activitatea a5. introducerea unor module specifice de...
TRANSCRIPT
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: 7
Grupele: G1, G2, G3
Formator: AlinaMarietaSIMION
Noiembrie / 2015
2
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
RECAPITULARE
1) Sǎ se stabileascǎ poziţia în sistemul periodic a elementului cu Z= 26
Rezolvare:
Configuraţia electronicǎ a elementului este:
1s22s22p63s23p64s23d6
1s22s22p63s23p63d64s2
=> metal tranziţional (deoarece in curs de ocupare este substratul 3d)
=> perioada a 4-a (deoarece are 4 straturi electronice), grupa a 8-a (a 6-
a secundarǎ, deoarece are 8 electroni pe ultimul strat şi in substratul aflat
in curs de completare)
2) Arǎtaţi care din transformǎrile urmǎtoare sunt corecte:
Cl + 1e → Cl- A
He - 2e → He2+ A
H + 1e → H+ F
S + 2e → S2- A
Al - 3e → Al3- F
3
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
3) Arǎtaţi care din urmǎtoarele afirmaţii sunt greşite:
a) un atom al unui element din perioada a 3-a va ceda 3e- F
b) un atom al unui element din perioada a 4-a va avea 4 substraturi F
c) un atom al unui element din grupa a 6-a principalǎ şi perioada a 4-a, va
ceda 4 e- transformându-se într-un ion cu 4 sarcini poztive F
d) un atom al unui element din grupa a 6-a principalǎ va accepta 2e
transformqndu-se într-un ion cu 2 sarcini negative A
4) Precizaţi tipul de legǎturi chimice din urmǎtorii compuşi: amoniac, apǎ,
bromurǎ de potasiu, hidroxid de magneziu, oxid de calciu, acid fosforic,
etanol, sulfat de sodiu
Rezolvare:
NH3 , H2O– legǎturi covalente polare
KBr, Mg(OH)2, CaO, Na2SO4 – legǎturi ionice; legǎturi
covalente în ionul SO42-
H3PO4 – legǎturi covalente polare
CH3CH2OH – legǎturi covalente polare (C-O, O-H) şi
nepolare (C-C, C-H)
4
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
5) Egalaţi reacţia redox:
Cl2 + KOH + H2O2 → KCl + O2 + H2O
Rezolvare:
Cl0 + 1e → Cl-1
O-1 - 2e → O0
Cl2 + 2KOH + H2O2 → 2KCl + O2 + 2H2O
6) Scrieţi reacţiile de ionizare ale acidului fosforic.
Rezolvare:
H3PO4 + H2O H2PO4- + H3O
+
H2PO4 + H2O HPO42- + H3O
+
HPO4 + H2O PO43- + H3O
+
5
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
7) Pentru un amestec alcǎtuit din 440 L oxigen şi 220 L dioxid de
carbon (c.n.), sǎ se calculeze:
a) procentele molare, volumetrice şi masice
b) fracţiile molare, volumetrice şi masice
Rezolvare:
se calculeazǎ numǎrul de moli de gaze cu formula: n = V / 22,4
şi masa fiecǎrui gaz cu formula n = V / 22,4 = m / M;
se calculeazǎ numǎrul total de moli si masa totalǎ a amestecului
MO2 = 32; MCO2 = 44
=> nO2 = 19,64 moli; nCO2 = 9,82 moli; nt = 29,46 moli amestec
=> mO2 = 628,48g; mCO2 = 432,08g; mt = 1060,56 g amestec
6
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
Pentru gaze, procentele molare sunt egale cu procentele volumetrice
% O2 = % vol.O2 = 19,64/29,46 = 440/660 = 66,67% (molar)
% CO2 = % vol.CO2 = 9,82/29,46 = 220/660 = 33,33% (molar)
% O2 = 628,48/1060,56 = 59,25%; (masic)
% CO2 =432,08/1060,56 = 40,75% (masic)
Fracţia molarǎ/masicǎ/volumetricǎ (x) a unui component dintr-un
amestec se calculeazǎ ca raportul dintre numǎrul de moli/masa/volumul)
de component şi numǎrul total de moli/masa totalǎ/volumul total al
amestecului.
