caiet probleme chimie

7/31/2019 caiet probleme chimie

1/54

CAIET DE PROBLEMELA

CHIMIE

Al studentului..............................................

Grupa.............................................


2/54

AN COLAR 2005-2006

1. CALCULE CU MRIMI I UNITI IMPORTANTE N CHIMIE

Executarea corect a calculelor n cadrul diverselor operaii de laborator si aplicaiide chimie, presupune cunoaterea principalelor noiuni care stau la baza evaluriicantitative a transformrilor fizico-chimice. Aceste noiuni vor fi prezentate mai jos:

substan chimic, element chimic, compus chimic; mas atomic; atom-gram; kiloatom-gram; mas molecular; molecul-gram; milimol, kilomol; mas echivalent sau echivalent-gram; calcul de numr de moli sau atom-gram cunoscnd masa substanei; raportul de mas; compoziia procentual.

SUBSTAN CHIMIC, ELEMENT CHIMIC, COMPUS CHIMIC

Substana chimic este definit ca fiind un tip omogen de materie, cu o compoziiechimic bine definit.

Substanele chimice pot fi submprite n dou categorii: substane elementare(elemente chimice) i substane compuse (compui chimici).

Elementul chimic poate fi definit ca fiind tipul de materie care const din atomi deacelai fel (adic din atomi ale cror nuclee au toate aceeai sarcin electric).

Elementele sunt reprezentate printr-un simbol, compus dintr-o liter sau dou, deexemplu, simbolul hidrogenului este H, al oxigenului O, al clorului Cl etc. Simbolurile

tuturor elementelor chimice sunt trecute n sistemul periodic al lui Mendeleev.Elementele chimice pot fi formate din unul sau mai muli atomi. Astfel gazele rare(argonul, neonul etc.) sunt elemente monoatomice, notndu-se cu Ar, Ne etc. n timp cemajoritatea gazelor obinuite (oxigenul, clorul, azotul etc.) sunt biatomice, notndu-se cuO2, H2, Cl2, N2 etc. Exist i elemente poliatomice, ca de exemplu fosforul, P4, sulful, S8etc.

Gradul de asociere al atomilor ntr-un element poate s varieze n funcie decondiiile n care se afl elementul respectiv. De exemplu, n intervalul de temperatur 20 10000C, sulful octoatomic S8 trece succesiv, pe msura creterii temperaturii, n S6, S4 iS2. De aceea, trebuie reinut faptul c denumirea de element biatomic, triatomic, tetratomicetc. se refer la starea elementului respectiv n condiii obinuite de temperatur i

presiune.Compusul chimic poate fi definit ca fiind substana rezultat prin combinarea, nanumite proporii, a dou sau mai multe elemente chimice. Compusul chimic rezultat areproprieti diferite de ale elementelor care l compun.

Orice compus chimic se reprezint printr-o formul chimic, care indic numrul deatomi ai diferitelor elemente care intr n compoziia sa. De exemplu, formula aciduluiazotic HNO3, a oxidului de magneziu MgO, a clorurii de zinc ZnCl2 etc.


3/54

Moleculele chimice rezult prin unirea (n anumite condiii i dup anumite reguli)a doi sau mai muli atomi. Atomii pot fi de acelai fel sau diferii. n primul caz se obinmolecule de substane elementare, ca de exemplu Cl2, O2, P4 etc, n timp ce n al doilea cazse obin molecule de substane compuse cum sunt MgO, ZnCl2, SO2, H2O etc.

MAS ATOMIC, ATOM-GRAM, KILOATOM-GRAMMasa atomic este o mrime relativ care arat de cte ori atomul unui element

este mai mare dect unitatea atomic de mas (u.a.m). Drept unitate atomic de mas s-aales daltonul, care reprezint a dousprezecea parte din masa atomului de carbon. Rezultc masa atomic este un numr fr dimensiuni. De exemplu, masa atomic a hidrogenuluieste 1,008, a oxigenului 16, a clorului 35,453 etc. Masele atomice se noteaz cu litera Aurmat de indicele care indic substana.

Exemple:AH = 1,AC = 12, AFe = 56

Atomul-gram (atom-g) este o mrime dimensional ce reprezint cantitatea n

grame dintr-un element, numeric egal cu masa lui atomic. Se calculeaz exprimnd masaatomic n g.Exemple:

1 atom-g O = 16g, 1 atom-g Al = 27gKiloatom-gram (katom-g) este o mrime derivat: 1 Katom-g = 103 atom-g, i se

definete ca mrime dimensional ce reprezint cantitatea n kg dintr-un element, numericegal cu masa lui atomic. Se calculeaz exprimnd masa atomic n kg.

Exemple:1 katom-g Cu = 64 kg, 1 katom-g C = 12 Kg

MAS MOLECULAR, MOLECUL-GRAM, MILIMOL, KILOMOL

Masa molecular, M, este o mrime relativ ce arat de cte ori molecula unuielement poliatomic sau molecula unei combinaii este mai mare dect u.m.a.

Masa molecular reprezint suma maselor atomice ale elementelor componente(innd cont de coeficienii stoechiometrici). n calcule masele moleculare se rotunjesc.

Exemple:MHCl = 1 + 35,5 = 36,5 MNaOH = 23 + 16 + 1 = 40

Molecula-gram, mol, este cantitatea n grame dintr-o substan numeric egal cumasa molecular a substanei.

Molul reprezint cantitatea n grame dintr-o substan egal cu suma maselorabsolute a N particule, reprezentate printr-o formul chimic.

Se calculeaz exprimnd masa molecular n g.Termenul de mol se aplic la:- substane cu formule moleculare cunoscute: H2O, HCl etc.;- substane ce nu formeaz molecule: NaCl, CaCl2 etc.;- la atomii liberi: H, Cl etc.;- la ioni: Na+, Cl- etc.;- la particule subatomice: e-.Exemple:


4/54

1 mol O2 = 32 g, 1 mol CaO = 56gMilimol, mmol, este o mrime derivat:

1 mmol = 10-3 moli reprezint cantitatea n mg dintr-o substan, numeric egal cu masa ei molecular. Secalculeaz exprimnd masa molecular n mg.

Exemple:1 mmol F2 = 38 mg, 1 mmol H3PO4 = 98 mgKilomol, kmol, este o mrime derivat:

1 kmol = 103 moli reprezint cantitatea n kg dintr-o substan, numeric egal cu masa ei molecular. Secalculeaz exprimnd masa molecular n kg.

Exemple:1 kmol Cl2 = 71 kg, 1 kmol HNO3 = 63 kg

MAS ECHIVALENT SAU ECHIVALENT-GRAM

Echivalent chimic (gram) al unui element, este acea cantitate, exprimat n grame,din acest element care se combin cu 1 g de hidrogen sau 8 g oxigen.

n sensul teoriei atomice, echivalenii chimici reprezint mase relative ale atomilorcare se combin, raportate la masa atomului de hidrogen (cel mai uor atom).

