1

PROBLEME LA DISCIPLINA CHIMIE GENERAL I ANORGANIC. METALE

SPTMNA 3

4/15. Se calcineaz n absena aerului un amestec de limonit i aluminiu. Reziduul obinut se mparte n dou pri egale. Jumtate se trateaz cu o soluie concentrat de hidroxid de sodiu i se degaj 13,44 L de gaz (msurat n condiii normale). Cealalt parte se dizolv ntr-o soluie diluat de acid sulfuric, degajndu-se 17,92 L gaz (n condiii normale de presiune i temperatur). Se cer:

a) s se scrie ecuaiile tuturor reaciilor chimice care au loc; b) cantitatea total de metal obinut; c) compoziia procentual a amestecului iniial. 7/16. Din 2 t siderit, prin prelucrare ntr-un combinat siderurgic, se obin 466,667

kg aliaj de fier. tiind c la tratarea a 1 g aliaj cu soluie de acid clorhidric se degaj 384 mL gaz (n condiii normale), se cer:

a) s se scrie ecuaiile reaciilor chimice care au loc; b) s se precizeze dac este vorba despre font sau oel; c) puritatea sideritului. 9/16. Se dizolv 200 g piatr vnt n 600 g ap. Prin soluia obinut se trece

un curent electric de 2 A timp de 30 minute. Se cer: a) concentraia soluiei iniiale; b) cantitatea de metal depus la catod; c) compoziia procentual a soluiei finale. 12/17. Gazul degajat la anod la obinerea industrial a aluminiului a fost

absorbit complet de 1 m3 de soluie de hidroxid de potasiu de concentraie 15% i densitate 1,12 g/cm3. Se cer:

a) s se scrie ecuaiile reaciilor chimice; b) concentraia procentual a srii neutre formate n soluie; c) cantitatea de silvin de 80% puritate din care s-a obinut soluia de hidroxid

de potasiu prin metoda electrolizei cu catod de mercur; d) cantitatea de aluminiu preparat; e) volumul de soluie de hidroxid de sodiu de concentraie 10 M care ar dizolva

aluminiul obinut. 3/50. S se calculeze valena metalic a galiului i s se compare, pe baza ei,

tria legturii metalice din acesta cu aceea din zinc i germaniu. 4/50. Se supune electrolizei 1 t oxid de aluminiu. Se cer:

2

a) s se calculeze cantitatea de aluminiu obinut cu un randament de 80%; b) cantitatea de oxid mixt de mangan de 85% puritate care poate fi prelucrat

cu aluminiul obinut prin electroliz, n vederea obinerii manganului, dac n proces se introduce un exces de 10%.

16/119. Pentru fabricarea oglinzilor se folosete reacia de reducere a nitratului

de argint n mediu amoniacal, n prezena aldehidei formice. Se cer: a) cantitatea de soluie de acid azotic de concentraie 42% necesar aducerii

n soluie a argintului folosit pentru acoperirea unor plci de sticl cu suprafaa total de 100 m2, cu un strat avnd grosimea de 0,5 m;

d) volumul soluiei de hidroxid de amoniu de concentraie 12 M folosit n acest scop;

e) masa de aldehid formic necesar. Rezolvri, indica ii i rspunsuri: 4/15. b) 11,2 g Fe n una din probe, 22,4 g Fe n total; c) 47,647% (masic) Al (32,4 g) i 52,353% (masic) Fe2O3H2O (35,6 g).

7/16. b) Font (conine 4% C); c) 46,4% puritate (928 kg FeCO3).

9/16. a) 16% concentraie n CuSO4; b) 1,1938 g Cu; c) 15,656% (masic) CuSO4 (125,0155 g), 84,115% (masic) H2O (671,6642 g), 0,229% (masic) H2SO4 (1,8280 g).

12/17. a) Gazul care se degaj la anod este CO2, format prin consumarea electrozilor de grafit:

2 Al2O3 aelectroliz 4 Al + 3 O2 O2 + C = CO2

2 Al2O3 + 3 C grafitdeanozicuaelectroliz 4 Al + 3 CO2 2 KOH + CO2 = K2CO3 + H2O

b) 168 kg KOH i 952 kg H2O n 1120 kg soluie iniial, 207 kg K2CO3 i 27 kg H2O formate n reacie, deci o concentraie a K2CO3 n soluia final de 17,454%. c) Reaciile de la electroliza soluiei de KCl sunt:

KClaq K+ + Cl-, H2O H+ + HO- K(-) Hg: K+ + 1 e- K, x K + y Hg KxHgy A(+): Cl- - 1 e- Cl, Cl + Cl Cl2 n solu ie: H+ + HO- H2O, 2 KxHgy + 2x H2O 2x KOH + 2y Hg + x H2

Reacia global este:

2 KCl + 2 H2O aelectroliz 2 KOH + H2 + Cl2 223,5 kg KCl, deci 279,375 kg silvin. d) 54 kg Al. e) 2 Al + 2 NaOH + 6 H2O = 2 Na[Al(OH)4] + 3 H2 200 L soluie NaOH 10 M.

3

3/50. Configuraiile electronice ale celor trei elemente sunt: Ga: [Ar] 3d10 4s2 4p1, respectiv Zn: [Ar] 3d10 4s2, Ge: [Ar] 3d10 4s2 4p2. n cazul celor dou metale de tip p, la legtura metalic particip doar orbitalii ns i np, n timp ce pentru metalul de tip d particip orbitalii (n-1)d, ns i np. Pe baza tab. 1., pentru Ga, ar rezulta urmtoarea valen metalic:

3428,0228,0344,0metalicaValenta Ga =++=

Tab. 1. Calculul valenei metalice a galiului Specia Orbitalul 4s Orbitalii 4p

Atom de galiu izolat

Atom de galiu n

reeaua metalic

Ion Ga+ n reeaua

metalic

Ion Ga- n reeaua metalic

Pentru Zn, calculul valenei metalice se face folosind tab. 2. Se obine:

556,4528,0528,0444,0metalicaValenta Zn =++= n mod asemntor Ga, rezult pentru Ge:

356,2328,0328,0244,0metalicaValenta Ge =++=

Tab. 2. Calculul valenei metalice a zincului

Specia Orbitalii 3d Orbitalul 4s Orbitalii 4p

Atom de zinc izolat

Atom de zinc n

reeaua metalic

Ion Zn+ n reeaua

metalic

Ion Zn- n reeaua

metalic

Legtura metalic se intensific n ordinea: Ge < Ga < Zn.

4/50. a) 476,471 kg Al practic (529,412 kg Al teoretic); b) 1961,162 kg oxid mixt de mangan practic cu 85% Mn3O4 (1782,874 kg oxid mixt de mangan teoretic).

16/119. a) Pentru a obine 525 g Ag (510-5 m3) sunt necesare 972,222 g soluie AgNO3 42%; b) 1,215 L soluie NH4OH 12 M; c) 72,9167 g CH2O.