Au valori subunitare, iar suma fracţiilor componenţilor este egalǎ cu 1.
=> xO2 = 19,64/29,46 = 0,67 ; xCO2 = 0,33 (molar/vol.);
=> xO2 = 628,48/1060,56 = 0,59 ; xCO2 = 0,41 (masic)
7
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
8. Sǎ se calculeze ce cantitate de NaOH este necesarǎ pentru a
neutraliza 196g H2SO4
Rezolvare:
2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O
196g acid = 2 moli => 4 moli NaOH necesari => 160g NaOH
9. Sǎ se calculeze ce volum de H2O (vapori) se formeazǎ prin
combinarea a 80 g oxigen lichid cu cantitatea stoichiometricǎ de
hidrogen (amestecul de H2 si O2 este folosit drept combustibil in
motoarele rachetelor - naveta spatiala americana sau rachetele
europene de tip Ariane).
Rezolvare:
2H2 + O2 → 2 H2O
80g O2 = 2,5 moli => 2,5 x 22,4 L = 56 L
8
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
Soluţii
Soluţiile sunt sisteme monofazice, deci amestecuri omogene cu
compoziţie variabila, alcătuite din două sau mai multe substanţe, numite
componenţi, între care se exclud reacţiile chimice
Prin amestec omogen se
înţelege ca subtanţele ce
compun o soluţie nu sunt
perceptibile cu ochiul liber, sau
chiar cu microscopul, nici nu
sunt separabile prin mijloace
mecanice, ca filtrare,
centrifugare etc.
9
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
O soluţie este alcatuita din componenta care dizolvă şi care
este de obicei în cantitate mai mare, numita solvent (dizolvant)
şi componenta care se dizolvă, numită solvat (solut, dizolvat).
10
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
Clasificare
A. Din punct de vedere al stării lor fizice:
a. Gazoase: gaz în gaz: gazele sunt miscibile în orice proporţie
b. Lichide:
- gaz în lichid: CO2 în apa
- lichid în lichid: etanol în apa
- solid în lichid: sare sau zahăr în apa
c. Solide: compuse din două sau mai multe metale rezultând aliaje
11
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
B. După numărul componenţilor:
a. soluţii binare
b. soluţii ternare
c. soluţii multicomponente
C. După concentraţie:
a. soluţii diluate
b. soluţii concentrate
D. După proprietăţile termodinamice (în particular după forma
potenţialului chimic):
a. soluţii ideale (proprietăţile lor sunt dirijate de reguli simple şi
sunt independente de natura chimică a componenţilor, depind
însă de concentraţie)
b. soluţii reale (manifestă abateri de la comportarea ideală,
proprietăţile lor depind de natura componenţilor, de interacţiile
în soluţie între particulele substanţei dizolvate şi intensitatea
acestora).
12
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
Mărimi şi unităţi pentru exprimarea
concentraţiei soluţiilor
Concentraţia unei soluţii exprimă raportul dintre substanţa
dizolvată şi soluţie sau solvent.
Există numeroase moduri de exprimare/calcul a concentraţiei
soluţiilor, în funcţie de unităţile de măsură în care se exprimă cele
două componente (dizolvatul şi soluţia sau solventul)
Concentraţia procentuală
Concentraţia molară (molaritatea)
Concentraţia normală (normalitatea)
Concentraţia molală (molalitatea)
Fracţia molară
Titrul soluţiei
Factorul soluţiei
13
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
Concentraţia procentuală
Concentraţia procentuală de masă: reprezintă cantitatea de
substanţă dizolvată, exprimată în grame din 100 grame de soluţie.