Echivalentul gram:- la elemente se calculeaz prin mprirea masei atomice la valen.- la sruri se calculeaz mprind masa molecular la produsul dintre valena

metalului i numrul atomilor de metal;- la oxizi se obine mprind masa molecular a oxidului la produsul dintre

numrul atomilor de metal sau nemetal i valena acestuia;

-la acizi i baze

, se calculeaz mprind masa molecular la numrul atomilorde hidrogen care se pot nlocui prin metale, respectiv numrul grupriloroxidril, (OH).

Exemple:

CaE=

4020

2 2

CaA = =g/echivalent

CaOE =56

281 2 2

CaOM

x= = g/echivalent

2 4

2 4

9849

2 2H SO

H SO

ME = = = g/echivalent

4040

1 1NaOHNaOH

ME = = = g/echivalent

( )

( ) 23 4

3 4 2

31051,7

2 3 6

Ca PO

C a PO

ME

x= = = g/echivalent

CALCUL DE NUMR DE MOLI SAU DE ATOM-GRAM CUNOSCNDMASA SUBSTANEI


5/54

Numr de moli: se calculeaz mprind masa substanei, exprimat n grame, lamasa ei molar.

Numr de atomi-gram, se calculeaz mprind masa substanei elementareexprimat n grame la masa atomic a elementului.

RAPORTUL DE MAS

reprezint raportul cantitativ al elementelor care compun unitatea de structur asubstanei chimice compuse.

COMPOZIIA PROCENTUAL

A calcula compoziia procentual a unei substane compuse nseamn a calcula %n care sunt coninute elementele respective n unitatea de structur.

PROBLEME REZOLVATE:

Problema nr.1Ci atom-g reprezint: 60 g C; 0,4 katom-g N?60 g C = 60 : 12 = 5 atom-g C0,4 katom-g N = 0,4 103 = 400 atom-g N

Problema nr.2

Cte grame reprezint: 8 mol H2

; 500 mmol CaO; 0,02 kmol H2

SO4

?8 mol H2 = 8 2 = 16 g H2500 mmol CaO = 500 55 10-3 = 27,5 g CaO0,02 kmol H2SO4 = 0,02 103 98 = 196 g H2SO4Problema nr.3Ci moli reprezint: 4 g CuSO4; 300 mmol KOH; 0,4 kmol HNO3?4 g CuSO4 = 4 : 160 = 0,025 mol CuSO4300 mmol KOH = 300 10-3 = 0,3 mol KOH0,4 kmol HNO3 = 0,4 103 = 400 mol HNO3

Problema nr.4S se calculeze masa molar pentru: H2O, CaCO3?

2H OM = (1 2) + 16 = 18 g H2O

3CaCOM = 40 + 12 + (3 16) =100 g CaCO3

Problema nr. 5S se calculeze raportul de mas al apei.

2H OM = (2 1) + 16 = 18


6/54

H : O = 2 : 16 = 1 : 8

Problema nr. 6S se calculeze raportul de mas pentru CaCO3.

3CaCOM = 40 + 12 + (3 16) = 100

Ca : C : O = 40 : 12 : 48 = 10 : 3 : 12

Problema nr. 7S se calculeze compoziia procentual a apei.

2H OM = (2 1) + 16 = 1818 g H2O ............................ 2 g H100 g H2O ............................ xx = 11,11% Hy = 100 x = 100 11,11 = 88,89 % O

Problema nr.8S se calculeze masa de sulf existent n 680 g de CaSO4 anhidru.

4CaSOM = 40 + 32 + (16 4) = 136136 g CaSO4 ..................................... 32 g S680 g CaSO4 ..................................... xx = 160 g S

Problema nr.9Determinai formula unei substane care conine : 43,39% Na, 11,32% C i 45,28%

O.NaxCyOz

x = 43,39 : 23 = 1,89 atom-g Na 1,89 : 0,94 = 2,01y = 11,32 : 12 = 0,94 atom-g C 0,94 : 0,94 = 1z = 45,28 : 16 = 2,83 atom-g O 2,83 : 0,94 = 3,01x : y : z = 2 : 1 : 3NaxCyOz = Na2CO3

PROBLEME PROPUSE:

1. Cte grame reprezint:10 atom-g Ca; 5 atom-g Al; 2 atom-g S; 0,5 katom-g O; 0,2 katom-g C; 0,1 katom-g Fe?


7/54

2. Ci atom-g reprezint:70 g N; 80 g O; 3,55 g Cl; 0,5 katom-g Cu; 0,4 katom-g Ag; 0,3 katom-g Au?

3. Ci katom-g reprezint:200 g H; 420 g O; 660 g N; 50 atom-g Zn; 40 atom-g Cd; 30 atom-g Hg?

4. Ci mol reprezint:6,2 g C2H2; 30 mmol Fe2O3; 0,6 kmol CO2?

5. Cte kg reprezint:


8/54

0,4 kmol Ca(OH)2; 5 kmol CaCO3; 0,06 kmol HNO3?

6. Ci kmol reprezint:1,2 kg FeS2; 3,4 kg Fe2O3; 0,23 kg C2H5OH?

7. Calculai masa molar pentru:Ca3(PO4)2; Na2S; CaCl2; AlCl3; Na3PO4; NH4H2PO4; Al2(SO4)3?

8. Calculai echivalentul-gram pentru:Na; Al; SO2; Al2O3; HCl; H3PO4; Ca(OH)2; Al(OH)3; CuSO4; Al2(SO4)3; HNO3;

KOH; Ba(OH)2; Fe(OH)3; MgO; Fe2O3.


9/54

9. S se calculeze raportul de mas al elementelor care compun CaCO3.

10. S se calculeze raportul de mas al elementelor care compun CaO.

11. S se calculeze raportul de mas al elementelor care compun Al2(SO4)3.


10/54

12. S se calculeze compoziia procentual a Ca3(PO4)2.

13. S se calculeze compoziia procentual a Na2SO4.

14.S se calculeze compoziia procentual a Al2(SO4)3.


11/54

15. S se afle compoziia procentual a unui aliaj format din 140 g argint i 260 gaur.

16. La analiza a 2 g aliaj Cu-Au-Ag s-a gsit 0,4Au; 1,2 gCu i 0,02 g impuriti.Determinai compoziia procentual a aliajului.

