PROBLEME

1. Se sulfoneaz 780 kg benzen, stiind c s-a folosit acid sulfuric 96% i c produsul final este acidul benzen-sulfonic, se cere: - ecuaia procesului - cantitatea de acid benzene-sulfonic obinut la un randament de 80% - cantitatea de ap rezultat la acelai randament - cantitatea de acid sulfuric 96% folosit Rezolvare ; 780 kg+

z kgH2SO4

x kgSO3H +

y kgOH2

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

78 kg benzen.18 kg ap 780 kg benzen..y kg ap y = (780 18) / 78 = 180 kg ap ( cantitate impur) y` = y => y` = (180 80) / 100 = 144 kg ap pur

78 kg benzen.........................98 kg acid sulfuric 780 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

2. S se calculeze viteza de curgere (V) a unui fluid printr-o seciune circular cu diametru (d)=2cm tiind ca s-au transportat 20 L ap ntr-un timp de 1 min i 30 secunde. Rezolvare t = 1 min i 30 sec => 90 sec d= 2 cm => 0.02 m v= 20 L => 0.002 m A = ( d) / 4 => A = (3.14 0.002) / 4 = 0.00000314 m

Qv = V adic Qv = 0.002 / 90 = 0.00002222 m / sec t W = Qv / A => W = 0.00002222 / 0.00000314 =7.076 m / sec

3.S se calculeze viteza de curgere a 1000 mL soluie NaCl ntr-un timp de 4 min i 50 sec, printr-o conduct cu seciunea de 31 mm. Rezolvare Criteriul Reynolds : - curgere laminar Re < 2300 - curgere intermitent 2300 < Re < 10000 - curgere turbulent Re > 10000 Re = (W d ) / W viteza de curgere a fluidului n m / sec d diametrul conductei n m densitate n kg / m aici are semnificaie de vscozitate n kg / m sec (Pascal sec)

4. Care este duritatea total a unei probe de 100 mL ap dac la titrarea complexonometric s-au folosit 50 mL soluie de complexon III ? Cte mg de CaO corespund acestei duriti a apei analizate ? Rezolvare Duritatea total : DT = (56.1 Vec) / V

DT reprezint duritatea total 56.1 rep cantitatea de CaO n mg care reacioneaz (corespunde la 1 mL de soluie de complexon III)

2

Vec este volumul de complexon III folosit la titrare ( volumul la punctul de echivalen) - V este volumul de ap luat in lucru a apei de analizat DT = (56.1 50) / 100 = 28.05 DT 1 D......................10 mg CaO 28.05 d...............x x = 280.5 DT

-

5. Cte grame de HCl se titreaz cu 5 cm soluie NaOH cu titrul T=0.003645 ? Rezolvare 1 cm sol NaOH...............................0.003645 g NaOH 5 cm 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 = 40 MHCl = 36.5 40 g NaOH..........................36.5 g HCl 0.018225 g NaOHy g HCl y = (0.018225 36.5) / 40 = 0.0166303 g HCl 6. S se calculeze criteriul Re la curgerea anilinei ntr-un schimbtor de cldur cu evi avnd o vitez de curgere de 0.03 m / sec tiind c diametrul evii este de 20 mm. Rezolvare anilin 120C = 933 kg / m = 0.52 CP (centipuaz) 1 P = 100 CP = 0.0052 Pa sec 1 CP = 0.0.3 Pa sec 20 mm = 0.02 m Re = (W d) / => Re = (0.03 0.02 933) / 0.052 = 1.76 10 = 1076

curgere laminar

3

7. Un compus monohidroxilic aromatic cu un singur nucleu conine 14.81 % oxigen. Se cere : - aflai formula molecular - formulele structurale ale fenolilor izomeri i denumirea lor - indicai izomerii care nu fac parte din clasa fenolilor Rezolvare CnH2n 6O M = 12n + 2n 6 + 16 = 14n + 10 100 g fenol..........................14.81 g O 14n + 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 C7H27 6O => C7H8O, avem: o metilfenol, p metilfenol

8. S se calculeze cantitatea de CaO de puritate 80% necesar pentru a indeprta 500 mg de MgCl2 aflata n apa supusa epurrii. Rezolvare M CaO = 56 M MgCl2 = 95 MgCl2 + CaO + HOH > Mg(OH)2 + CaCl2

1 mol MgCl2..1 mol CaO 95 mg MgCl2....56 mg CaO 500 mg MgCl2x mg CaO x= 294 mg 100% CaO pur 100 mg CaO.80 mg CaO pur y mg CaO.294 mg CaO pur y= 367 mg CaO impur

4

9. S se calculeze cantitatea de soluie de NH4OH de concentraie 10% necesar pentru a neutraliza 224 litri de Cl. Rezolvare 1 mol gaz............................22.4 L (condiii normale) Condiii normale : P = 1 atm T = 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 substan pur 100 g sol............................10 g NH4OH y g................................ 350 g NH4OH y= (100 350) / 10 = 3500 g sol 10 % NH4OH 10. S se calculeze cantitatea de hidroxid feric de concentraie 2 M care se obine din 10 L de soluie bicarbonat de concentraie 1 M. Rezolvare 2 Fe(HCO3)2 + O2 2 Fe(OH)3 + 4 CO2

M HIDROXID FERIC = 107 M BICRBONAT DE FER = 178 1 L sol bicarbonate de Fe..2 178 g bicarbonat Fe 10 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 feric 3560 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

z L..5922,24 g hidroxid feric z= 55,34 L hidroxid feric z= reprezint cantitatea de soluie de un mol 11. S se calculeze cantitatea de soluie de Fe(OH)3 de concentraie 10% care se obine prin oxidarea unei soluii apoase de hidroxid feros 20% in cantitate de 50 kg. Randamentul de transformare este de 60%. Rezolvare M HIDROXID FERIC = 107 M HIDROXID FEROS = 90 2 Fe(OH)2 + O2 + HOH 2 Fe(OH)3

100 kg sol hidrxid feros20 kg substan pur hidroxid feros 50 kgx kg x= 10 kg substan pur de hidroxid feros intr 100 kg sol hidroxid feros.reacioneaz 60 kg hidr. Feros intr 10 kg sol hidroxid feros.reacioneaz y kg y= 6 kg (care reacioneaz) intr 2 kmoli hidr.ferosreacioneaz 2 kmoli hidr. Feric intr 2 90 kg hidr. Ferosreacioneaz 2 107 hidr.feric intr 6 kg hird. Ferosz z= (6 2 107) / 2 90 = 7,133 kg hidroxid feric pur, reacioneaz 100 kg sol hidr feric.10 kg subst pur q kg.7,133 kg subst pur q= (100 7,133) / 10 = 71,33 kg soluie hidroxid feric 12. Un spun de calitate bun, se obine prin coninutul de NaOH asupra uleiului de msline (triolein). Scrie reacia de saponificare, i : - calculeaz masa de spun obinut dac se folosesc 500 kg olein i se lucreaz cu randament de 70%

6

- calculeaz masa de soluie NaOH 40% care se utilizeaz n reacia de saponificare dac se lucreaz cu exces de 40%. Rezolvare

Masa = 500 kg CH2 O CO (CH2)7 CH = CH (CH2)7 CH3 | CH O CO (CH2)7 CH = CH (CH2)7 CH3 | CH2 O CO (CH2)7 CH = CH (CH2)7 CH3TRIOLEINA

+

NaOH

M = 884 Masa = x kg 3CH3 (CH2)7 CH = CH (CH2)7 - COONaSAPUN

+

CH2 CH CH2 | | | OH OH OHGLICERINA

M = 912 x= (500 3 912) / 884 = 1547,511 kg de spun cu randament 100% = (Cp / Ct) 100 => Ct = y NaOH pur

y= (500 3 40) / 884 = 67,87 kg 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 spun la randament de 70%

=>

13. Manometrul de pe conducta de refulare a unei pompe care transport 8,4 m ap / minut indic o presiune de 3,8 kgf / cm. Vacuumetrul fixat pe conducta de aspiraie indic un vid de 21 cm Hg. Distana pe vertical ntre locul de fixare a manometrului i vacuumetrului este de 40 mm. Diametrul conductei de aspiraie este de 350 mm, iar a celei de refulare 30 mm. S se determine nlimea total de ridicare a pompei. Rezolvare :

7

Hm = Pref Pasp + Ho w ref - wasp g 2g w asp = 8,4 / (60 0,785 0,35) = 1,45 m / s 14. Sa se calculeze cantitatea de eter etilic obinut din 100 kg etanol de concentraie 70%. Rezolvare :2 C2H5OH H2SO4 C2H5 O C2H5 + HOH

M etanol = 1000 kg C = 70% 15.Ce cantitate de alcool etilic 95 % este necesar pt a transforma 250 g acid pnitrobenzoic n anestezin ? * ce cantitate de anestezin de puritate 99 % se obine n procesul de mai sus ? Rezolvare : COOH + NO2ACID PARA ALCOOL ETILIC NITROBENZOIC

COOC2H5 C2H5OH NO2 [H]

COOC2H5

NH2ANESTEZINA

1 mol acid p-nitrobenzoic.......................................1 mol alcool etilic MANESTEZINA = 167 MALCOOL ETILIC = 46 167 g acid p-aminobenzoic.46 g alcool etilic 250 g acid p-aminobenzoic.x g alcool etilic x = 250 46 -- 68,8 g alcool etilic 167 100 g sol95 g alcool etilic y g sol.68,8 g alcool etilic

8

y = 68,8 100 -- 72,42 g alcool etilic 95 % 95 *)) 1 mol acid p-nitrobenzoic.........................1 mol anestezin MACID P-NITROBENZOIC = 167 MANESTEZINA = 165 167 g acid p-nitrobenzoic..165 g anestezin 250 g acid p-nitro-benzoic.z g anestezin z = 250 165 -- 247 g anestezin 167 100 g anestezin impur.99 g anestezin pur q g anestezin impur247 g anestezin pur q = 100 247 -- 249,5 anestezin impur 99 16.Calculai cantitatea de procain obinut din 200 g anestezin 95 %. Rezolvare :COOC2H5 + NH2ANESTEZINA

COO HO CH2 CH2 N C2H5 C2H5 - etanol NH2

CH2

CH2

N

C2H5 C2H5

PROCAINA

1 mol anestezin1 mol procain MANESTEZINA = 165 g MPROCAINA = 236 g 100 g anestezin impur.95 g anestezin pur 200 g anestezin impur.x g anestezin pur x = 200 95 -- 190 g anestezin pur 100 165 g anestezin236 g procain 190 g anesteziny g procain 9

y = 190 236 -- 271 g procain 165 17.Ce cantitate de acid salicylic 95 % i de anhidrid cetic sunt necesare pentru a fabrica 1500 g aspirin , dac randamentul procesului este de 90 %. Ce produs secundar se obine i n ce cantitate ? Rezolvare : COOH OH +ACID SALICILIC

COOH OCOCH3 (CH3CO)2OANHIDRIDA ACETICA ASPIRINA

+

CH3COOHACID ACETIC

Randamentul are formula: = Cp . 100 Ct Cp cantitatea practica Ct cantitatea teoretic Cp = 1500 g aspirin => Ct = Cp 100 Ct = 1500 100 -- 1667 90

=> Ct = 1667 g aspirin, la un randament de 90 % 1 mol aspirin.......................1 mol acid salicilic MASPIRINA = 180 MACID SALICILIC = 138 180 g aspirin..........................138 g acid salicilic 1667 g aspirin............x g acid salicilic x = 1667 138 -- 1278 g acid salicilic 80 100 g acid salicylic impur.95 g acid salicylic pur y g acid salicylic impur.1278 g acid salicylic pur y = 1278 100 -- 1345 g acid salicylic impur 95

