84,96 g HCl
MHCl = 1 + 35,5 = 36,5
nHCl = 84,96 / 36,5 = 2,33 moli HCl
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
14
Aplicatii
7. Ştiind că 8 g amestec sulfat feros şi sulfat feric conţin 40%
sulfat feros, să se determine molare ale celor două săruri.
(MFe = 56 ; MS = 32 ; MO = 16)
Rezolvare:
MFeSO4 = 56 + 32 + 4 x 16 = 152
MFe2(SO4)3 = 2 x 56 + 3 x 32 + 12 x 16 = 400
mFeSO4 = 8 x 0,40 = 3,2 g FeSO4
mFe2(SO4)3 = 8 – 3,2 = 4,8 g Fe2(SO4)3
nFeSO4 = 3,2 / 152 = 0,021 moli FeSO4
nFe2(SO4)3 = 4,8 / 400 = 0,012 moli Fe2(SO4)3
FeSO4 : Fe2(SO4)3 = 0,021 : 0,012 = 1,75 : 1 (raport molar)
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
15
Aplicatii
8. Un amest de gaze conţine (c.n.) 20 L O2 şi 40 L CO2. Să se
determine raportul masic şi procentele masice al celor două gaze.
Rezolvare:
nO2 = 20 / 22,4 = 0,89 moli O2
nCO2 = 40 / 22,4 = 1,78 moli CO2
mO2 = 0,893 x 32 = 28,57 g O2
mCO2 = 1,785 x 44 = 78,54 g CO2
O2 : CO2 = 28,57 : 78,54 = 1 : 2,75 (raport masic)
mO2 + CO2 = 28,57 + 78,54 = 107,11 g
O2 (%) = 28,576 x100/ 107,11 = 26,67% (procente masice)
CO2 (%) = 78,54x100/107,11 = 73,33%