17. Determinai masa fierului existent n 111,2 kg calaican (FeSO4 7 H2O).


12/54

18. Determinai masa fosfatului monoacid de amoniu n care se gsesc 4,5 kghidrogen.


13/54

19. Aflai formula substanei care conine: 28,67 % K; 1,47 % H i 22,8 % P.

20. S se afle formula substanei al crui raport de mas este: H : S : O = 1 : 16 : 24.

21. Determinai formula chimic a substanei al crui raport de mas este:Ca : H : P : O = 20 : 2 : 31 : 64


14/54

22. Determinai formulele combinaiilor cu compoziia procentual:a). 43,09% K; 39,21 % Cl; 17,7 % Ob). 36,67 % K; 33,33%; 30 % Oc). 31,8 % K; 28,9 % Cl; 39,3 % Od). 28 % K; 25,7 % Cl; 46,3 % O

23. Determinai formulele substanelor n care raportul de mas al elementelorcomponente este:a). Ca : S : O = 5 : 4 : 6b). Ca : S : O = 5 : 4 : 8c). Ca : P : O = 60 : 31 : 48d). Ca : P : O = 60 : 31 : 64e). Ca : H : P : O = 40 : 1 : 31 : 64


15/54

2. CONFIGURAIA ELECTRONIC A ATOMILOR

Mrimile caracteristice nucleului sunt: Z: numr de ordine, numr atomic, numr de protoni ( = numrul de electroni); A: numr de mas, mas atomic, sum de nucleoni;

N = A Z : numr de neutroni: N Z : numr izotopic.izotopi = acelasi Zizobari = acelai Aizotoni = acelai N

REGULI DE OCUPARE CU ELECTRONI A ORBITALILOR ATOMICI

a). Ocuparea cu electroni se face n ordinea creterii energiei;b). Principiul excluziunii lui PauliConform acestui principiu, ntr-un atom nu pot exista doi sau mai muli electroni

care s aib toate cele patru numere cuantice (n, l, m, ms) identice. Toi electronii unui atomtrebuie s difere ntre ei cel puin prin unul din cele patru numere cuantice.

c). Regula lui Hund electronii se repartizeaz n numrul maxim de orbitali deacelai fel care le st la dispoziie. Cu alte cuvinte, mai nti se ocup pe rnd fiecareorbital cu cte un electron i numai dup aceea cu cel de-al doilea.

SUCCESIUNEA DE OCUPARE A NIVELELOR I SUBNIVELELORENERGETICE CU ELECTRONI

a). Regula sumei n + lConform acestei reguli valoarea cresctoare a pturilor i nivelelor energetice este

dat de valoarea cresctoare a sumei n + l. Dac dou sau mai multe nivele au aceeaivaloare a sumei n + l, nivelele corespunztoare numrului cuantic n cel mai mic are energiamai mic.

b). Tabla de ah Goldanski

1s

2s

2p 3s

3p 4s

3d 4p 5s4d 5p 6s

4f 5d 6p 7s

5f 6d 7p 8s

c). Cu ajutorul sistemului periodic.


16/54

Orbitalii de tip:s = 2 e-; p = 6 e-; d = 10e-; f = 14 e-;

I-

A

II-

A

III-

A

IV-

A

V-

A

VI-

A

VII-

A

VIII-

As1 s2 III-B

IV-B

V-B

VI-B

VII-B

VIII-B I-B

II-B

p1 p2 p3 p4 p5 p6

d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10

Exemple:Pentru Z = 11 s se scrie configuraia electronic.Z = 11 1s2 2s2 2p6 3s1

Numrul din faa ultimului orbital de tip s ne d numrul perioadei, iar ultimulorbital ne d numrul grupei.

n cazul Z = 11 avem perioada a 3-a, grupa I-A.

PARTICULE EMISE DIN NUCLEE RADIOACTIVE

Partea central a atomului n care este acumulat aproape toat masa atomului aredimensiuni de ordinul a 10-15 m n comparaie cu dimensiunile atomilor care sunt de ordinulde mrime a 10-10m.

n nucleu exist protoni particule cu sarcin electric pozitiv i neutroni particule neutre.

Un nucleu (sau denumit mai general nuclid) oarecare este exprimat simbolic subformaA

Z X , n care s-a notat cu X simbolul atomului din care face parte nucleul respectiv; cu Z s-anotat numrul de protoni sau numrul de sarcini electrice elementare a nucleului, iar cu As-a notat numrul de nucleoni sau masa aproximativ a nucleului exprimat n unitiatomice de mas. Numrul de neutroni se obine scznd din numrul de nucleoni, numrulde protoni. Deci numrul de neutroni este A Z.

Doi nuclizi X i Y sunt izotopi dac au acelai numr de protoni sau altfel spusdac atomii corespunztori ocup acelai loc n sistemul periodic al elementelor. Acetinuclizi izotopi se exprim simbolic: AZ X ;

A

ZY .

Doi nuclizi X i Y sunt izobari dac au acelai numr de nucleoni sau daca atomiiau aceeai mas. Aceti nuclizi izobari se exprim simbolic sub forma: AZ X ;

A

ZY .

Doi nuclizi X i Y sunt izotoni dac au acelai numr de neutroni. Aceti nucliziizotoni se exprim simbolic sub forma: AZ X ;A

ZY , cu condiia: A Z = A - Z .

Configuraia unui nuclid instabil se modific prin dezintegrare, conducnd la o altconfiguraie care poate fi stabil, sau de asemenea instabil.

n funcie de particula emis din nucleu, exist diferite tipuri de dezintegrri:a). Dezintegrarea


17/54

Procesul n care un nucleu de mas A i sarcin Z emite n mod spontan particule ( 42He sau

4

2 ) cu eliberarea unei cantiti de energie sub forma energiei cinetice aparticulelor , se numete dezintegrare .

Schematic procesul de dezintegrare se reprezint astfel:A

Z X 4

2+4

2

A

Z Y

n urma dezintegrrii se obine un nou nucleu al unui atom situat n sistemulperiodic cu dou csue mai la stnga.

b). Dezintegrarea

Nucleele radioactive sunt cele mai numeroase. Acest tip de dezintegrare aparenatural la nucleele cu Z 81.

Dezintegrarea radioactiv :

A

Z X 0

1 + 1A

Z Y+

PROBLEME REZOLVATE

Problema nr.1

Se d nuclidul 13756X . S se scrie mrimile caracteristice nucleului, valori,semnificaii. S se scrie cte 2 izotopi, 2 izobari i 2 izotoni.

Z = 56 numr de ordine, numr de protoni, numr atomic;

A = 137 numr de mas, mas atomic,0p n+ + ;

A Z = 81 numr de n0;N Z = 25 numr izotopic.izotopi Z = 56 137 138 13956 56 56X Y Z

izobari A = 137 137 137 13756 55 57X Y Z

izotoni N = 81 137 138 13956 57 58X Y Z

Problema nr.2

Grupai urmtorii nuclizi pe specii caracteristice:17 8 16 17 6

8 5 8 7 3O B O N Li

Izotopi:17

8O 16

8O Izobari: 178O

17

7 N

Izotoni: 85 B 6

3 Li

Problema nr.3


18/54

S se scrie configuraia nveliului electronic a nucleului obinut din 23892Uprinemiterea a 6 particule i 4 particule . Precizai grupa, perioada i principalele proprietiale noului element format.

238

92U 64

2 + 40

1 +214

84X

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p4

perioada a 6-a grupa VI-A, metal

PROBLEME PROPUSE

1. S se stabileasc poziia n sistemul periodic i caracterul chimic al elementelorcu Z: 12, 16, 24, 26, 29, 32, 36, 47, 64, 83.