Se foloseşte pentru lichide.
c%m = md
ms100
c %m - concentraţia procentuală de masă [%];
md = masa solutului [g];
ms = masa soluţiei [g] = md+msolv
msolv = masa solventului [g].
Concentraţia procentuală de volum: exprimă numărul de litri de
dizolvat din 100 mL de soluţie.
Se foloseşte pentru gaze.
c %v - concentraţia procentuală de volum [%];
Vd = volumul solutului [mL];
Vs = volumul soluţiei [mL] = Vd+Vsolv
Vsolv = volumul solventului [mL].
c%v = Vd
Vs100
14
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
Concentraţia molară (molaritatea)
Concentraţia molară reprezintă numărul de moli de
substanţă dizolvată într-un litru de soluţie.
m =md
Md Vs
m = concentraţia molară [mol/L];
md = masa solutului [g];
Md = masa molară a solutului [g].
Vs = volumul de soluţie [mL]
Exemplu:
1000 mL de soluţie în care este dizolvat 1 mol dintr-o substanţă
anume prezintă o concentraţie molară de 1M (se citeşte „unu molar”).
15
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
Concentraţia normală (normalitatea)
Concentraţia normală reprezintă numărul de
echivalenţi-gram de solut dintr-un litru de soluţie.
m = concentraţia molară [val/L];
md = masa solutului [g];
Egd = echivalentul-gram al solutului [g].
Vs = volumul de soluţie [mL]
Exemplu:
1000 mL de soluţie în care este dizolvat 1 echivalent-gram dintr-o
substanţă anume prezintă o concentraţie molară de 1N (se citeşte „unu
normal”).
n =md
Egd Vs
16
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
Obs. Calcularea valorii unui echivalent-gram (val) se realizează în
mod diferit, în funcţie de substanţa luată în discuţie:
element sau ion: E = A / valenţă
bază: E = M / nr. grupe OH
acid: E = M / nr. protoni cedati
sare: E = M / nr. cationi x sarcină cationi
17
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
Concentraţia molală (molalitatea)
Concentraţia molală este definită ca fiind moli de solut la 1000 grame
de solvent.
a =md 1000
Md msolv
a = concentraţia molală [mol/1000g];
md = masa solutului [g];
Md = masa molară a solutului [g].
msolv = masa de solvent [g]
18
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
Fracţia molară
Fracţia molară reprezintă numărul de moli ai unui compus
raportat la numărul total de moli din amestec
În cazul unei soluţii compusă din na moli de substanţă a, nb
moli din substanţa b, nc moli din substanţa c etc., se defineşte
fracţia molară a substanţei a: (xa)
Xa =na
na + nb + nc + ..... + nnsau
ni
ni
i = 1
nXi =
Suma fracţiilor molare ale tuturor componentelor soluţiilor = 1:
Xa+Xb+Xc+ …. + Xn =1
19
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
Titrul soluţiei
Titrul soluţiei reprezintă cantitatea de substanţă dizolvată,
exprimată în grame, într-un mililitru de soluţie:
T =md
Vs
T = titrul soluţiei [g/mL];
md = masa solutului [g];
Vs = volumul de soluţie [mL]
20
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1
Factorul soluţiei
Factorul soluţiei (F) este un factor de corecţie al concentraţiei unei
soluţii, şi este numărul care arată corespondenţa dintre un mL soluţie
aproximativ normală şi o soluţie exact normală.
Exemplu: pentru o soluţie exactă 0,1N de NaOH titrul teoretic este de
0.004. Pentru o soluţie aproximativ 0,1 N să presupunem că titrul real
este 0.004328. Factorul acestei soluţii va fi:
F = Treal/Tteoretic = 0,004328 / 0,0040 = 1,0820
Aceasta înseamnă ca la 1mL din soluţia noastră corespund 1.082 mL
din soluţia exact 0.1N.
o Aplicatii
o Discutii
21
PO
SDR
U/1
56
/1.2
/G/1
38
82
1