10

2.Se amestec 20 ml CaCl2 de concentraie 2 10 N cu 30 ml HF de concentraie 8 10. Cunoscnd : Ks pt CaCl2 = 4 10 Ka pt HF = 10 Calculai : a. concentraia ionilor F n amestec b. innd cont de tria ionic, conform legii extinse Debye Huckel calculai pH soluiei (pH = -lg din activitatea ionilor H3O) Rezolvare:2 conform enunului este vorba de stoechiometria reaciei de precipitare a CaF2 prin amestecarea unei soluii de CaCl2 cu o soluie de HF o prim precauie este transformarea concentraiei CaCl2 ce este exprimat n mod normal n molaritate : CM = CN CaCl2 K => CM = 2 10 2 K=2 => CM = 0,1

prin urmare, soluia de CaCl2 va avea o concentraie de 0,1 M. Vom calcula numrul de moli din fiecare ion prezent iniial n soluie : i = Ci vi

i Ca = 10 20 10 = 2 10 moli i Cl = 2 10 20 10 = 4 moli (deoarece stoechiometria compusului este CaCl2) i HF = 8 10 30 10 = 2,4 moli Reacia de precipitare a CaF2 decurge astfel : CaCl2 + 2 F _ CaF2 + 2 Cl _

iniial avem 2 10 moli CaCl2 i 2,4 10 moli HF (F) conform stoechiometriei, reacia CaCl2 + F e n raport molar 1:2 prin urmare cantitatea de CaCl2 este n exces fa de cantitatea ce poate fi transformat de F disponibil cei 2,4 10 moli F vor putea transforma o cantitate de 1,2 10 moli CaCl2 prin urmare cantitatea de CaCl2 n exces va fi :

exces = (2 1,2) 10 moli = 0,0008 moli

11

-

prin urmare putem s calculm n aceste condiii care este concentraia ionilor n amestec, innd cont c volumul final rezultat prin amestecare este de 50 ml prin urmare concentraia ionilor de Ca n amestecul final va fi raportul dintre numrul de moli de Ca (CaCl2) n exces i volumul final 0,0008 -- 1,6 10 0,0050

-

concentraia ionilor Cl va fi numrul de moli de ioni Cl raportat la volumul final, adic 4 10 -- 8 10 0,0050

-

pt a calcula cerina enunului i anume concentraia ionilor F procedm ntocmai, conform celor discutate la exemplu calculrii solubilitii CaCl2 prin urmare este vorba de solubilitatea CaF2 n condiii de exces de ioni Ca n condiiile n care F este o baza slab i poate fi angrenat ntr-un echilibru acidobazic ce conduce la protonarea acesteia ecuaia echilibrului de precipitare-dizolvare va fi : CaF2 Solid Ks = Ca CF Ca 2+ + 2 F _

F-

_

+

HOH

FH

+

_ HO

conform definiiei Ks, (1)

=> CF = (Ks/ Ca) -

n expresia (1) cunoatem Ks ct i concentraia Ca n exces prin urmare, nu rmne dect s determinm care este concentraia analitic a F n aceste condiii n continuare aplicm definiia fraciei molare (a coeficientului de distribuie) pt F

F = conc ech [F] CF prin urmare, concentraia de echilibru (conc ech) a F va fi

conc ech [F] = F CF

12

-

lucrurile se simplific mult fa de situaia H2CO3 (de exemplu) deoarece HF este acid monoprotic prin urmare Ka Ka + [H3O]

F = -

concentraia ionilor de hidroniu n amestec se calculeaz innd cont de implicarea total a F n echilibru de precipitare dizolvare n acest caz particular ca urmare a omogenizrii F n echilibru de precipitaredizolvare a CaF2, concentraia H3O din sistem va fi egal cu raportul dintre numrul de moli a HF i volumul final al amestecului

19.Dai exemple de oxizi bazici. Explicai proprietile lor chimice prin 3-4 exemple de ecuaii ale reaciilor chimice. . Substanele compuse, ale cror moleculele sunt alctuite din atomii a dou elemente, unul dintre care este oxigenul, se numesc oxizi. Oxizii se clasific n trei grupe: oxizi bazici; oxizi acizi i oxizi amfoteri. Oxizii bazici sunt oxizii crora le corespund baze. Oxizi bazici formeaz numai metalele: Na2O; CaO; FeO; MgO; CuO; BaO; NiO; MnO etc. Oxizii metalelor n gradele superioare de oxidare posed proprieti acide (Mn2O7, CrO3 etc.). Oxizii bazici interacioneaz cu acizi formnd sare i ap: BaO + H2SO4 = BaSO4 + H2O Oxizii metalelor alcaline i alcalino-pmntoase interacioneaz cu apa formnd hidroxizi: CaO + H2O = Ca(OH)2 (stingerea varului) Oxizii bazici interacioneaz cu oxizii acizi formnd sruri Na2O + CO2 = Na2CO3 Oxizii inferiori ai metalelor, care posed ctevaoxige grade de oxidare, interacioneaz cu Oxigenul 4FeO + O2 = 2Fe2O3 20. n trei eprubete neetichetate se afl soluii de acid acetic, benzen, etanol. Propunei o modalitate de identificare a coninutului acestor eprubete. Scriei ecuaiile reaciilor chimice.

13

a) Identificarea acidului acetic La interaciune cu alcoolii, acizii carboxilici formeaz esteri, care au miros de fructe. Astfel, adugnd la substanele din eprubete alcool etilic, numai n cazul acidului acetic vom obine esterul respectiv, depistat dup mirosul specific

Acidul acetic mai poate fi identificat i cu indicator universal. Dei este un acid slab, hrtia de indicator universal, introdus n soluie de acid acetic, se coloreaz n roz. b) Identificarea benzenului. Pentru identificarea benzenului, asupra componenilor din eprubete se acioneaz cu amestec nitrant (HNO3+H2SO4). n eprubeta cu benzen se obine nitrobenzen, depistat dup mirosul de migdale amare

c) Identificarea alcoolului etilic La interaciunea alcoolilor cu acizii carboxilici saturai, se formeaz esteri cu miros plcut de fructe:

21. La tratarea a 10 g de aliaj de fier i cupru cu acid azotic concentrat s-au eliminat 1,12 l de gaz (c.n.). S se determine partea de mas a fiecrui metal din componena aliajului.

14

Fierul metalic cu acidul azotic concentrat nu interacioneaz, astfel gazul degajat s-a obinut ca rezultat al interaciunii cuprului cu acid azotic. Se scrie ecuaia reaciei de interaciune a cuprului cu acid azotic concentrat luat n surplus:

n conformitate cu ecuaia reaciei se determin cantitatea de cupru (moli), la a crei interaciune 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 determin masa cuprului, care a interacionat: m = x(moli) M(x); M(Cu) = 63,55 g/mol; m(Cu) = 0,025 moli 63,55 g/mol = 1,59 g; Se determin masa fierului din aliaj: m(Fe) = m(aliaj) m(Cu); m(Fe) = 10 g 1,59 g = 8,41 g; Se determin prile de mas a Fe-ului i a Cu-ului n aliaj

Rspuns: Aliajul este constituit din 84,1% de fier i 15,9% de cupru

15

22. Deducei formula molecular a compusului organic ce conine 80% de carbon i 20% de hidrogen. Densitatea lui dup hidrogen este egal cu 15. Se calculeaz masele C i H, care se conin n 100 g de compus organic

- Se determin cantitatea de substan a fiecrui element n 100 g de compusul organic:

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

- Se alctuiete raportul cantitilor de substane al elementelor n compus x : y = 6,67 : 20 = 1 : 3 Astfel, cel mai simplu raport al atomilor de C i H n substana dat este de 1 : 3. - Se determin masa molar a compusului

- Se determin formula molecular a compusului

Formula molecular a compusului este (C1H3) 2 sau C2H6 16

Rspuns: Formula compusului dat este C2H6, etanul. 23. Despre ce element este vorba, dac se tie c el are urmtoarea configuraie electronic: 1s22s22p63s23p5. Ce proprieti chimice are acest element. Dai cteva exemple de reacii chimice . Numrul electronilor n atomul unui element chimic este egal cu numrul protonilor din nucleu i cu numrul de ordine al elementului n sistemul periodic. Astfel, elementul avnd configuraia electronic 1s22s2s2p63s23p5 i numrul de ordine 17 este clorul. Clorul este un nemetal tipic, face parte din grupa a VII-a a sistemului periodic grupa halogenilor, i are electronegativitatea relativ mare. Cel mai caracteristic grad de oxidare al clorului n compuii si este 1. n compuii, cu elementele cu electronegativitate mai mare (F,O), clorul posed grade de oxidare pozitive +1, +3, +5, +7. Clorul este un oxidant puternic. Interacioneaz activ cu metalele i cu majoritatea nemetalelor (excepie fac O2, N2, gazele inerte). La interaciunea cu fluorul, clorul manifest proprieti de reductor. n condiii obinuite, clorul este un gaz de culoare galben-verzuie, puin solubil n ap. Clorul interacioneaz cu hidrogenul, formnd clorura de hidrogen, gaz incolor, bine solubil n ap i cu miros neptor: Cl2 + H2 = 2HCl Soluia apoas de clorur de hidrogen este acidul clorhidric. Clorul interacioneaz cu metalele. La temperatur nalt, el oxideaz i metalele platinice. n urma interaciunii, se obin sruri 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 Clorul intr n reacie cu nemetalele (excepie fac oxigenul, azotul i gazele nobile). 2P + 5Cl2 = 2PCl5 Ca rezultat al interaciunii clorului cu hidroxidul de calciu, Ca(OH)2 (varul stins), la rece se obine hipoclorura de calciu, care se folosete pentru nlbirea esturilor: 2Ca(OH)2 + Cl2 = Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2H2O La interaciunea cu soluiile alcaliilor la temperatur ridicat, se obin cloratul i clorura metalului respectiv: 4Cl2 + 6KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2O

17

Clorul gazos interacioneaz cu hidrocarburile, obinndu-se clorderivai: CH4 + Cl2 = CH3Cl + HCl (reacia de substituie) H2C = CH2 + Cl2 = ClH2C CH2Cl (reacia de adiie) 24. n trei eprubete neetichetate se afl benzen, glicerin i aldehid formic. Propunei metoda de identificare a coninutului acestor eprubete. Scriei ecuaiile reaciilor chimice. . a. Identificarea benzenului Benzenul poate fi identificat cu amestec nitrant (H2SO4 + HNO3). n urma interaciunii, se obine nitrobenzenul, care se depisteaz dup mirosul de migdale amare:

b. Identificarea glicerinei Glicerina interacioneaz cu hidroxidul de cupru(II) formnd gliceratul de cupru, substan ce coloreaz soluia n albastru:

c. Identificarea aldehidei formice Aldehida formic se identific cu soluie amoniacal de oxid de argint (reactivul Tollens). Ca rezultat al interaciunii, pe pereii eprubetei se formeaz un strat strlucitor de argint metalic (reacia oglinzii de argint).