2. S se scrie configuraia elementului E1 din perioada a 5-a, grupa V-A i aelementului E2 din perioada a 4-a, grupa V-A.

S se stabileasc caracterul chimic al elementelor respective.Care este valoarea Z1 i Z2 pentru cele dou elemente?tiind c A1 = 122 i A2 = 75 s se calculeze mrimile caracteristice nucleelor

respective i s se scrie un izotop pentru E1 i un izobar pentru E2.


19/54

3. O specie atomic are Z = 16 i A = 32.Ci e-, p+, n0 are specia i cum poate fi redat simbolic?Scriei cte un izotop, izoton i izobar al speciei. Precizai poziia n sistemul

periodic i caracterul chimic al elementului.

4. Se d urmtoarea serie de nuclizi:50 38 40 42 36 50

23 18 20 20 16 22V Ar Ca Ca S Ti

S se grupeze nuclizii pe baza relaiei dintre A, Z, N.


20/54

5. Se d izotopul cu urmtoarea compoziie a nucleului: 15 p+

i 16 n0

. Scrieiconfiguraia electronic a elementului, mrimile caracteristice nuclidului, poziia nsistemul periodic, un izotop, un izobar i un izoton posibil. Elementul formeaz un acid cucompoziia procentual: H - 3,06%, X 31,63%. Care este formula acidului i ce stare deoxidare are X?Mase atomice: H 1, O 16.

6. Elementul X din perioada a 3-a, grupa VI-A are n nucleu i 16 n0. Scrieiconfiguraia electronic a elementului, mrimile caracteristice nuclidului, un izotop, unizobar i un izoton posibil. Elementul formeaz un acid n care starea lui de oxidare este

4+. Care este formula acidului i compoziia lui procentual?Mase atomice: H 1, O 16.


21/54

7. S se scrie configuraia nveliului electronic a nucleului obinut din 23892U prinemiterea a 7 particule i 5 particule . Precizai grupa, perioada i principalele proprietiale noului element format.

8. S se scrie configuraia nveliului electronic a nucleului obinut din 23892U prinemiterea a 7 particule i 6 particule . Precizai grupa, perioada i principalele proprietiale noului element format.

9. S se scrie configuraia nveliului electronic a nucleului obinut din 23290Th prinemiterea a 5 particule i 4 particule . Precizai grupa, perioada i principalele proprietiale noului element format.


22/54



3. PROPRIETI FIZICE I CHIMICE ALE ELEMENTELOR

Proprieti fizice i modul de variaie corelat cu poziia elementelor n sistemulperiodic.

1. Volumul atomicVolumul atomic este definit prin relaia:


23/54

=

3. m

kg

densitate

atomicamasaVat

este o funcie periodic de numrul atomic. Volumele atomice cele mai mari le au metalelealcaline, iar cele mai mici, metalele tranziionale.

crete VI B crete VIII A

scad

2. Razele atomiceO periodicitate analog prezint i razele atomice. Cele mai mari raze atomice

prezint metalele alcaline, iar cele mai mici, metalele tranziionale.Raza atomic (ra):crete VI B crete VIII A

crete

3. Razele ioniceRazele ionice variaz la fel ca i razele atomice. Cu ct sarcina pozitiv a ionilor

pozitivi este mai mare cu att raza este mai mic.Razele ionilor negativi sunt mai mari dect razele atomilor. Cu ct sarcina negativ

a ionilor negativi este mai mare, raza ionilor este mai mare.

crete VI B crete VIII A

crete

4. Energia de ionizareUna dintre cele mai importante mrimi fizice ale atomilor este energia de ionizare.

Prin energie de ionizare se nelege energia cheltuit pentru smulgerea unui electron dintr-un atom. Ea se exprim de obicei n electroni voli (eV). Cele mai mici energii de ionizarele au metalele alcaline, deoarece ele pot pierde cel mai uor electronul de pe ultimul strat.Energia de ionizare crete paralel i cu creterea numrului atomic Z pentru elementele dinaceeai perioad. Aceasta se explic prin creterea puterii de atracie a electronilor de ctrenucleu.

Ei crete

crete5. Afinitatea pentru electroniPrin afinitate pentru electroni se nelege energia eliberat la alipirea unui electron

la un atom, cu formarea unui ion negativ.


24/54

Faptul c atomul neutru poate s accepte electroni, arat c nucleul nu are cmpulelectric complet saturat i tinde spre o saturare formnd ioni negativi prin acceptare deelectroni. Stabilitatea ionului negativ astfel format este mult mai mare dect a atomuluineutru. Aa se explic de ce ionul de fluor F - este mai stabil ca atomul de fluor, iar anionulOH- este mai stabil dect radicalul OH.

Afinitatea variaz invers cu energia de ionizare:

Proprieti chimice i modul de variaie corelat cu poziia elementelor n sistemulperiodic.

1. Starea de oxidareO proprietate periodic este i starea de oxidare (numr de oxidare, treapt de

oxidare).Se nelege prin stare de oxidare o sarcin electric formal, pozitiv sau negativ

ce se atribuie unui element n combinaiile sale. Se atribuie sarcin pozitiv sau negativ nfuncie de caracterul electropozitiv sau electronegativ al partenerului.Ca regul, putem spune c n combinaiile cu elemente mai electronegative dect

ele, strile de oxidare maxime ale elementelor din grupele principale, sunt pozitive egale cunumrul grupei din sistemul periodic. n combinaiile lor cu elemente mai electropozitivedect ele, strile de oxidare sunt negative i egale cu 8 - numrul grupei n care se gseteelementul.

Starea de oxidare reprezint numai ntmpltor sarcina ionului real (de exemplu nNa2S, Na2O, NaCl etc.). Metalele de regul au numr de oxidare pozitiv, iar nemetalele aunumr de oxidare i pozitiv i negativ.

Valena elementelor ntr-o perioad crete de la stnga spre dreapta.

2. Electronegativitatea. Electropozitivitate.Fiecare perioad se termin cu un gaz rar, formnd mpreun grupa a VIII-a A.

Aceste elemente se caracterizeaz printr-o mare inerie chimic, explicat printr-o structurelectronic stabil. Dup gazele rare urmeaz metalele alcaline care formeaz grupa IA ise caracterizeaz toate prin uurina de a pierde electronul s, transformndu-se ntr-un ionpozitiv.

Elementele care prezint o tendin accentuat de a primi electroni se numescelectronegative, iar cele care pierd uor electronii periferici, se numesc electropozitive.

Caracterul electronegativ crete de la stnga spre dreapta n rndurile orizontale alesistemului periodic, iar caracterul electropozitiv se atenueaz. De asemenea se constat o

scdere a caracterului electronegativ n grupe, de sus n jos. Aceasta nseamn c cele maielectropozitive elemente se gsesc n stnga jos a sistemului periodic, iar cele maielectronegative n dreapta sus. n grupele din mijlocul sistemului periodic se gsescelementele care nu au un caracter electropozitiv sau electronegativ pronunat, ele suntpractic neutre.

