Chemické výpočty
Budu moc vděčná, když mi někdo pomůže vypočítat tyto příklady:
1. Kolik soli je potřeba přidat do 25% roztoku o hmotnosti 25kg, abychom připravili 50kg vody s koncentrací soli 33,7%?
2. Kolik litrů H2 lze na n.p. Připravit reakcí 20g Fe s HCl?. (Kyselina je v nadbytku).
3.Kolik gramů HGO je potřeba k získání 20ml Hg (p=13,5g.cm-3), jzanedbáme-li vznik par pči zahřívání a budeme počítat se 100% výtěžkem.
4. O kolik mm se posune píst stříkačky o průměru 2,5cm naplnění 5cm3 plynu poté, co ji z ledničky (7 stupňů C) přeneseme na topení (45 stupňů C)?
5. Jaké je pH roztoku kyseliny octové, jestliže 200cm3 jejího 0,6molárního roztoku bylo použito na přípravu 1000cm3 rotoku této kyseliny? (Disociační konstanta CH3COOH je 1,75x10-5)
6. Jaké je pOH roztoku vzniklého zředěním 0,5g 50% rozoku kyseliny sírové na objem 1l?
1. Kolik soli je potřeba přidat do 25% roztoku o hmotnosti 25kg, abychom připravili 50kg vody s koncentrací soli 33,7%?
2. Kolik litrů H2 lze na n.p. Připravit reakcí 20g Fe s HCl?. (Kyselina je v nadbytku).
3.Kolik gramů HGO je potřeba k získání 20ml Hg (p=13,5g.cm-3), jzanedbáme-li vznik par pči zahřívání a budeme počítat se 100% výtěžkem.
4. O kolik mm se posune píst stříkačky o průměru 2,5cm naplnění 5cm3 plynu poté, co ji z ledničky (7 stupňů C) přeneseme na topení (45 stupňů C)?
5. Jaké je pH roztoku kyseliny octové, jestliže 200cm3 jejího 0,6molárního roztoku bylo použito na přípravu 1000cm3 rotoku této kyseliny? (Disociační konstanta CH3COOH je 1,75x10-5)
6. Jaké je pOH roztoku vzniklého zředěním 0,5g 50% rozoku kyseliny sírové na objem 1l?
Odpovědi
Diskuze
Cílový roztok bude obsahovat m(sůl) = 50*0,337 = 16,85kg soli a 50-16,85 = 33,15kg vody.
25% roztok obsahuje m(sůl) = 25*0,25 = 6,25kg soli a 25-6,25 = 18,75kg vody.
Musíme tedy přidat 16,85-6,25 = 10,6kg soli a 33,15-18,75 = 14,4 kg vody tak dostaneme
25 + 10,6 + 14,4 = 50kg roztoku o w = (6,25+10,6)/50 = 0,337 = 33,7% soli.
2: Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 => n(H2) = n(Fe) = m/M = 20/55,845 = 0,3581 mol H2. V zadání chybí podmínky (teplota a tlak), za kterých bude měřen objem plynu. Za normálních podmínek 101325Pa a 273,15K je objem 1 molu plynu Vm = 22,41dm3/mol, takže V(H2) = 0,3581*22,41 = 8,026dm3.
3: 2HgO = 2Hg + O2; n(Hg) = n(HgO); m(Hg) = 20*13,5 = 270g; n(Hg) = 270/Ar = 270/200,59 = 1,346 mol
m(HgO) = n*M = 1,346*216,589 = 291,535 g HgO.
4: Ze stavové rovnice při konstantním tlaku a látkovém množství (=hmotnosti) plynu dostaneme pro změnu teploty a objemu (izobarický děj) V/T = V1/T1 => 5/280,15 = x/318,15 => x = 5*318,15/280,15 = 5,678cm3.
Objem plynu se zvýší o 0678cm3. Plocha pístu je s = pí*d^2/4 = 4,91cm2. Posun pístu bude
h = 0,678cm3/4,91cm2 = 0,14cm = 1,4mm.
5: n(CH3COOH) = 0,6mol/dm3*0,2dm3 = 0,12mol; c = 0,12mol/1dm3 = 0,12mol/dm3. pH je možné počítat jen zjednodušeným, méně přesným vzorcem pH = 0,5*(pKa - log(ca)) kde pKa = -log(Ka) = 4,76
pH = 0,5*(4,76 - log(0,12)) = 2,84. Přesnější výpočet je přímo z Ka, kde vezmeme v úvahu i úbytek koncentrace nedisociované kyseliny disociací. To ale vede ke kvadratické rovnici:
Pro jednosytnou kyselinu platí, že c(H+) = c(A-), takže dostaneme:
Ka = 1,75*10^-5 = c(H+)^2/(ca - c(H+) => c(H+)^2 + 1,75*10^-5*c(H+) - 1,75*10^-5*0,12 = 0
x1 = 0,00144; x2 je záporné a nemá význam; pH = -log(0,00144) = 2,842. V tomto případě je chyba zjednodušeného vzorce zanedbatelná, ale roste s poklesem koncentrací.
6: n(H2SO4) = 0,5*0,5/98,078 = 0,00255mol; c(H+) = 2*c(H2SO4) = 0,0051mol/dm3
pH = -log(0,0051) = 2,29; pOH = Kw - pH = 14 - 2,29 = 11,71.
A příště prosím méně příkladů najednou, a větší pečlivost zadání (viz př. 1).