18

25. Ce mas de sare se obine la interaciunea hidroxidului de sodiu cu masa 60g cu acid azotic cu masa 126g - Se scrie ecuaia reaciei: NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O Conform ecuaiei reaciei 1 mol de NaOH interacioneaz cu 1 mol de HNO3 i se obine 1 mol de NaNO3. - Se determin cantitile iniiale de substan de NaOH i HNO3:

M(NaOH) = 40g/mol;

Dat fiind c acidul azotic este luat n surplus, cantitatea de NaNO3 se calculeaz dup cea de NaOH, care a interacionat complet:

- Se determin masa nitratului de sodiu obinut: m(x) = (x)

M(x);

Rspuns: La interaciunea acidului azotic cu masa 126g i a hidroxidului de sodiu cu masa 60g s-a obinut nitrat de sodiu cu masa 127,5g 26. Determinai formula aminei primare cu prile de mas ale elementelor egale cu: (C)=61,00%, (H)=15,30% i (N)=23,70%. Denumii aceast amin 19

Aminele reprezint compui organici, obinui la substituia atomilor de hidrogen din molecula amoniacului cu radicali ai hidrocarburilor. Conform numrului de atomi de hidrogen substituii, aminele se clasific n: a. amine primare este substituit un atom de hidrogen; b. amine secundare sunt substituii doi atomi de hidrogen; c. amine teriare sunt substituii toi trei atomii de hidrogen. n problem este dat amina primar. Formula ei general este R-NH2. - Se determin masa fiecrui element, care se conine n 100g de amin:

- Se alctuiete raportul cantitilor de substan al elementelor n amin M(C) = 12 g/mol; M(H) = 1 g/mol; M(N) = 14 g/mol;

Astfel, raportul molar al elementelor componente n amin este: (C)

:

(H)

:

(N)

= 5,08: 15,3 : 1,6929;

Valorile obinute se mpart la cea mai mic valoare i se determin cel mai simplu raport al atomilor elementelor date n componena compusului organic: (C) : (H) : (N) = 3 : 9 : 1; Substana cu prile de mas a elementelor constituente indicate are formula bruto C3H9N sau C3H7NH2. Aceasta este propilamina.

20

Rspuns: Amina n cauz este propilamina C3H7NH2 27. Scriei ecuaiile reaciilor chimice, cu ajutorul crora se pot realiza urmtoarele transformri:

1. 2. 3. 4. 5.

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

28. Fierul. Oxizii, hidroxizii i srurile lui. Dependena proprietilor compuilor fierului de gradul lui de oxidare. Fierul este unul dintre cele mai rspndite metale n natur. El se ntlnete n componena minereurilor ca: magnetita (Fe3O4), hematita (Fe2O3), limonita (Fe2O3H2O), pirita (FeS2) etc. Fierul este un metal alb-argintiu, cu o plasticitate bun. n sistemul periodic fierul are numrul de ordine 26 i este situat n perioada a patra, subgrupa secundar a grupei a opta. Are configuraia electronic 1s22s22p63s23p63d64s2. Pentru fier sunt caracteristici compuii, n care metalul manifest gradele de oxidare +2 i +3. Se cunosc compui, n care fierul manifest grade de oxidare i mai mari. n irul activitii metalelor, fierul este situat mai la stnga de Ni, Pb, Sn, Cu, Hg, de aceea el substituie aceste metale din soluiile apoase ale srurilor lor: CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu Fierul se dizolv n acizii clorhidric i sulfuric diluai, adic este oxidat de ionii de hidrogen pn la fier(II): Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 Acizii sulfuric i azotic concentrai nu interacioneaz cu fierul la rece, ns la nclzire aceti acizi dizolv fierul, oxidndu-l pn la fier(III):

21

Fierul se dizolv i n acid azotic diluat. Ca i n cazul aciunii acidului azotic concentrat, la temperatur nalt, oxidant este ionul nitrat, care se reduce pn la NO: Fe + 4HNO3(dil.) = F(NO3)3 + NO + 2H2O Fierul formeaz doi oxizi: FeO i Fe2O3. Oxidul de fier(II), FeO, este pulbere de culoare neagr, insolubil n ap i n alcalii. Se obine prin reducerea oxidului de fier(III) cu oxid de carbon(II) la temperatura egal cu 500C: Fe2O3 + CO 2FeO + CO2 Oxidul de fier(II) manifest proprieti de oxid bazic, se dizolv n acizi formnd sruri FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O FeO se oxideaz cu oxigenul formnd oxidul de fier (III): 4FeO + O2 = 2Fe2O3 Oxidului de fier(II) i corespunde hidroxidul de fier(II) Fe(OH)2, care se obine la interaciunea srurilor solubile ale fierului(II) cu alcalii. FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaOH Hidroxidul de fier(II) reprezint un precipitat alb care, n prezena aerului, obine culoare verzuie, apoi brun-rocat. Ca rezultat al oxidrii cu oxigen, n prezena apei, se transform n Fe(OH)3. 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 Fe(OH)2 manifest proprieti de baz bine pronunate. Interacioneaz cu acizi: Fe(OH)2 + H2SO4 = FeSO4 + 2H2O Oxidul de fier(III) este cel mai stabil compus natural al fierului. Fe2O3 are cteva modificaii: , , . Fe2O3 reprezint pulbere de culoare roie-brun, este insolubil n ap. Se obine la arderea piritei:

22

Fe2O3 manifest proprieti slab pronunate de oxid amfoter. La interaciunea cu acizii, formeaz srurile fierului (III), iar la interaciunea cu alcalii sruri, n ale cror moleculele fierul face parte din restul acid: Fe2O3 + 6HCL = 2FeCl3 + 3H2O

Oxidul de fier (III) poate fi redus cu hidrogen pn la oxid de fier(II): Fe2O3 + H2 2FeO + H2O interaciunea srurilor fierului(III) cu alcaliile: FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl Fe(OH)3 este o substan de culoare brun-roie insolubil n ap. Hidroxidul de fier(III) este o baz mai slab dect Fe(OH)2 i manifest proprieti amfotere. Interacioneaz cu acizii formnd srurile fierului (III), iar cu alcaliile formeaz compui compleci: 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO)4 + 3H2O Fe(OH)3 + 3KOH = K3[Fe(OH)6] Compuii fierului(II) posed proprieti reductoare, interacionnd cu oxidanii puternici (K2Cr2O7, KMnO4 etc.). Ca rezultat, Fe(II) se oxideaz pn la Fe(III): 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

Dintre srurile fierului cele mai des sunt ntrebuinate: cristalohidratul sulfatului de fier(II) FeSO4 7H2O, cristalohidratul clorurii de fier(III) FeCl3 6H2O se folosete n calitate de coagulant la purificarea apei, precum i ca mordant la colorarea esturilor. Fe(NO3)3 9H2O este folosit n calitate de mordant la vopsirea esturilor de bumbac.

23

29. Ce elemente chimice au atomi i ioni cu configuraia electronic 1s22s22p63s23p6. Argumentai rspunsul. Atomul elementului chimic cu configuraia electronic 1s22s22p63s23p6 are n componena sa 18 electroni i deci acest element are numrul de ordine 18. Acesta este argonul, gaz inert, situat n perioada a III-a , grupa a VIII-a a sistemului periodic al elementelor chimice. Aceeai configuraie pot obine atomii elementelor chimice din aceeai perioad, care au un numr de electroni pe ultimul nivel electronic mai mic de opt i mai mare de patru (la interaciunea chimic atomii acestor elemente adiioneaz electroni): Cl + S+2 P+3 C+4 = Cl = S2 = P3 = C4

Atomii elementelor chimice situate n perioada IV care la interaciunea chimic cedeaz toi electronii de orbitalii 3d i 4s obin, de asemenea, configuraia electronic 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+ i Ti+4 au configuraia 1s22s22p63s23p6. 30. Asupra amestecului din cupru i oxid de cupru (II) cu masa 75g s-a acionat excesiv cu acid azotic concentrat. n consecin, s-a degajat gaz cu volumul 26,88 l (c.n.). Determinai partea de mas a oxidului de cupru (II) n amestecul iniial. - Se scriu ecuaiile reaciilor respective:

CuO + 2HNO3(c) = Cu(NO3)2 + H2O Conform ecuaiilor reaciilor, substan n stare gazoas se obine numai la interaciunea cuprului cu acid azotic.

24

- Se determin cantitatea de substan de Cu (moli), la a crei interaciune s-au degajat 26,88 l de NO2:

- Se determin 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 determin masa oxidului de cupru i partea de mas a lui n amestec: m(CuO) = m(Cu+CuO) - m(Cu) = 75 g 38,1276 g = 36,8724 g;

Rspuns: Partea de mas a oxidului de cupru n amestec constituie 49,16%. 31. Scriei ecuaiile reaciilor, cu ajutorul crora din metan i reageni anorganici se poate obine 1-butanol.

32. La arderea unei substane organice cu masa de 2,3g ce conine C, H, O, s-a obinut oxid de carbon (IV) cu masa 4,4g i ap cu masa 2,7g. Densitatea relativ a vaporilor acestei substane dup aer este egal cu 1,587. Determinai formula chimic a substanei. Se scrie ecuaia reaciei n form general:

25

CxHyOz + O2 = xCO2 + y/2 H2O; - Se determin masa carbonului i a hidrogenului, care se conine n proba substanei organice: M(CO2) = 44 g/mol; M(C) = 12 g/mol; 1 mol de CO2 conine 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/mol 1 mol de H2O conine 2 moli H 18 g (H2O) --------- 2 g (H) 2,7 g (H2O) --------- p g (H)

Se determin 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 determin raportul molar al elementelor n substan:

Astfel, formula cea mai simpl a substanei este C2H6O Masa molar a substanei este egal cu: M(x) = Daer Maer = 1,587 29 = 46 g/mol - Se determin masa molar a substanei cu formula C2H6O: M(C2H6O) = 24 + 6 + 16 = 46 g/mol Substana supus arderii are formula C2H6O.

26

Rspuns: Substana supus arderii are formula chimic C2H6O i poate fi alcoolul etilic C2H5OH sau eterul dimetilic H3COCH3. 33.Acizii: definiii, clasificri, proprieti, ci de obinere. Se numesc acizi electroliii la a cror disociere se formeaz n calitate de cationi numai ioni de hidrogen. n form general, disociaia electrolitic a acizilor se prezint n felul urmtor: HnA nH+ + AnPornind de la teoria protonic, propus de I.Bronsted, acizi sunt substane, care n procesul reaciei chimice cedeaz protoni. Conform teoriei disociaiei electrolitice, proprietile generale ale acizilor (gustul acru, schimbarea culorii indicatorilor, interaciunea cu bazele, cu oxizii bazici i cu srurile) sunt condiionate de prezena ionilor de hidrogen n soluiile lor. Numrul de ioni de hidrogen, care se obin la disociaia unei molecule de acid, determin bazicitatea acestui acid. Astfel deosebim acizi mono-, bi- i tribazici. Acizii polibazici disociaz n trepte. De exemplu: H3PO4 H+ + H+ + H+ + (treapta I-a) (treapta a II-a) (treapta a III-a)

Gradul de disociere a acizilor polibazici se micoreaz odat cu mrirea treptei de disociaie. n soluiile acestor acizi sunt prezente produsele disociaiei tuturor treptelor. n funcie de componena restului acid, acizii se clasific n acizi oxigenai (restul acid conine oxigen) i acizi neoxigenai (restul acid nu conine oxigen). Acizii neoxigenai se obin la dizolvarea n ap a produselor interaciunii directe a nemetalului cu hidrogenul: Cl2(gaz) + H2(gaz) = 2HCl(gaz) Acizii oxigenai pot fi obinui la interaciunea oxizilor acizi respectivi (anhidridelor acide) cu apa. Dei tehnologiile industriale de obinere a acestor acizi se deosebesc, pentru majoritatea sunt caracteristice urmtoarele etape:

27

a obinerea oxidului respectiv din materia prim, a crei obinere, la rndul ei, are cteva etape; b- interaciunea oxidului cu apa. La obinerea acidului azotic, drept materie prim servete amoniacul: 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O 2NO + O2 = 2NO2 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 Oxidul de sulf(VI), necesar la producerea acidului sulfuric, se obine la prjirea piritei: 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 2SO2 + O2 = 2SO3 SO3 + H2O = H2SO4 Toi acizii pot fi obinui prin reaciile de schimb dintre srurile respective i alt acid: Ba(NO3)2 + H2SO4(conc.) = BaSO4 + 2HNO3 Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3 Proprietile chimice ale acizilor pot fi clasificate n dou grupe: a proprieti comune, cauzate de prezena ionilor de hidrogen n soluii; b proprieti specifice, caracteristice acizilor concrei. Ionul de hidrogen poate participa n reacii de oxido-reducere i n reacii de combinare cu particule ce posed sarcin negativ. Interaciunea acizilor cu metalele, situate n irul activitii mai la stnga de hidrogen, aparine primului tip de reacii (de oxido-reducere): Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 Reaciile acizilor cu bazele sau cu oxizii bazici i amfoteri fac parte din cel de-al II-lea tip de reacii (de combinare): H2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO4 + 2H2O MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O Proprietile specifice ale acizilor sunt n legtur direct cu proprietile redox ale restului acid. Acizii, ale cror resturi acide nu conin oxigen, n reaciile de oxido-reducere, pot fi numai reductori: 2KMnO4 + 16HCl = 5Cl2 + 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O 28

Acizii care conin oxigen, n reaciile de oxido-reducere, pot s se oxideze, dac atomul central se afl ntr-o stare intermediar de oxidoreducere: H2SO3 + Cl2 + H2O = H2SO4 + 2HCl proprieti de oxidant puternic: S + 2HNO3 = H2SO4 + 2NO C + H2SO4 = CO2 + SO + H2O 6HCl + 2HNO3(conc.) = 3Cl2 + 2NO + 4H2O Cu + 4HNO3(conc.) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Acizii interacioneaz cu srurile. Pentru ca reacia s se desfoare, este necesar ca n urma reaciei s se obin un produs puin solubil, un electrolit slab sau s se degaje un gaz: AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3 HCl + CH3COONa = CH3COOH + NaCl Na2SO3 + 2HCl = SO2 + 2NaCl + H2O Soluiile tuturor acizilor solubili coloreaz hrtia de indicator universal n rou, fapt ce denot prezena ionilor de hidrogen n soluii.

34. n anumite condiii reacia clorurii de hidrogen cu oxigenul este reversibil: 4HCl (g) + O2(g) = 2Cl2 (g) + 2H2O H = -116,4 kJ

Variaia cror parametri va favoriza deplasarea echilibrului chimic n direcia obinerii clorului? 4HCl (g) + O2(g) 2Cl2 (g) + 2H2O H = -116,4 kJ

Reacia direct este exotermic, deoarece entalpia este negativ, iar cea indirect este endotermic. Conform principiului lui Le Chatelier, dac asupra unui sistem n stare de echilibru dinamic se acioneaz din exterior, atunci echilibrul se deplaseaz n direcia acelei reacii, care diminueaz aceast aciune. Prin aciune din exterior se subnelege modificarea uneia dintre condiiile care determin starea de echilibru (concentraia componenilor; temperatura, n cazul reaciilor care se desfoar cu modificarea entalpiei; presiunea n cazul prezenei mcar a unui component n stare gazoas). La interaciunea clorurii de hidrogen cu oxigenul, echilibrul poate fi deplasat n direcia obinerii clorului:

29

a. la micorarea temperaturii; b. la micorarea concentraiei clorului (evacuarea Cl2 din sistem) c. la mrirea presiunii sistemului reactant (volumul substanelor gazoase iniiale este de 2,5 ori mai mare dect volumul substanelor gazoase finale 4 moli HCl(g) + 1 mol O2(g) = 2 moli Cl2(g)).

35. Scriei ecuaiile reaciilor cu ajutorul crora pot fi realizate urmtoarele transformri: Fe2O3 Fe2(SO4)3 Fe(OH)3 FeCl3 Fe(NO3)3 Fe2O3 1. 2. 3. 4. 5. 36. Carbura de calciu tehnic cu masa egal cu 20,00 g a fost tratat cu ap n exces. La trecerea acetilenei obinute prin ap de brom s-a obinut 1,1,2,2-tetrabrometan cu masa 86,50 g. Calculai partea de mas a CaC2 n carbura tehnic. - Se scrie ecuaia reaciei de interaciune a etinei cu bromul n exces: HC CH + 2Br2 = Br2HCCHBr2 - Se determin cantitatea de substan de 1, 1, 2, 2 tetabrometan ce se conine n 86,5 g de substan: M(C2H2Br4) = 345,6 g/mol; Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O Fe2(SO4)3 + 6NaOH = 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4 Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O FeCl3 + 3AgNO3 = 3AgCl + Fe(NO3)3

Conform ecuaiei reaciei (C2H2) = (C2H2Br4) = 0,25 moli - Se scrie ecuaia reaciei de obinere a etinei din carbur de calciu: CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2 Din ecuaia reaciei (C2H2) = (CaC2) = 0,25 moli: - Se determin masa carburii de calciu:

30

m(x) = (x) M(x); M(CaC2) = 64 g/mol; m(CaC2) = 0,25 moli 64 g/moli = 16 g (CaC2) - Se determin partea de mas a carburii de calciu n proba tehnic:

Rspuns: Partea de mas a carburii de calciu n proba tehnic constituie 80% 37. S se determine formula aminei primare cu prile de mas ale elementelor egale cu: C 61,05%, H - 15,30%, N - 23,70%. Aminele reprezint compui organici, obinui prin substituia atomilor de hidrogen din molecula amoniacului cu radicali ai hidrocarburilor. n funcie de numrul atomilor de hidrogen substituii, aminele se mpart n: a. amine primare (este substituit un atom d hidrogen); b. amine secundare (sunt substituii doi atomi de hidrogen); c. amine teriare - (sunt substituii toi trei atomii de hidrogen). n problem este indicat amina primar, formula ei general este R-NH2. - Se determin masele elementelor ce se conin n 100 g de amin: - Se alctuiete raportul cantitilor de substan a elementelor n amin:

;

- Se alctuiete raportul cantitilor de substan al elementelor n amin:

31

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

(C)

:

(H)

:

(N)

= 3 : 9 : 1;

Toate valorile se mpart la cea mai mic valoare: (C)

:

(H)

:

(N)

= 3 : 9 : 1;

Acesta este raportul atomilor de C, H i N n amina dat. Astfel, formula aminei este C3H9N sau C3H7NH2. Rspuns: Amina cu aa pri de mas a elementelor este propilamina C3H7NH2 38. Scriei ecuaiile reaciilor chimice cu ajutorul crora se pot realiza urmtoarele transformri:

2) NH3 + HCl = NH4Cl 3) 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O 4) 2NO + 2O2 = 2NO2 5) 4NO2 +2H2O + O2 = 4HNO3

32

39.In ce raport molar se precipit srurile de Ag dintr-o soluie ce conine mase egale de NaCl i KI atunci cnd acestea se trateaz cu AgNO3. Se dau greutile atomice : Ag = 108 Na = 23 I = 127 K = 39 Rezolvare :AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3

AgNO3

+ 2 KI

AgI

+

2 KNO3

-

se calc nr de moli : n1 = m1 M1 MKI = m 166 n2 = m2 M2

= m M MNaCl = m 58,5

m1 -- m1 / M1 -- m1 m2 m2 m2 / M2 M1 M2 => M1 -- 166 -- 2,84 M2 58,5 40.La barbotarea n exces a H2S n 33,75 g soluie CuCl2 s-au format 2,4 g precipitat.Care a fost concentraia procentual a soluiei iniiale ? Se dau greutaile atomice pt : Cu = 64 S = 32 Cl = 35,5 H=1 M CuCl2 = 135 M H2S = 96 Rezolvare: M=96 SH2 + M=135 CuCl2 m=33,75 2 ClH + CuS m=2,4 33

96 g CuS..32 g S..64 g Cu 2,4 g Cusx.y X = 2,4 32 -- 0,8 96 135 g CuCl264 g Cu z..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 amestec 10 ml soluie CuSO4 10 % (densitatea = 1.1 g / cm) cu 10 ml soluie CuSO4 1 % (densit 2 = 1 g / cm). Ce concentraie molar are soluia obinut dac densitatea = 1.05 g / cm? Se dau masele moleculare pt: CuSO4 = 160 Rezolvare : m1C1 m2C2 = C3 (m1 + m2) = m V => m = V y = 2,4 64 -- 1,6 96

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

34

42.La 41,6 g soluie BaCl2 10 % , sa adugat o mas de soluie Na2CO3 15 %. In filtratul rezultat dup separarea precipitatului a trebuit adugat 43,8 g soluie HCl 5 % pentru ca s nu se mai observe degajarea gazului. Ce mas de soluie Na2CO3 s-a utilizat n experiment ? Se dau : M Na2CO3 = 106 M BaCl2 = 208 M HCl = 36,5 Rezolvare: M=208 BaCl2 m =41,6 M=106 + Na2CO3 x BaCO3 + 2 NaCl

x = 41,6 106 -- 21,2 g Na2CO3 208 M= 106 Na2CO3 y M= 36,5 2 ClH m= 21,2

+

2 NaCl

+

H2CO3

y = 106 21,2 -- 30,78 2 36,5 100 g sol.5 g HCl 43,8 g solz 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 : => ms = 51,98 100 -- 346,53 g 15

15 = 51,98 . 100 ms

35

43.Se dilueaz un volum de NaCl 10 % cu densitatea = 1,07 g / cm la dublu. Ce concentraie molar are soluia obinut dac densitatea se aproximeaz cu 1 ? Ce C % are soluia care se obine prin evaporarea unei cantiti de solvent egal cu jumtate din cea coninut iniial ? C % 1 = 10 C%2=? m1 C1 = m2 C2 m1 = 1 V1 m2 = 2 V2 1 V1 C1 = 2 2V C2 cantitatea de solut: 45 + 10 = 55 1,07 10 = 1 2 C2 C2 = 1,07 10 1 -- 5,35 2 100 10 = 90 (total soluie) => 1 / 2 din soluie = 45 10 g subst..55 g sol 1 x.100 g sol x = 100 10 -- 18,18 (Cm) 55 44.Se prepar 840 g soluie AgNO3 8,5 % pentru a fi folosit astfel : - n 40 g soluie AgNO3 se introduce o plcut de Cu de 100 g i se las un timp ndelungat ; - restul soluiei se trateaz cu 25 g amestec NaCl + KI ; Calculai : a. masa plcuei la sfritul reaciei b. concentraia procentual a amestecului de halogenuri Rezolvare : 100 g sol..........................8,5 g AgNO3 40 g sol...........................x x = 40 8,5 -- 3,4 g 100 (C %)

36

Cu

+

2 AgNO3

Cu(NO3)2

+

2 Ag

1 mol AgNO3.170 g y moli..3,4 g y = 3,4 1 -- 0,02 moli AgNO3 170 2 moli AgNO3..................1 mol Cu(NO3)2..2 moli Ag 0,02 moli AgNO3..z.t z = 0,02 1 -- 0,01 2 t = 0,02 2 -- 0,02 2 1 mol Ag.108 g Ag 0,02 moli Agx` x` = 0,02 108 -- 2,16 g Ag 1 Masa placu: = 100 g (iniial) - 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 solz` g AgNO3 100 g..8,5 AgNO3 z` = 8,5 800 -- 68 g AgNO3 100 AgNO3 + NaCl AgCl + NaNO3

m NaCl + m KI = 25 58,5 a + 166 b = 25 a 170 + 170 b = 68 AgNO3 + KI AgI + KNO3 37

58,5 a - 166 b = 25 a + b = 0,4 166 b = 25 -58,5 b = - 23,40 107,5 b = 1,6 b = 1,6 -- 0,015 107,5 a + 0,015 = 0,4 a = 0,4 0,015 a = 0,385 a = 0,385 58,5 = 12,52 NaCl b = 166 0,015 = 2,49 KI