3. Caracterul acido-bazic

crete

crete


25/54

Exist un paralelism ntre electronegativitate i caracterul acid sau bazic.Elementele electropozitive (sau cu electronegativitate mic) formeaz oxizi cu caracterbazic, iar elementele electronegative (sau cu electronegativitate mare) formeaz oxizi cucaracter acid.

Caracterul acid crete n grup de jos n sus, iar n perioad crete de la stnga la

dreapta. Cel mai puternic caracter acid se ntlnete la elementele situate n colul dindreapta, sus a sistemului periodic.Caracterul bazic crete n grup de sus n jos, iar n perioad crete de la dreapta

spre stnga. Elementele aflate n colul din stnga, jos al sistemului periodic au caracterulbazic cel mai pronunat.

Elementele din grupele secundare nu se supun regulilor de mai sus. Majoritateaelementelor din grupele secundare (tranziionale) apar n mai multe stri de oxidare.

4. Punctele de topire i de fierbereDesfacerea reelei cristaline prin topire depinde de forele de legtur dintre

particulele constituente. Aceste fore depind de caracteristicile particulelor (volum, sarcin

electric, nveli electronic, etc.).Elementele cu volum atomic mic i valen mare formeaz cristale n care forele delegtur sunt foarte mari.

Punctele de topire sunt funcie de numrul atomic, Z. n grupele principale, I IV,temperaturile de topire scad cu creterea numrului atomic, pe cnd n grupele IV VIIIprincipale i n grupele secundare cresc cu numrul atomic. n perioad, temperatura detopire a elementelor crete pn la grupa a IV-a, apoi, scade. n acelai mod se comport itemperatura de fierbere.

PROBLEME REZOLVATE

Problema nr.1Ordonai urmtoarele elemente n sensul creterii electronegativitii lor:

SPOClF 16158179

Se scrie configuraia electronic a elemenetelor i se poziioneaz n sistemulperiodic.

O : 1s2 2s2 2p4 perioada a 2-a, gr. VIAF : 1s2 2s2 2p5 perioada a 2-a, gr. VIIAS : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 perioada a 3-a, gr. VIAP : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 perioada a 3-a, gr. VA

Cl : 1s2

2s2

2p6

3s2

3p5

perioada a 3-a, gr. VIIAinnd cont de variaia electronegativitii elementelor n grupe i perioade, seordoneaz elementele n sensul creterii electronegativitii:

VA VIA VIIA

2 O F

grper.


26/54

3 P S Cl

P < S < Cl < O < F

Problema nr. 2

Care din elementele urmtoare are energia de ionizare mai mare?AlCaKNa 13201911

Se scrie configuraia electronic a elemenetelor i se poziioneaz n sistemulperiodic.

Na : 1s2 2s2 2p6 3s1 perioada a 3-a, gr.IAAl : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 perioada a 3-a, gr. IIIAK : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 perioada a 4-a, gr.IACa: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 perioada a 4-a, gr. IIA

innd cont de variaia energiei de ionizare elementelor n grupe i perioade, seordoneaz elementele n sensul creterii energiei de ionizare:

IA IIA IIIA

3 Na Al

4 K CaAl < Ca < Na < K

Problema 3.Care dintre metalele Zr (Z=40), V (Z=23) i Ir (Z=77) va avea duritatea mai mare?

(Toate metalele cristalizeaz n reea compact.)

Se scrie configuraia electronic a metalelor i se stabilete numrul de electroni depe ultimul strat cu care metalul particip la formarea legturii metalice:

Zr Z=40 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d2 4e-

V Z=23 1s22s22p63s23p64s23d3 5e-

Ir Z=77 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d7 9e-

Se ocup cu electroni banda de valen pentru a stabili care este gradul de ocuparecu electroni a acesteia.

grper.


27/54

Duritatea cea mai mare o are V, deoarece el are cel mai mare grad de ocupare cuelectroni a benzii de valen. Urmeaz apoi Zr i Ir.

PROBLEME PROPUSE

1. S se discute comparativ proprietile metalelor: Ti Z = 22; Cr Z = 24; Mo = 42;Mn Z = 25; W Z = 74; Rb Z = 37; Nb Z = 41.

Cu excepia Rb care cristalizeaz n reea afnat, restul metalelor cristalizeaz nreea compact.

2. Care din elementele urmtoare are caracterul cel mai metalic?AlCaKNa 13201911


28/54

3. Care dintre urmtoarele elemente are raza cea mai mic?K19 Ca20 Mg12 Al13


29/54

5. Aranjai elementele de mai jos n ordinea creterii energiei de ionizare:NeFRbCaMgNaCl 1093720121117

6. Se dau elementele chimice A cu numrul atomic Z = 11 i B cu Z = 17. Se cere:a) valena metalelor date;b) poziia n sistemul periodic.


30/54

7. Ordonai n sensul creterii temperaturilor de topire urmtoarele metale: Ti Z=22; Mo Z = 42; Ag Z = 47. Scriei configuraiile electronice i poziiile n sistemulperiodic al elementelor.

4. CONCENTRAIA SOLUIILOR

Concentraia unei soluii exprim raportul dintre substana dizolvat i soluie sausolvent. Exist numeroase moduri de exprimare a concentraiei soluiilor, n funcie deunitile de msur n care se exprim cele dou componente (dizolvatul i soluia sausolventul).

1. Concentraia procentual1.1. Concentraia procentual de mas: reprezint cantitatea de substan

dizolvat, exprimat n grame din 100 g de soluie.

100% =s

d

mm

mc ,

ms = md + msolv.unde: c%m concentraia procentual de mas[%] ;

md masa soluie [g];


31/54

ms masa soluiei [g];msolv. masa solventului [g].

1.2. Concentraia procentual de volum: exprim numrul de litri de dizolvat din100 l de soluie.

100% =s

dv

V

Vc , Vs = Vd + Vsolv.

unde: c%v concentraia procentual de mas[%] ;Vd volumul soluiei [l];Vs volumul soluiei [l];Vsolv. volumul solventului [l].

Acest mod de exprimare a concentraiei se aplic atunci cnd componentele soluieisunt gaze.

1.3. Concentraia procentual volumetric: reprezint grame de solut la 100 mlsoluie.

2. Concentraia molar (molaritatea)- reprezint numrul de moli de substan dizolvat ntr-un litru de soluie.

[ ]lmolVM

mm

Sd

d /

=

unde: m concentraia molar [mol/l];Md masa molar a solvatului [g].

3. Concentraia normal (normalitatea)- reprezint numrul de echivaleni-gram de solut dintr-un litru de soluie.

[ ]lechivVE

mn

Sd

d /

=

unde: n concentraia normal, [val/l];Ed echivalentul gram al solutului, [g];

VS volumul soluiei [l].4. Concentraia molal (molalitatea)- este definit ca fiind moli de solut la 1000 g de solvent.

[ ]gsolventmolimM

ma

solvd

d 1000/1000

=

unde: a concentraia molal, [moli/1000 g solvent];Md masa molar a solutului, [g];m2 masa solutului, [g].

5.Fracia molarConsidernd o soluie binar ce conine n1 mol solvent i n2 mol substan

dizolvat, atunci fraciile molare x1 (a solventului) i x2 ( a substanei dizolvate) sunt:

21

11

nn

nx

+=

21

22

nn

nx

+=

unde: x1 + x2 = 1.6.Titrul soluiei- reprezint cantitatea de substan dizolvat, exprimat n grame, ntr-un mililitru

de soluie.


32/54

[ ]mlgV

mT

S

d /=

unde: T titrul soluie, [g/ml];md masa de substan , [g];VS volumul soluiei, [ml].

Alte relaii utilizate n calcule de concentraii:

c m n T

c -1000

100

=

Mmc

1000

100

=

Enc

100= Tc

m100

1000

=M

cm

-M

Enm =

MTm

1000=

n100

1000

=E

cn

E

Mmn = -

ETn

1000=

T =100

cT

1000

MmT =

1000

EnT = -

PROBLEME REZOLVATE:

Problema nr.1:Reacioneaz 200 g soluie NaOH 20% cu 200 g soluie HCl 18,25%. S se arate

dac reacia este total.

NaOH + HCl = NaCl + H2OMNaOH = 23 + 16 + 1 = 40MHCl = 1 + 35,5 = 36,5

Pentru NaOH: 40100

20020

100100 =

=

== sNaOH

s

d mcmm

mc g NaOH

Pentru HCl: 5,36100

20025,18=

=HCLm g HCl

40 g NaOH 36,5 g HCl

36,5 36,5 = 0Rezult c reacia este total.

Problema nr.2Se d 100 g soluie x% H2SO4, care dizolv 13 g zinc. Se cere x.

H2SO4 + Zn ZnSO4 + H2


33/54


34/54

( )

( )

( ) ( )( )

( )mlgV

mT

gsolventmolmmM

ma

lvalVE

mn

lcmVVV

lmolVM

mm

m

mc

s

d

ds

d

S

d

S

S

d

s

d

/32,01300

25,420

1000/83,325,4205,153798

100025,4201000

/59,63,149

25,4203,11300500800

/29,33,198

25,420

%33,271005,1537

25,420100

3

21

===

=

=

=

=

=

=

==+=+=

=

=

=

===

Problema nr.4

Se amestec:- 1,2 kg soluie H2SO4 4,9%- 2 l soluie H2SO4 0,2M;- 1 l soluie H2SO4 0,2 N;- 0,25 kmol ap.Considernd denstitatea soluiei ca fiind aproximativ egal cu 1 g/cm3, s se

exprime concentraia soluiei finale n toate modurile posibile.

( ) ( ) 98416322142

=++=SOHM

492

9842

==SOHE

( )

( )

( ) ( )( )

( )mlgc

T

gsolventmolmmM

ma

lvalE

c

n

lmolM

cm

m

mc

gmc

mmmm

gmmmmm

ds

d

s

d

s

dddd

sssss

/0123,0100

123,1

100

1000/12,06,842035

107800

8,107870098

10008,1071000

/24,049

10123,110

/12,098

10123,110

%23,11008700

8,107100

8,107982,39100

12009,4492,01982,02

100

8700181025,0100012001200

321

4321

3

=

=

=

==

=

=

=

=

=

=

=

=

===

=++

=++

=++=

=+++=+++=


35/54

PROBLEME PROPUSE:1. Reacioneaz 300 g soluie KOH 28% cu 500 g soluie HNO3 12.8%. S se arate

dac reacia este total.

2. Reacioneaz 500 cm3 soluie H2SO4 51% cu = 1,4 g/cm3 cu 500 cm3 soluieKOH 50% cu = 1500 kg/m3. S se arate dac reacia este total.


36/54

3. Se d 200 g soluie y% HNO3 care dizolv 4,8 g magneziu. Se cere y.

4. La neutralizarea a 500 g soluie z% H2SO4 se consum 28 g KOH. Se cere z.


37/54

5.Ce cantitate de substan este necesar pentru a obine:a) 250 g soluie 35%;b) 50 g soluie 2,5%;c) 2 kg soluie 10%;d) 0,8 kg soluie 20%.

6.S-au dizolvat 20 g dintr-o substan cu raportul molar Mg : S : O = 3 : 4 : 8 i s-aadus la 3 l de soluie. Densitatea acestei soluii este 1125 kg/m3. Despre ce substan estevorba? S se exprime concentraia soluiei n toate modurile posibile.


38/54

7. Se amestec dou soluii ale unei substane cu urmtoarea compoziieprocentual: H = 3,06%, P = 31,63%, astfel:

- 400 g cu c = 13,76% i = 1075 kg/m3

- 200 g cu c = 44% i = 1575 kg/m3

Despre ce substan este vorba? S se determine concentraia procentual, molar,normal, molal i titrul soluiei finale.

8. Se amestec dou soluii ale unei substane cu urmtoarea compoziieprocentual: H = 2.06%, S = 32.65%, astfel:

- 500 g soluie 20% cu = 1140 kg/m3

- 300 g soluie 60% cu = 1500 kg/m3

Despre ce substan este vorba? S se determine concentraia procentual, molar,normal, molal i titrul soluiei finale.


39/54

9. Se amestec:a) 400 cm3 soluie de HCl 0,4 m cu 0,8 l soluie HCl 0,1 mb) 600 cm3 soluie H2SO4 0,5 n cu 1,2 l soluie H2SO4 n.Se cere m i n a soluiei finale.

10. Se amestec:a) 0,4 kg soluie de NaOH 40% cu 600 cm3 ap distilatb) 0,4 l soluie CuSO4 20% cu = 1,2 g/cm3 cu 0,6 l ap distilat..Se cere c% a soluiei finale.


40/54

11. Se amestec:a) 400 g soluie H2SO4 40% cu 600 cm3 ap distilat. Se cere c% a soluiei finale.b) 500 cm3 soluie H2SO4 0,5 m cu 500 g ap distilat. Se cere molaritatea i

normalitatea soluiei finale.


41/54

11. 49 g soluie 10% H2SO4 se neutralizeaz cu x g soluie NaOH 8%. Se cere x.

12. 400 g soluie 28% KOH se neutralizeaz cu y g soluie 6,3% HNO3 .Se cere y.


42/54

13. 300 g soluie 11,2% KOH se neutralizeaz cu z g soluie 49% H2SO4. Se cere z.

14.Se amestec:- 600 g soluie H2SO4 20% cu = 1,14 g/cm3

- 600 g soluie H2SO4 60% cu = 1,52 g/cm3

- 600 g soluie H2SO4 14% cu = 1,09 g/cm3

- 0,25 kmol ap.S se exprime concentraia soluiei finale n toate modurile posibile.