/ (-58,5)

25 g amestec22,52 g NaCl..2,49 g KI 100 g amestecx ``.y`` x`` = 100 22,52 -- 90 g NaCl 25 y`` = 100 2,49 -- 9,96 g KI 25 45.Se dizolv 3,855 g amestec KBr, NaCl, BaCl2.Soluia obinut se trateaz cu o soluie proaspt de AgNO3 iar precipitatul format se separ i se cntrete, gsindu-se c el are masa 6,185 g. Soluia rmas dup separarea precipitatului este tratat cu soluie de acid sulfuric n exces, obinndu-se un precipitat cu masa de 2,33 g. S se calculeze compoziia procentual n procente de mas a amestecului solid de KBr, NaCl, BaCl2 analizat. Se d A pt: Ag = 108 Br = 80 Cl2 = 35,5 Rezolvare: KBr M= 119 + KNO3 + AgBr2 M= 188 K = 39 S = 32 Na = 23 O2 = 16 Ba = 137 N = 14

AgNO3

38

NaNO3 M= 58,5

+

AgNO3

NaNO3

+

AgCl M= 143,5

BaCl2 M= 208

+

2 AgNO3

Ba(NO3)2

+

2 AgCl M= 143,5

m KBr + m NaCl + m BaCl2 = 3,855 g m AgBr + m1 AgCl + m2 AgCl = 6,185 (Na) (Ba) x Ba(NO3)2 M= 208 + H2SO4 m= 2,33 BaSO4 M= 233 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 KBrM KBr m AgBr..M AgBr m KBr = m AgBr 119 188 m AgBr = m KBr 188 119 + 2 HNO3

39

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 msurat n condiii normale (p=1 atm, i T=0 C) este necesar pentru a obine 93 g anilin prin reducerea catalitic a nitrobenzenului la un randament de 95 %? Se dau masele moleculare : M nitrobenzen = 121 M anilin = 93 Rezolvare :

40

NO2 + 3 H2

NH2 + 2 HOH

= Cp . 100 Ct

=>

95 = 93 . 100 Ct

Ct = 100 93 -- 97,89 nitrobenzen (masa de nitrobenzene) 95 calculm masa de hydrogen x = 3 97,89 -- 3,15 g hidrogen 93 3,51 22,4 = 70,56 volume de H2

47.S se calculeze debitul volumetric Qv n m / s, m / h, l / min la transportul unui volum de ap de 200 l cu pompa centrifug ntr-un timp de 1 h 15 min 15 s. Rezolvare : V = 200 l = 0,2 m t = 1 h 15 min 15 s = 3600 + 15 60 + 15 = 4515 s Qv = V t 0,2 m4515 s x m1 s x = 1 0,2 4515 0,2 m4515 s y m3600 s y = 3600 0,2 = 0,1594 m / h 4515 0,1594 m3600 s z m.60 s 41 = 0,0000443 m / s

z = 60 0,1594 = 0,0026 m / min 3600 48.Care este masa atomic a Fierului cunoscnd abundena izotopilor naturali ai acestui element ( n % molare) :54 56 57 58

Fe (5,9%) Rezolvare :

Fe (91,6%)

Fe (2,2%)

Fe (0,3%)

A Fe = 5,9 54 + 91,6 100 100

56 + 2,2 57 + 0,3 100 100

58 = 55,91

49.Timpul de njumtire al unui izotop radioactiv este t = 3 ore. Care este cantitatea rmas nedezintegrat dup 18 ore din 200 grame de izotop care s-a dezintegrat ? Rezolvare: _ m = m0 et 1

= ln2 -- 0,693 -- 0,231 ore t 34,158

m = 200 e

= 200 1 -- 3,12 g 63,9

50.Se dizolv 2,8 g KOH n ap obinndu-se 250 mL soluie. 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 cantiti de NaCl i de HOH se amestec pentru a prepara 15 litri de saramur de concentraie 10 % (d soluie = 1 g / mL) ? Rezolvare : Solut (1) + solvent (2) = soluie m1 m2

42

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.n ce volum de soluie de MgSO4 cu concentraia 0,1 N sunt coninute 0,6 g sare (masa molecular a MgSO4 este 120 g / mol) ? Rezolvare : CN = m E V(L) => V(L) = m E CN

EMgSO4 = M -- 120 -- 60 2 2 V(L) = 0,6 -- 0,1 L = 100 mL 60 0,1 53.Pentru a prepara o soluie de sod caustic de concentraie 10% avem la dispoziie dou soluii : una de concentraie 8% i alta de concentraie 16%. n ce raport masic r = m1(8%) / m2 (16%) trebuie amestecate cele 2 soluii ? Rezolvare : mf = m1 + m2 mf Cf = m1 C1 + m2 C2 m1 -- C2 - Cf -- 16 10 -- 3 m2 C1 - C1 10 8 54.Cte grame KMnO4 sunt necesare pentru a prepara 1,0 L soluie 0,100 N, dac aceasta se va folosi n reducere la Mn (2+) , respectiv la MnO2? (masa molec a KMnO4 = 158) Rezolvare:

43

MnO4-

+

5e

-

+

8 H

+

Mn

2+

+

4 HOH

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 MnO4+

+

3e

+

4 H

MnO2

+

2 HOH

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 soluie de H2SO4 37% are d = 1,280 g / mL. a) ci mL ap trebuie adugai la 10,0 mL soluie pentru a prepara o soluie 2 N (d = 1,064 g / mL) ? b) care este titrul soluiei 2 N obinute ? (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 = mH2SO4 -- m i sol Cp -- 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

d apa b) T = m -- CN E -- 2 49 -- 0,0980 g / mL V 1000 1000 56.Care este concentraia procentual a oxigenului respectiv CO2 cnd se dizolv ntr-un litru de ap ( d = 1 g / mL) la 0C i 1 atm ? Ca date de referin solubilitile acestor gaze sunt : 0,049 L O2 / L ap i 1,710 L CO2 / L ap; R = 0,082 atm L / mol K. Rezolvare: pV = 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.S se determine fraciile molare ale componentelor unei soluii de NaOH 3 molal. Rezolvare : v NaOH = Cm = 3 moli v H2O = m ap -- 1000 -- 55,55 moli ap 18 x NaOH = v NaOH -- 3 -- 0,051 v NaoH + v ap 3 + 55,55 x ap = 1 x NaOH = 1 0,051 = 0,949 58.Se amestec 50 mL soluie acid sulfuric 0,2 M cu 100 mL soluie acid sulfuric 0,2

45

59.Care este entalpia de formare standard a etanului cunoscnd urmtoarele valori ale energiilor de legtur (n kcal) : C C = 58,6 H H = 103,4 i Hvap a carbonului egal cu 125 kcal / mol ? Rezolvare:2 C (s) + 3 H 2 (g) H3C CH3 (g)

Hf = 2 Hvap + 3 H H - 6 C H - C C Hf = 2 125 + 3 103,4 6 87,3 58,6 = 560,0 582,4 = - 22,2 kcal / mol 60.Care este cantitatea de pete (n kg) care ar trebui s fie consumat pentru a rezulta doza letal de mercur, dac petele infestat conine 30 ppm n greutate mercur ? Se consider c tot mercurul, a crui doz letal din pete este 0,20 g, se gsete n organismul acestuia sub form de clorur 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 Hg 0,20 g HgCl2...............................DLHg DLHg = 200,6 0,2 -- 0,1477 g 271,66

1 kg pete................................30 10 kg = 30 10 g Hg x..............................................0,1477 g Hg x = 0,1477 -- 4,9 kg pete 30 10 61.Motorul unui automobil n funciune produce un gaz toxic, CO, cu un debit de cca 188 g pe or. O main este lsat s funcioneze ntr-un garaj fr ventilaie, cu dimensiunile 6,0 m x 4,0 m x 2,2, m la 20C. a. s se calculeze ci moli de CO se produc pe minut b. n ct timp se va atinge n acest garaj concentraia letal de 1000 ppm CO ?

46

Rezolvare : a. 28 g CO.................22,4 L CO 188 g CO...............x x = 188 . 22,4 -- 150 L / or 28 V = Po Vo . T -- 150 . 293 -- 161 L / or To P 273 = (161 / 22,4) -- 0,120 moli / minut 60 b. volum = 6 4 2,2 = 52,8 m = 52,8 10 dm 1000000 L.......................1000 L CO 52,8 10 L.....................x x = 52,8 10 1000 -- 52,8 L CO 1000000 = 52,8 L -- 19,67 minute (161 60) 62.Ce volum de clor se degaj prin reacia dintre 1 litru soluie HCl 0,3 N i MnO2 pn la consumul total al dioxidului de mangan ? Rezolvare : m HCl = 0,3 36,5 = 10,95

4 ClH

+

MnO2

Cl2

+

MnCl2

+

2 HOH

4 36,5 g HCl22,4 L Cl2 10,95 g HClx L Cl2 x = 22,4 10,95 -- 1,68 L Cl2 4 36,5 63.Studiul termodinamic al echilibrului

H2

+

I2

2 HI47

La 600C a stabilit c la un raport al reactanilor 2;1, constanta de echilibru este 70, iar la un raport 1:1 i in condiii standard, valoarea acesteia este egal cu 0,59. a. care este compoziia amestecului la echilibru (n % molare) la 600C ? b. care este compoziia (n % volum) a amestecului gazos rezultat prin reacie n condiii standard ? Rezolvare : a. H2 2 2-x + I2 2 1-x 2 HI 0 2x initial ech

V = 0 => Kp = Kc = Kx = Kn Kn = (2x) -- 70 => x = ~ 0,95 (2-x) (1-x) H2 = 1,05 moli; I2 = 0,05 moli; HI = 1,9 moli 1,05 . 100 -- 35 % H2 3 0,05 . 100 -- 1,7 % I2 3 1,9 . 100 -- 63,3 % HI 3 b. H2 g + I2 s 2 HI g

Kp = pHI -- 0,59 pH2 v = 1 => Kp = Kx Kx = xHI -- 0,59 x H2 x H2 + x HI = 1

48

xHI = 0,5278 52,78 % xH2 = 0,4722 47,22 % 64.a.Care este densitatea clorului n raport cu aerul? b.Care este masa clorului dizolvat in 7,5 L ap, cunoscnd c solubilitatea clorului la 15C este 2,6 L clor / ap ? c.Care este volumul obinut (c.n.) prin evaporarea a 10 L de clor lichid cu densitatea de 1,5 g / cm ? ACl = 35,5 Rezolvare : a. 71 -- 2,457 28,9 b. 2,6 7,5 = 19,5 L Cl2 19,5 . 71 -- 61,8 g 22,4 c. m = V d = 1,5 10 g / L 10 L = 15 kg V = 15 . 22,4 -- 4,73 m 71 65.O ton de pirit cu 20 % impuriti este materia prim pentru obinerea acidului sulfuric, printr-un proces care are randament 85 %. Acidul sulfuric obinut se ntrebuineaz : a) jumtate din cantitate pentru a obine sulfat de Cu b) Jumtate de cantitate pentru a obine sulfat de Na Se cere : 1) volumul de SO2 rezultat din reacia (a) 2) volumul de solutie NaOH 1 N necesar pentru neutralizarea reaciei (b) AFe = 56 As = 32 Ao = 16 ANa = 23 Rezolvare : 1)

4 FeS2SO2 +

+

11 O21/2 O2

=

2 Fe2O3SO3

+

8 SO2

49

SO3

+

HOH

H2SO4

MFeS2 = 120 m H2SO4 = 0,8 1000 . 0,85 . 8 . 98 = 1110,6 kg 4 120

2 H2SO4

+

Cu

CuSO4

+

SO2

+

2 HOH

2 98 kg H2SO4..22,4 m SO2 1110,6 kg H2SO4x x = 1110,6 22,4 -- 63,5 m SO2 2 98 2 2) 2 NaOH + Na2SO4 + 2 HOH

H2SO4

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 m sol NaOH 1 N 40 66.Cte grame de SO3 trebuie s se dizolv n 100 g de soluie de acid sulfuric 91 % pentru a obine oleum de 30 % ? Rezolvare : SO3 + H2O = H2SO4

100 g soluie 91 % conine : 91 g H2SO4 i 9 g H2O 18 g H2O..80 g SO3 9 g H2O..x x = 9 80 -- 40 g SO3 18 adugnd 40 g SO3 se obin 140 g H2SO4 100 %, solvent pentru SO3, cu care se prepar soluie de oleum 30 %. 50

100 g sol oleum30 g SO3 (100 + y) g oleum.y g SO3 (100 + y) 30 = 100 y y = 60 g SO3 - n total => m SO3 = 40 + 60 =100 g SO3

67.Solubilitatea NaCl la 80C este 38 g/100 g ap, iar la 0C are valoarea 36 g/100 g ap. Ce cantitate de NaCl se separ prin rcirea a 800 g soluie saturat de la 80C pn la 0C ? Rezolvare : -masa soluiei iniiale : 38 + 100 = 138 g -compoziia soluiei iniiale, la 80C : mi NaCl = m sol 38 -- 800 38 -- 220,3 g NaCl 138 138 mi HOH = 800 220,3 = 579,7 g HOH -compoziia soluiei la 0C : m f = 36 579,7 -- 208,7 g NaCl 100 => se separ : m = 220,3 208,7 = 11,6 g NaCl

68.Care din urmtoarele reacii permit obinerea NaOH ?

a. Na + HOH KOH b. NaNO3 +c. Na2O d. e. Na + + HOH KOH Ba(OH)2 +

Na2SO4

Rspunsuri:

a. Na

+

HOH

NaOH

+

1/2 H 2

51

c. Na2O e.

+

HOH + Ba(OH)2

2 NaOH

+

H2O2 + BaSO4

Na2SO4

2 NaOH

69.Un amestec de NaOH i KOH cu masa 17,90 g se trateaz cu HCl n exces. A rezultat un amestec de NaCl i KCl cu masa de 25,2 grame. Care a fost compoziia amestecului iniial de hidroxizi ? Rezolvare : NaOH 40 x + (aq) + HCl Na + (aq) + 58,5 a (aq) Cl (aq) + HOH

KOH 56 y

+

HCl

K

+ 74,5 b

Cl

+

HOH

a = 58,5 . x 40 => b = 74,5 . y 56 x = 10,75 g y = 7,15 g

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

=>

=>

NaOH = 60 % KOH = 40 %

70.Prin calcinare 7,75 grame de carbonat de sodiu cristalizat pierde 1,125 g ap. Care este formula cristalohidratului ? Rezolvare : - formula cristalohidratului : Na2CO3 xH2O (106 + 18 x) g 7,75 g Na2CO3 xH2O Na2CO3 + xH2O 18 x g 1,125 g

52

(106 + 18 x) 1,125 = 7,75 18 x 20,25 x + 119,25 = 139,5 x 119,25 x = 119,25 x => x = 1 formula cristalohidratului real : Na2CO3 H2O

71.care este echivalentul gram al KClO3 care reacioneaz conform reaciei: KClO3 KClO4 + KCl Rezolvare:+1 +5 -2 +1 +7 -2 +1 -1

4 KClO3

3 KClO4

+

KCl

-2e +5 Cl +6 e

Cl Cl

+7

-

E = 4 MKClO3 -- 2 . MKClO3 = 122,5 -- 40,8 g 6 3 3 72.Prin fierberea unei soluii de bicarbonate de sodium se obine o soluie de carbonat de sodium. Care a fost concentraia soluiei iniiale dac concentraia procentual a solutiei de sod astfel obinut este 5, 83 ? Rezolvare :2 NaHCO3 Na2CO3 + HOH + CO2

2 84 g -

106 g

44 g

la 100 grame soluie final:

m Na2CO3 = 5,83 g m CO2 = 5,83 . 44 -- 2,42 g CO2 106 53

m NaHCO3 = 5,83 . 2 . 84 -- 9,24 g NaHCO3 106 mi sol = m f CiNaHCO3 sol

+ m CO2 = 100 + 2,42 = 102,42 g

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

73.Se amestec 200 g soluie NaOH 11 % cu densitatea d = 1,12 g / cm cu 800 g soluie 33 % cu d = 1,36 g/cm i cu 400 cm de ap distilat. Care este concentraia soluiei finale exprimat procentulual Cp, molar Cm, i 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 = CN 286 40 1166,8 1000f

-- 6,13 mol / L

f

= CM

= 6,13 val / L

74.La trecerea unei cantitti de electricitate de 15000 A H printr-o celul de electroliz a naCl, cu diafragm, se obine NaOh cu randament de 90 %. Se cere : a) care este producia de NaOH, n kg / or ? b) volumul solutiei de naCl consumat n litri / or. Concentraia soluiei initiale este 300 g/L, iar la ieirea din celul este 290 g/L. Se d F = 96500 C mol Rezolvare ; a) m NaOH = M . l . Q -40 . 15000 . 0,9 -- 20145 g -- 20,1 kg

54

nF

1 96500

b) NaOH = 20145 -- 503,6 moli 40 NaOH = 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 soluie / or 10 75.Se dizolv 286 g Na2CO3 10 H2O ntr-o cantitate de ap, astfel nct s se formeze o solutie saturat la 30C. Se cere ; a) masa de ap necesar, dac solubilitatea carbonatului de sodiu anhidru, la 30c este 29 b) concentraia procentual i molal a solutiei saturate, la 30C c) solubilitatea Na2CO3 la 10C, tiind c la 10C se depun 183,7 g Na2CO3 H2O Rezolvare ; Na2CO3 10 H2O are masa molar (106 g Na2CO3 + 180 g ap) 1 mol Na2CO3 10 H2O = 286 g a) (180 + x)g ap106 g Na2CO3 100 g ap.29 g Na2CO3 (100 + x) 29 = 100 106 x = 185,5 g ap b) masa soluiei = (185,5 + 180) g ap + 106 g Na2CO3 = 471,5 g Cp = 106 . 100 = 22,5 % 471,5 1 mol Na2CO3.365,5 g sol m.1000 g

55

m = 2,74 mol / kg c) 183,7 g reprezint 183,7 -- 0,64 moli Na2CO3 10 H2O 286 (180 + x 18 10 0,64) g ap(106 106 0,64) g Na2CO3 100 g..s (10C) s (10C) = 106 106 0,64 . 100 -- 3816 -- 15,2 g Na2CO3 / 100 g ap 180 + 185,5 180 0,64 250,3 76.Ce mas echivalent are sulfatul de aluminiu care reacioneaz conform ecuaieiAl2(SO4)3 + 3 BaCl2 2 AlCl3 + 3 BaSO4

Rezolvare: E = M -- 2 27 + 3 96 -- 342 -- 57 g 2 3 6 6 77.Aliajul duraluminiu conine 95 % Al, 4,1 % Cu i adaosuri de Mg i Mn n cantiti mici. S se calculeze masa de aluminiu de puritate 90 % necesar obinerii 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 soluii de Al2(SO4)3 0,2 M n reacia :Al2(SO4)3 + 3 BaCl2 2 AlCl3 + 3 BaSO4

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

56

79.Ce cantitate de aluminiu este necesar pentru obinerea a 312 grame crom din Cr2O3 prin metoda aluminotermic? Rezolvare:

2 Al

+

Cr2O3

Al2O3

+

2 Cr

2 27 g Al2 52 g Cr x g Al..312 g Cr x = 312 5 -- 162 g 104 80. 6 grame amestec de Cu i Al s-a tratat cu HCl diluat i s-au colectat 3,7 litri H2 (c.n.). S se determine compozitia procentual a amestecului. Rezolvare : 2 Al n condiiile mentionate doar Al reacioneaz cu HCl + 6 H Cl 2 AlCl3 + 3 H2

2 27 g Al.3 22,4 L H2 x3,7 L H2 x = 54 3,7 -- 3 g (aproximativ) 3 22,4 3 . 100 -- 50 % Al 6 6 3 . 100 = 50 % Cu 3 81.Scriei ecuatiile chimice ale reaciilor hidroxidului de Al cu acidul clorhidric i hidroxidul de sodium. Ce afirmaii putei face pe baza acestor reacii? Rezolvare: Al(OH)3 Al(OH)3 + + 3 H Cl NaOH AlCl3 + 3 HOH

[Al(OH)4]Na

57

- aceste reacii atest caracterul amfoter al Al(OH)3 82.Completai ecuaiile chimice lacunare cu formulele omise ale reactanilor/produilor de reacie din reaciile de mai jos i stabilii coeficienii stoechiometrici corespunztori conform legilor fundamentale ale chimiei: A.B.

AlAl

++

3 O2HOH

ab + c

C. D.

Al Al

+ +

d e

AlCl3

+ AlCl3

H2

Rezolvare: A. 4 AlB. C. 2 Al

++

3 O26 HOH

2 Al2O32 Al(OH)3 2 AlCl3 + + 3 H2 3 H2

2 Al + 6 HCl + 3 Cl2

D. 2 Al

2 AlCl3

=> c: a = Al2O3 b = Al(OH)3 c = H2 d = HCl e = AlCl3 83.Care este reactantul partener n fiecare din urmtoarele transformri chimice ale Al i compuilor si?Al 1 2 Al2O3 AlCl3 3 Al(NO3)3 4 Al2(SO4)3 5 AlCl3

Rspunsul se va asocial cu numrul de ordine al transformrii (1 5) cu unul din reactanii (a g). a) HNO3 b) HCl c) Na2SO4 d) O2 e) BaCl2 f) AgNO3 g) H2SO4

58

Rezolvare: 1d 2 AlAl2O3 AlCl3

2b

3f

4g

5e Al2O32 AlCl3 + 3 HOH + 3 AgCl + 6 HNO3 Al(NO3)3

+ 3/2 O2+ + 6 HCl 3 AgNO3 + 3 H2SO4

2 Al(NO3)3

Al2(SO4)3

Al2(SO4)3

+

3 BaCl2

3 BaSO4

+

2 AlCl3

84.Ce cantiti de piatr vnt de ap se folosesc pentru a prepara 500 grame de solutie de concentraie 10 %? Rezolvare : M CuSO4 = 160 M CuSO4 5 H2O = 250 100 g sol10 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) n reacia cu Cu Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO + HOH

pe baza bilanului redox exprimat prin scrierea corect a ecuatiei chimice corespunztoare? Rezolvare :0 +5 +2 +2

3 Cu

+ 8 HNO3

3 Cu(NO3)2

+ 2 NO

+ 4 HOH

59

0

2+

Cu+5

-

2e

-

Cu+2

N

+

3e

-

N

E HNO3 = MHNO3 -- 63 -- 21 g ne 3 86. 200 grame de aliaj format din Cu i Zn a fost tratat cu 600 grame soluie de HCl 36,5 % degajndu-se 44,8 L H2 (c.n). Excesul de acid a fost neutralizat cu o soluie de KOH 10 %. S se determine : a) compoziia procentual a aliajului b) masa soluiei de KOH consumat la neutralizare Rezolvare : 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 Zn 146 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

60

mHCl

exces

= 219 146 = 73

mKOH = 2 56 = 112 g msol(KOH)