43/54

5. TERMODINAMICA CHIMIC

1. CONSIDERAII TEORETICE

O reacie chimic este nsoit de un schimb energetic, de cele mai multe ori de

cldur. Transferul de cldur se ia n considerare fie la volum constant, fie la presiuneconstant. Dac are loc un transfer de cldur la volum constant atunci transferul decldur este egal cu variaia energiei interne (U). Dac se lucreaz la presiune constant,atunci schimbul de cldur este egal cu variaia de entalpie (H). n condiii obinuite, selucreaz la presiune constant i ca urmare, se ia n considerare variaia entalpiei, H.Reaciile n care H>0 se numesc endoterme, cele n care H


44/54

avut loc, conform unei convenii. Dac variaia de entalpie produs la cantitile exprimate

de ctre ecuaia chimic, se numete entalpia standard de reacie i se noteaz cu )(0

mTH .

Cu0

, fTH se noteaz entalpia standard de formare, care reprezint variaia de entalpie care

nsoete formarea unui mol de substan n stare standard din elementele sale componente,

tot n stare standard. Entalpiile standard de formare ale elementelor se consider princonvenie egale cu zero. Dac ns un element se cunoate sub mai multe forme, atunci seconsider egal cu zero numai entalpia standard de formare a structurii stabile n condiiistandard (de exemplu n cazul carbonului pentru grafit sau n cazul sulfului pentru sulfulortorombic).

Cunoscnd entalpiile standard de formare se pot calcula entalpiile standard dereacie.

Legile termochimieise bazeaz pe conservarea energiei, deci pe primul principiual termodinamicii.

a) Legea Lavoisir-Laplace (1781)Efectul termic al reaciei de descompunere a unei substane n elemente este egali de semn contrar cu cldura de formare din elemente a substanei.Exemplu:

( ) )(2)(22

1

2

1ggg IHHI += H=-6,2 kcal/mol

( )ggg HIIH =+ )(2)(22

1

2

1H=+6,2 kcal/mol

b) Legea lui Hess (1840) legea aditivitii cldurilor de reacie:Efectul termic al unei reacii depinde numai de starea iniial i final a sistemului,

adic efectul termic este acelai, fie c reacia se desfoar direct, ntr-o singur etap, fiec are loc n mai multe etape intermediare.

Ecuaiile termochice se pot deci aduna sau scdea ca i ecuaiile algebrice.Consecinele legii lui Hess

1. Efectul termic al unei reacii este egal cu diferena dintre suma cldurilor de formaredin elemente ale produilor de reacie i suma cldurilor de formare ale reactanilor iniiali(se ine seama de coeficienii stoechiometrici ai reaciilor):

= )()( ininiifjfinalifi HHH 2. Efectul termic al unei reacii este egal cu diferena dintre suma cldurilor de combustiea reactanilor i suma cldurilor de combustie a produilor de reacie (se ine seama decoeficienii stoechiometrici ai reaciilor):

= )()( finalicjininiici HHH Cu ajutorul legii lui Hess se pot calcula cldurile de reacie ale proceselor greu de

realizat sau de msurat direct (de exemplu: procese care decurg prea lent pentru a le fideterminat efectul termic).

Mai uzual, consecina a doua a legii lui Hess se enun astfel: cldura de formaredin elemente a unei substane se afl scznd cldura ei de ardere din suma cldurilor deardere ale elementelor componente.


45/54

c) Legea lui KirchhoffCldura de reacie este dependent de temperatur. Legea lui Kirchhoff exprim

cantitativ aceast dependen.Coeficientul de temperatur al cldurii de reacie este egal cu diferena capacitilor

calorice ale sistemului dup reacie (Cpf) i nainte de reacie (Cpi):pipfp CCC

dT

Hd==

+=T

pT dTCHH298

298

Aceast ecuaie permite calcularea cldurii de reacie la orice temperatur.Dac Cp este constant, atunci integrarea ntre T1=0 i T2=T duce la ecuaia:

TCHH pT += 0unde H0 este valoarea extrapolat la 0 K a cldurii de reacie.

...2 +++= cTbTaCp

....2 +++= TcTbaCp

( ) ( ) ( ) ...2983

2982

298 3322298 +

+

++= Tc

Tb

TaHHT

HT=f(T) este o curb cresctoare sau descresctoare, care poate avea minim saumaxim, n funcie de modul cum se schimb Cp cu temperatura.

La proiectarea instalaiilor industriale trebuie s se aibe n vedere acest lucru pentrudimensionarea corect a nclzitoarelor sau rcitoarelor.

2. PROPBLEME REZOLVATE

2.1. Legea lui Hess

Problema 1.

S se determine cldura de formare din elemente a ZnSO4 cunoscnd efectele termice alereaciilor de mai jos (n kcal/mol):

ZnS = Zn + Sortorombic H1 = +44,00

222

3SOZnOOZnS +=+ H2 = -110,94

3222

1SOOSO =+ H3 = -23,44

34 SOZnOZnSO += H4 =+55,10

Rezolvare

Se rescriu ecuaiile ca mai jos i se adun:ZnSSZn ortorombic =+ -H1

222

3SOZnOOZnS +=+ H2


46/54

3222

1SOOSO =+ H3

43 ZnSOSOZnO =+ -H4_____________________________________

422 ZnSOOSZn ortorombic =++ HfHf = -H1 + H2+ H3 + H4 = -233,48 kcal/mol

Problema 2.

Determinai cldura de reacie a procesului:

( ) ( ) ( )gslg OOHCOHCO 261262)(2 666 +=+ dac sunt cunoscute cldurile de formare din elemente ale substanelor:

( )6102,1

6126= glucozOHCfH J/mol

( )610394,0

2= COfH J/mol

( )( )6

10286,02 = lOHfH J/mol

Rezolvare

Se cunosc deci efectele termice ale reaciilor urmtoare:

( ) ( ) ( ) ( )sggs OHCOHC 612622 366 =++ H1= -1,2106 J/mol

( ) ( ) ( )ggs COOC 22 =+ H2 = -0,394106 J/mol

( ) ( ) ( )lgg OHOH 2222

1=+ H3 =-0,286106 J/mol

care se pot scrie astfel:

612622 366 OHCOHC =++ H1[ ]226 OCCO += - 6H 2

( )

+= 222

2

16 OHOH l - 6 H3

_________________________________________________

( ) 21212622 666 OOHCOHCO l +=+6

321 1082,266 == HHHH J/mol

Se ajungea la acelai rezultat aplicnd direct consecina 1 a legii lui Hess:

( ) ( ) ( ) ( ) 82,266 222 +=+= OHfCOfOfglucozf HHHHH J/mol

Problema 3.

S se calculeze cldura de formare a metanului (care nu poate fi msurat direct):


47/54

( ) ( ) ( )ggs CHHC 422 =+ H= ?Se cunosc efectele termice ale reaciilor urmtoare:

( ) ( ) ( )ggs COOC 22 =+ H1 = -94,05 kcal/mol

( ) ( ) ( )lgg OHOH 222

2

1=+ H2 = - 68,32 kcal/mol

( ) ( ) ( )lgg OHCOOCH 2224 22 +=+ H3 = -212,80 kcal/mol.