= 100 . -- 1120 g soluie 10 % 10

87.Ce volum de soluie 0,15 M CuSO4 se obine prin dizolvarea a 75 g CuSO4 5 H2O n ap ? ce volum de ap trebuie evaporat pentru ca solutia s fie de concentraie 0,5 N CuSO4 ? 88. 300 ml lapte se supun extraciei, pentru a extrage un gram de grsime. Presupunnd constanta de distribuie K = 2, ce este mai bine : a) o extracie cu 90 mL eter ? b) 3 extracii cu cte 30 mL eter ? Calculai cantitatea extras, in procente. Rezolvare : X % = K____ . 100 V + K Ve a) relaie pentru calculul cantitii extrase n %

me = ___2_____ . 100 -- 37,5 % extracie cu 90 mL eter 300 + 2 90 me 1 = __2 1_____ -- 2 -- 0,16 g 300 + 2 16 30

b)

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

61

0,11 100 = 11 % me - reprezint masa extras Rspuns : Masa final va fi : mf = me 1 + me 2 + me 3 = mf = 16 + 14 + 11 = 41 % cu c crete numrul de extracii, cu att va scdea cantitatea extras, de fiecare dat o extracie care se face cu o cantitate mare de solvent, ntr-o singur operaie va da rezultate slabe o extracie eficient se face dac extracia se repet cu cantiti mici de solvent 89. Un volum de 30 mL ap rezidual conine 0,1 g motorin. Se presupune extracia motorinei cu hexan. Care extracie va fi mai eficient ? a) o extracie cu 150 mL hexan b) 5 extracii cu cte 30 mL hexan Presupunnd K = 2, calculai cantitatea de motorin n ap dup fiecare extracie. Rezolvare: a) X = ___2___ . 100 -- 90,90 % 30 + 2 150 me 1 = __2 0,1____ -- 0,06 30 + 2 30 0,04 100 = 4 % (90,90 g)

b)

=> 0,1 - 0,06 = 0,04

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 %

62

me 4 = _2 0,014___ -- 0,009 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 colecteaz prin distilarea cu antrenare de vapori, dac se colecteaz 10 g de ap ? La 100C P ap = 750 mm Hg i P eugenol = 5 mm Hg. Rezolvare : Ga -- Pa Ma Gs Ps Ms 10 -- 750 18 Gs 5 164 => Gs = 0,60 g eugenol

91. Care va fi presiunea de vapori a unui amestec de 15 mL benzen cu M = 78 i densitatea 0,87 g/mL i 25 mL toluen cu densitatea 0,86 g/mL ? Presiunea de vapori a benzenului la 25C (p) = 86 mm Hg i p toluen = 39 mm Hg. S se exprime grafic variaia presiunii pariale i presiunea total fa de fracia molar. Rezolvare : Benzen : = m V => m = V m = 0,87 15 = 13,05 g benzen

1 mol78 g benzen x.13,05 g benzene x = 13,05 1 -- 0,16 moli benzen 78 X benzene = 0,16 -- 0,41 0,39 Pi = Pi Xi (41 %)

63

Pi = 87 0,41 = 35,67 mm Hg Toluen: m = 0,86 25 = 21,5 g toluen 1 mol toluen.92 g y21,5 g y = 21,5 1 -- 0,23 moli toluen 92 Xtoluen = 0,23 -- 0,59 0,39 (59 %)

Pi = 32 0,59 = 18,88 mm Hg presiunea total va fi: Pt = 35,67 + 18,88 = 54,55 mm Hg 92. Un amestec de etanol, heptan, benzen, acetat de etil s-a analizat prin cromatografia de gaz folosind un detector cu conductibilitate termic. S-au obinut picurii cu urmtoarele arii : 5 u.a. 9 u.a. 4 u.a. 7 u.a. . Factorii de corecie a ariilor au fost : 0,64 0,7 0,78 0,79. S se calculeze compoziia procentual a amestecului. Rezolvare : fi = Mi Aj % C = fi Ai____ i 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 ACETATDE ETIL

= 0,79 7 . 100 -- 29,89 % 18,5

Care este condiia pentru aplicarea factorului de corecie ? Rspuns : condiia folosirii normalizrii ariilor este ca toate componentele s dea un pic cromatografic.

64

93. Pentru analiza n cromatografia gazoas a colesterolului din snge, colesterolul se extrage cu cloroform. Extractul cloroformic din 10 mL snge la care s-a adugat 1 mg sitosterol, ca standard intern s-a concentrat la 1 mL prin evaporare cu azot. Din acest extract concentrat, se introduce n cromatograf un microlitru, obinndu-se pentru colesterol un pic de 2 u.a. iar pentru sitosterol un pic de 42 u.a. Care este cantitatea de colesterol n 100 mL snge, tiind c factorul de rspuns relativ este de 1,05 ? Rezolvare : % = Mi . 100 Mp 2__ -- 1,90 1,05 % C = fri . Ms Ai . 100 Mp As 1,05 . 1,2 -- 0,03 42

Mi fri = __Ar___ Ms As

=>

Mi 1,05 = _2__ 1 42

Mi = (1:42) 2 1,05 = 0,05 10 mL snge0,05 mg colesterol 1 mL snge.x mg colesterol x = 1 0,05 -- 0,005 mg colesterol 10 100 mL sngey mg colesterol y = 100 0,05 -- 0,5 mg colesterol 10 94. Stabilirea compoziiei acizilor grai in uleiul de floarea soarelui se face prin cromatografia de gaz a esterilor metilici a acizilor grai. La o prob de 50 mg ulei se adaug 2 mg de ester metilic al acidului undecanoic. Calculai compoziia procentual in acid oleic tiind c factorul relativ de rspuns este 1,12 i aria standardului intern este 5 u.a. i 75 u.a. pentru acid oleic. Rezolvare ;

65

fri = 1,12 Mi = 50 mg As = 5 u.a. Ai acid oleic = 75 u.a. % = fri . Ms Ai . 100 Mp As % = 1,12 . 2 75 . 100 -- 67,2 % acid oleic 50 5 95. Calculai K ntre fs i fm a unui compus cu tR (timp de retentie) de 500 secunde, dac s-a separat pe o coloan cu L = 20 m, dint = 0,32 mm. grosime = 0,4 milimicroni iar viteza medie liniar = 20 cm / s. Rezolvare : K = Cis Cim Ki = t`Ri . tmi

k = t`Ri tm = _r__ Rdf

tm = L

t M = _20____ -- 0,2 20 500 Ki = _t`Ri__ . _r__ t_ Rdf => Ki = 500 - 100 . 200 -- 800 100 96. Care este n (nr de talere) tiind c L = 10 m, dint = 0,32 mm i factorul de retenie relativ dintr-o serie omoloag este 1,05. Diferena ntre timpii de retenie este de 0,6 cm, R (rezoluia) = 2, = 25 cm / s, viteza hartiei de nregistrare = 2 cm / min. Picurile au fost simetrice i de aceeai lime (Wb1 = Wb2).

66

Rezolvare : n = (tR/) tR 2 - tR 1 = 0,6 cm - picuri egale (Wb): 0,6 cm = 0,06 m R = 0,6 Wb V = 5 t => => Wb = 0,6 -- 0,3 cm 2 t = 0,3 -- 0,15 min 2 R = tR 2 - tR 1 -- tR Wb Wb n = 16 (tR/Wb)

1 min.60 sec 0,15 minx sec x = 0,15 60 -- 9 sec 1 t`R = 1,05 400 = 4 sec = t`R 2 t`R 1 0,5 = t`R 2 t` R 1 t 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 formula pt calculul factorului de separare

67

t`R 2 (1,05 1) = 0,63

=>

t`R 2 = 0,63 -- 12,6 cm 0,05

n = 16 ( 12,6 / 0,3) = 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 ) = 16 (144 / 0,9) = 16 1600 = 25600 => n pentru t`R 1 = 25600

97. Ci compui diferii sunt reprezentai mai jos ? Care structuri reprezint aceiai compui ? CH3 CH3CHCH2CH3 CH3 aCH3 CH3 CH CH2 CH3 C(CH3)4 CH3CH2CH(CH3)2

CH3 CH3 CHCH2CH3 CH3 d

CH3CH2CHCH3 CH3 b

H3C

C CH3 c

e Rspunsuri: 2 compui: a, b, d, e, g c, f

f

g

- e un compus: 2 metil 2 butan - e un alt compus : 2, 2 dimetil propan

98. Ce gup funcionale po f ezee intrcomus cu frmula C3H8O ? Rspuns: 2 grupe funcionale: alcool sau eter

68

CH3

CH OH

CH3

CH3

CH2

CH2

OH

CH3

O

CH2

CH3

2 PROPANOL

1 PROPANOL

METIL ETIL ETER

99. Scriei toate structurile corespunztoare formulei C5H10 care conin un ciclu. Rspuns:

CH3 CH3CH3 CH3

CH2

CH

CH3 CH3

- 5

100. Un acid are Ka = 2 10 Rezolvare: pKa = - log Ka-5

.Care este valoarea sa pKa ?

-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 baz conjugat, cea a nitrometanului sau cea a 2,4 dinitrofenolului va fi mai tare ? c) Reacia de mai jos se va desfura spre dreapta sau spre stnga ?

69

NO2 NO2 CH3 + O2N O Rezolvare: NO2 CH2 + O2N

NO2

OH

a) - dinitrofenolul este acidul mai tare deoarece are un pKa mai mic i deci Ka este mai mare b) Baza conjugat metilaminei e cea mai tare deoarece este baza conjugat a unui acid mai slab c) Reacia se va desfura n stnga, deoarece se formeaz un acid mai slab i o baz mai slab-4

102. metilamina are Kb = 4 10 . a) Care este valoarea Ka a metilaminei ? b) care baz va fi baza mai tare, cea a metilaminei, sau a anilinei ? aniline are pKa = 4,6 c) reacia va decurge spre stnga sau spre dreapta ? + NH3 CH3 NH2 + CH3 + NH3 + NH2

Rezolvare;- 14

Ka Kb = 10- 14 - 14 - 11

Deci

Ka = 10 Kb

= 10____ -- 2,5 10 0,0004- 4,6

C6H5 NH2 are Ka = 10 -

=> este o baz mai slab dec metilamina

reacia va decurge spre dreapta pentru a forma un acid mai slab i o baz mai slab

103. Ce cantitate de cldur se degaj prin reacia a 36,4 g termit (amestec stoechiometric de aluminiu i oxid feroferic), pe baza urmtoarelor ecuaii termochimice: 70

FeO (s) Fe2O3 2 Al (s) Rezolvare:3 Fe3O4

+

269,6 Kj Fe (s)

(s) + 1/5 O2

Fe (s) + + 0,5 O2 Al2O3 (s) +

0,5 O2

(g) kJ

815,9 kJ 1644

+

8 Al

4 Al2O3

+

9 Fe

+

Hr

Hr = 3 (H1 + H2) + 4H3 = 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 . | H | -- 36,4 . | 3319,5 | -- 132,5 kJ M 912 104. S se calculeze compoziia procentual a unui amestec de FeS i Fe care prin tratare cu HCl formeaz un amestec de produi de reacie care conin 90 % hidrogen sulfurat. Rezolvare : FeS 88 g 2 H Cl + Fe 66 g - notm m1 masa de FeS m2 masa de Fe FeCl2 + H2 22,4 L FeCl2 + SH2 22,4 L

numrul de moli corespunztor : m1 88 m2 56 moli FeS moli Fe

71

-de unde : V1 = m1 . 22,4 L H2S 88 V2 = m2 . 22,4 L H2 56 concentraiile H2S n amestecul gazos final : CH2S = _V1___ . 100 V1 + V2 22,4 . m1 90 = ___ 88______________ . 100 22,4 . m1 + 22,4 . m2 88 56 m1 = 14,4 m2 % FeS = __m1____ . 100 m1 + m2 % Fe = 6,5 % = __14,4 m2________ . 100 -- 93,5 % 14,4 m2 + m2 => 0,025 m1 = 0,36 m2

105. O pomp cu piston care face 150 rot / min trebuie s transporte ap inclzit la 60C. Calcule preliminare au indicat o pierdere de energie de 6,5 m HOH pentru imprimarea vitezei, nvingerea ineriei i a rezistenelor hidraulice pe conducta de aspiraie, presiunea atmosferic medie la locul de instalare a pompei este 736 mm Hg.La ce inlime deasupra nivelului apei trebuie s fie instalat pompa? Rezolvare: Hasp Patm ht hp Patm ht hp = 0,736 13600 _ 2,02 _ 6,5 -- 1,48 m 1000 106. Un ejector cu ap ridic 7,8 m / h lichid cu densitatea relativ 1,02 la nlimea H = 4 m. Debitul de ap pentru funcionare este 9,6 m / h i nlimea de lucru a apei naintea pompei Hag = 22 m. S se determine randamentul ejectorului. Rezolvare: Put = 7,8 1020 9,81 4 -- 86,7 W

72

(lucru util)

3600

P = 9,6 1000 (22 4) 9,81 -- 471 W (puterea consumat de pomp) 3600 = 86,7 . 100 -- 18,1 % 471 107. Un amestec de acizi cu densitatea de 1600 kg / m i vscozitatea 20 10 Pa s se prepar prin introducerea acizilor iniiali ntr-un vas de amestec cu diametru 1200 mm i nlimea 1500 mm, umplut la 0,75 din volumul su i prevzut cu un agitator cu elice care face 3,5 rot / s. S se determine puterea instalat a electromotorului. Rezolvare : -se detrmin diametrul agitatorului normal d = D -- 1,2 -- 0,4 m 3 3 -se determin regimul de agitare Re c = n d -- 1600 3,5 0,4 -- 44800 20 10 regim turbulent -puterea necesar agitatorului n regim de funcionare Kp = ___P____5

n d5

= 0,27 1600 3,5 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 calculeaz puterea instalat a motorului, considernd randamentul electromotorului cu transmisie 0,95 i lund un plus de putere de 20 % Pinst = 0,4 1,2 -- 0,5 kW 0,95

73

108. O arj de 120000 kg dintr-un concentrat provenit din calcinarea unui minereu de calcopirit care conine 26 % FeO este introdus n furnal. Apoi se adaug SiO2 care formeaz cu hidroxidul de fer (II) o zgur. Scriei ecuaia prin care rezult zgura i calculai masa de SiO2 necesar pentru o reacie total cu FeO. Rezolvare : FeO 72 (s) + SiO2 60 (l) FeSiO3 (s)

m FeO = 26 . 120000 -- 31200 kg 100 m SiO2 = 60 . 31200 -- 6 10 kg 88 109. Cum se modific masa unei plcue de fer cntrind 10 grame ca urmare a introducerii sale ntr-o soluie care conine 3,2 g sulfat de cupru ? Rezolvare: Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu

conform siturii celor 2 metale n seria ,,activitii electrochimice`` i a potentialelor standard de electrod, ferul are un potenial standard negative, iar cuprul pozitiv - n consecin ferul acioneaz ca reductor decurge astfel procesul de ,,dezlocuire`` (cementare) de mai sus; 1 atom-gram Fe...............................1 atom_gram Cu 10 atomi-gram Fex 56 x = 10 -- 0,178 atomi-gram Fe 56 1 mol CuSO41 atom-gram Cu 3,2 moli CuSO4..y atom-gram Cu 160 y = 3,2 -- 0,02 atom-gram Cu 160

74

numrul de atomi-gram Fe care dezlocuiete Cu din CuSO4 este 0,02 m Fe = 0,02 56 = 1,12 g m Cu = masa Cu trecut n soluie pe plcut va fi: m Cu = 0,02 64 = 1,28 g masa final a plcuei va fi : 10 1,12 + 1,28 = 10,16 g 110. Concentraiile speciilor chimice implicate in echilibru :

2 NO2

2 NO

+

O2

stabilit la temperature de 27C i presiunea 1 bar sunt : CNO = 0,12 mol / L CO2 = 0,06 mol / L CNO2 = 0,02 mol / L. S se calculeze valoarea constantelor de echilibru Kc i Kx. R = 0,082 (L atm) / (mol K). Rezolvare : Kc = CNO CO2 -- (1,2 10) 6 10 -- 2,16 mol / L CNO2 (2 10) = 3 2 = 1

Kx = Kc (R T / P) Kx = 0,082 300 -- 53,14 1 111. Care este concentraia molar a soluiei de acid azotic obinut prin amestecarea a 40 mL soluie de HNO3 96 % ( d = 1,5 g / mL) cu 30 mL soluie HNO3 48 % (d = 1,3 g / mL) dac densitatea soluiei obinute este d = 1,45 g / mL. Rezolvare: soluiile I V1 = 40 mL + II V2 = 30 mL = final

75

d1 = 1,5 g/ mL C1 = 96 % m 1 = V 1 C1

d2 = 1,3 g/ mL C2 = 48 % m 2 = V 2 C2

d = 1,45 g/ mL Cf = ? mf = m1 + m2

Cf = V1 d1 C1 + V2 d2 C2 V1 d1 + V2 d2 Cf = 40 1,5 96 + 30 1,3 48 -- 77,09 % 40 1,5 + 30 1,3 CM, final = 10 Cf df M CM, final = 10 77,09 1,45 -- 17,74 M 63 112. Dup o succesiune de transformri chimice care decurg cu randament 100 % pornind de la 24,00 g de sulf:BaSO4 S SO2 SO3 H2SO4 K2SO4 Na2SO4

Se obin 130,5 g produs final. Ce substan s-a obinut i cu ce reactant partener ? Rezolvare: Atomi-gram S = 24 -- 0,75 32 -conform corespondenei determinate de succesiunea reaciilor: 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 Rspuns; K2SO4 76

113. Pentru procesul 2 H2O 2 H2 + O2

se cere: - 11 a) valoarea lui Kc la 1227C tiind c la aceast temperatur Kp = 3,69 10 atm- 11

b) valoarea lui Kx, dac Kp = 3,69 10 Rezolvare : a) = 1

atm la presiunea de 2 atm.

Kp = Kc ( R T) = Kc (R T) Kc = 3,69 10 -- 3 10 mol / L 0,082 1500

b)

Kp = (P) = Kx P Kx = Kp -- 3,69 10 -- 1,8 10 P 2

114. O butelie de oel de 10 litri conine O2 sub o presiune de 150 atm. Din butelie se scot succesiv : a) 25 moli de O2 (c.n.) care reacioneaz cu 1400 litri H2 (c.n.). Ce produi de reacie i n ce cantiti se obin ? b) o a doua cantitate de O2 se folosete pentru a oxida 255 g dintr-un amestec echimolecular de Al Mg. Care este compoziia procentual a acestui aliaj ? c) o a treia cantitate de O2 se folosete pentru a obine 448 L amestec de CO2 i H2O prin oxidarea gazului de ap ( CO : H2 n raport molar 1 : 1). Ci moli de O2 s-au consumat n acest scop ? Rezolvare : a) Vo = P1 V1 -- 150 10 -- 1500 L O2 (c.n.) Po 1 H2 = 1400 -- 62,5 moli H2 22,4 - conform reaciei : H2 + O2 = H2O

77

-

O2 este reactantul limitative, deoarece 25 moli O2 consum 50 moli H2 62,5 - 50 = 12,5 moli H2 fiind n exces

b) 255 g amestec Al : Mg = 1 : 1 conine 255 -- 5 atom-gram Al + 5 atom gram Mg 27 + 24 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 CO H2 + + 1/2 O2 1/2 O2 CO2 HOH

Rezult:

CO

+

H2

+

O2

CO2

+

HOH

la 20 moli amestec sunt necesari 10 moli O2 115. S se calculeze valoarea fraciei molare pentru fiecare component al unei soluii de tampon acetic 11,80 %. Se dau : Macid acetic = 60 i M ap = 18. Rezolvare : Soluie CH3COOH : 100 g sol..................11,80 g CH3COOH88,20 g ap Nr de moli : Pt acid acetic => 11,80 -- 0,19 moli CH3COOH 60 Pt ap => 88,20 -- 4,9 moli ap 18 78

=> nr total de moli: Fracia molar: Pt acid acetic: Pt ap:

4,9 + 0,19 = 5,09169 moli

X = 0,19169 -- 0,04 5,09161 X = __4,9___ -- 0,96 5,09161

Suma X-ilor trebuie s fie = 1 116. Titrul unei soluii de HCl este T = 0,228 g / ml i densitatea este d = 1,065 g / mol. Calculai fracia molar a HCl. Se dau M ap = 18 i M HCl = 36,5. Rezolvare : T = 0,228 g / ml => 1 ml sol.........................0,228 g HCl = m => m = V V 1,065 g sol...................0,228 g HCl 100 g sol...................21,40 g HCl........................78,6 g HOH Numrul de moli: Pt HCl Pt HOH 21,40 -- 0,58 moli HCl 36,5 78,6 -- 4,36 moli ap 18 0,58 + 4,36 = 4,94 moli componeni

=> nr total de moli: Fracia molar : HCl : Ap :

X = 0,58 -- 0,12 4,94 X = 4,36 -- 0,88 4,94

117. Transformai 2-clor 2 metilbutanul n izopentan.

79

Rezolvare :Cl CH3 CH2 C CH3 CH3 KOH alcool CH3 CH C CH3 CH3 CH3 CH2 CH CH3 CH3

Sau:Cl CH3 CH2 C CH3 CH3 Mg Et2O CH3 CH2 MgCl C CH3 CH3 HOH CH3 CH2 CH CH3 CH3

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 1400 = 107,03 y 13,08 54x + 53y = 107,03 y 54x = 54,03 y Raportul butan : acrilon = 1 :1 x=y=1 M polim = 107 n 107 n g polim54 n g butan.53 n g acrilonitril 80 / : 13,08 n

100

g polim....................x`..........................................y` x` = 100 54 = 50 % 107 y` = 100 53 = 50 % 107 1:1

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 n CH2 = CH2 ------- M = n = 1500 28 m = 200 t (CH2 CH2 )n M = 42000 = 90 %

Gradul de polimerizare n, se va calcula: n = 42000 = 1500 28 CH3 CH3 CH2 = CH2 + H2 = 90 %

x = 1500 28 200 = 200 t 42000 90 kg200 t 100 kg.y y = 200 100 = 222,22 t etan 90 y` CH3 CH3 30 222,22 t CH2 = CH2 28 (Ct = cantitate teoretica)

+

H2

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

81

= Cp 100 Ct 90 = 238,09 100 Ct Ct = 238,09 100 = 264,54 t 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 ? RezolvareCOOH OH + (CH3CO)2O piridina CH3COOH C6H6 COONa OH

COOH OCOCH3 + CH3COOH

ACID SALICILIC

ASPIRINA

= Cp 100 Ct Ct = Cp 100 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 salicilic 1667 g aspirina..x g acid salicilic x = 1667 138 = 1278 g acid salicilic 180

82

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 180 g aspirina102 g anhidrida acetica 1667 g aspirina..z g anhidrida acetica z = 1667 102 = 1574 180 Produsul secundar rezultat = acid acetic 1 mol aspirina..................................60 g acid acetic 1667 g aspirina................................q g acid acetic q = 1667 60 = 555,6 g acid acetic 180

83

Bibliografie

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