RezolvareConform consecinei a doua a legii lui Hess, rezult:

( ) ( ) ( ) ( ) 89,1722 321424 =+=+= HHHHHHH CHcHccarboncCHf kcal/molSau, se cunosc efectele termice ale urmtoarelor reacii:

( ) ( ) ( )ggs COOC 22 =+ H1

( ) ( ) ( )

=+ ggg COOH 2222

12 2 H2

( ) ( ) ( ) ( )gglg OCHOHCO 2422 22 +=+ - H389,172 321 =+= HHHH kcal/mol

Problema 4.

S se calculeze cldura de esterificare standard a alcoolului etilic i a aciduluiacetic:

a) din clduri de ardere;b) din entalpii de formare.

Se cunosc: Substana Hc [kcal/mol] Hf [kcal/mol]C2H5OH -326,70 -66,35CH3COOH -208,34 -116,7CH3COOC2H5 -539,1 -110,7H2O 0 -68,3

Rezolvare

Reacia de esterificare este:OHHCOOCCHOHHCCOOHCH 2523523 ++

a) = finalecjinici HHH ,., 04,53570,32634,208

.,== inici H kcal

=+= 1,53901,539, finalecj H kcal06,41,53904,535 =+=H kcal

b) = .,, inifjfinalefi HHH 05,18335,667,116., == inifH kcal


48/54

0,1793,687,110, == finalefH kcal05,405,1830,179 =+=H kcal

Problema 5.

n condiii standard, n reacia:

( ) ( ) ( )ggg COOCO 22 22 =+Se degaj cantitatea de cldur de 135,28 kcal. S se calculeze cldura molar de formarestandard a CO2(g), cunoscnd cldura de formare standard a CO(g): Hf(CO)=-26,41 kcal/mol.

Rezolvare

Cldura de reacie este:

= .,, inifjfinalefi HHH

( ) ( ) ( )2222 OfCOfCOf HHHH =

( )( ) ( ) 05,94

2

041,26228,135

2

22

2=

+=

++=

OfCOf

COf

HHHH kcal/mol

2.2. Legea lui Kirchhoff

Problema 1.

Sinteza alcoolului metilic din gazul de sintez este nsoit de degajarea a 22,1 kcal/mol ncondiii normale. Care este entalpia de reacie la 500C, dac se cunosc cldurile molare:

Substana Cp [cal/mol]CO 7H2 7CH3OH 2+0,03T

Rezolvare

Reacia de sintez a alcoolului metilic este:OHCHHCO 322 + 1,22

0

298 =H kcalSe cunoate relaia:

+=

T

pT dTCHH298

0

298

0

pipfp CCC =

TbaCp +=

( ) (.. reactjprodi

aaa = ( ) ( ) .. reactjprodi bbb =

a = 2 - (7 + 27) = -19 cal/K


49/54

b = 0,03 (0 + 20) = 0,03 cal/K2 Cp = -19 + 0,03T

T = 273 + 500 = 773 K

( ) ( ) ( )22773

298

0

298

0

773

2987732

03,0298773192210003,019 +=++=

dTTHH

= 23494 cal = 23,494 kcal

3. PROBLEME PROPUSE

3.1. Legea lui Hess

1. S se calculeze cldura de formare din elemente a Fe2(SO4)3. se cunosc:

322

2

32 OFeOFe =+ H1 = -198,5 kcal/mol

322

3SOOS =+ H2 = -106,0 kcal/mol

( )342332

3 SOFeSOOFe =+ H3 = -136,7 kcal/mol

2. n reacia carbidului (CaC2) cu ap n exces rezult acetilen i hidroxid de calciu.Calculai cldura de reacie care apare la obinerea a 10 m3 acetilen (C2H2), la 20C i 760mmHg. n aceste condiii se cunosc:

( ) ( ) ( )sss CaCCCa 22 =+ H1 = -14,100 kcal/mol

( ) ( ) ( )lgg OHOH 2222

1=+ H2 = -68,52 kcal/mol

( ) ( ) ( )ggs HCHC 2222 =+ H3 = +54,8 kcal/mol

( ) ( ) ( ) ( )222 OHCaHOCa ggs =++ H4 = -238,8 kcal/mol


50/54

3. Un alcan cu caten normal, a crui cldur de formare din elemente n condiii standardesteo

fH = -1505,3 kcal/mol are cldura de combustie0

cH = -845,3 kcal/mol. S sedetermine formula alcanului.Se cunosc:

( ) 32,680

2= OHfH kcal/mol;

( ) 05,940

2= COfH kcal/mol.

4. n condiii standard n reacia:

( ) ( ) ( ) ( )gggg SOOHOSH 2222 2232 +=+Se degaj cantitatea de cldur de 249,88 kcal. S se calculeze cldura molar de formarestandard a H2S, cunoscnd:

( ) 82,40

2= SOfH kcal/mol:

( )( ) 8,580

2= gOHfH kcal/mol.


51/54

5. S se calculeze cldura de reacie standard 0298H (n J i cal) pentru reacia:

( )gOHNOONH 223 2

3

4

5

++Se dau:

Substana 0298,fH [kcal/mol]

NH3 -11,04NO 21,60H2O(g) -58,80

6. S se calculeze cantitatea de cldur necesar pentru descompunerea unui kilogram deCaCO3 n CaO i CO2 n condiii standard, tiind c:

Substana 0298,fH [kcal/mol]

CaCO3 -288,2

CaO -151,8CO2 -94,05


52/54

7. S se calculeze cantitatea de cldur degajat sau absorbit la neutralizarea complet a 5l soluie HCl 0,2N cu cantitatea echivalent de NaOH.Se dau:

Substana 0298,fH [kJ/mol]

HCl -92,3

NaOH -426,6NaCl -410,9H2O -187,02

3.2. Legea lui Kirchhoff

1. S se calculeze efectul termic al reaciei:

( ) ( ) ( )ggg SOOSO 3222

1+

la temperatura de 600C, cunoscndu-se urmtoarele date:

Substana 0298,fH [cal/mol]

0

pC [cal/mol K]

SO3(g) -94450 8,2 + 10,23610-3

TSO2(g) -70960 8,12 + 6,82510-3T -2,10310-6T2

O2(g) 0 6,0954 + 3,253310-3T -10,17110-7T2


53/54

2. S se calculeze cantitatea de cldur necesar la descompunerea a 1 t de CaCO3 depuritate 60% la temperatura de 927C. Se cunosc urmtoarele date:

Substana 0298,f

H [kcal/mol] 0pC [J/mol K]

CaCO3 -285,5 113,8CaO -151,7 51,09CO2 -94,05 48,53


54/54

3. S se calculeze variaia de entalpie la nclzirea unui mol de MgO de la 298 K la 1298K. Se cunoate:

2530 1008,21019,186,10 += TTCMgOp cal/mol K

caiet probleme chimie

Documents