probleme cu amestec de două substanţe din care doar una participă la reacţia chimică

La tratarea a 10 g de aliaj (amestec) de fier şi cupru cu acid clorhidric în exces  s-au 

eliminat 0,05 g de gaz. Să se determine partea de masă (%) a fiecărui metal din 

componenţa aliajului.

NOTĂ: partea de masă se notează cu litera grecească ω, numită omega – 

se scrie ca un dublu „u”.

Se dă: m (aliaj) = 10 g m(gaz) = 0,05 g	Rezolvare: Conform seriei metalelor se observă că fierul interacţionează  cu HCl, iar cuprul nu. Astfel gazul degajat, care este hidrogenul,   se obţine din reacţia Fe cu HCl. HCl se introduce în exces pentru a ne asigura că tot fierul din  amestec a interacţionat.
ω(Fe) =? ω(Cu) =?

determinarea masei de metal depus pe placa metalică introdusă în soluția unei săruri

Determinarea formulei moleculare a unei substanţe necunoscute pe baza ecuaţiei reacţiei chimice

Determinarea formulei moleculare după clasa substanţei şi pe baza unei reacţii chimice.

O alchenă cu masa 14 g adiţionează 32 g brom. Determinaţi formula moleculară a alchenei.

Se dă: m(CnH2n)= 14g m(Br2) = 32g

Rezolvare: Deoarece hidrocarbura este o alchenă, formula ei generală este CnH2n.

  n, FM-?                        

                                   Scriem ecuaţia reacţiei:

                                    C_nH_2n + Br₂ → C_nH_2nBr₂

Calculăm cantitatea de brom după formula: n(Br₂) = m(Br₂):M(Br₂) 

 n(Br₂) = 32 g:160 g/mol = 0,2 mol

Stabilim proporţia în ecuaţie – scriem sub substanţă numărul de mol conform ecuaţiei reacţiei şi deasupra valoarea calculată pentru brom.

                    x mol       0,2mol

C_nH_2n  +     Br₂    → C_nH_2nBr₂

                    1 mol        1mol

Conform proporției: x/1mol = 0,2 mol/1mol , se obține x= 0,2 mol (C_nH_2n ) 

Determinăm masa molară a alchenei conform relaţiei: M(X) = m(X)/n(X) 

M(C_nH_2n) = 14 g/0,2 mol = 70 g/mol

Calculăm masa moleculară relativă a compusului:

         M_r(C_nH_2n) = n∙A_r(C) + 2n∙A_r(H) = 12n + 2n = 14n

         Deoarece M_r(C_nH_2n)= 70, rezultă că 14n =70

                   n = 70:14=5

                            deci, formula moleculară a substanţei este: C₅H₁₀.

Determinarea formulei moleculare după clasa substanţei şi densitatea relativă.

Densitatea relativă faţă de hidrogen a vaporilor unui alcan este egală cu 36.

Determinaţi formula moleculară a hidrocarburii.

Se dă: DH2(CnH2n+2)=36

Rezolvare: Deoarece hidrocarbura este alcan,  formula generală este CnH2n+2

FM, n=?                  

Se determină masa moleculară relativă a compusului din formula densității relative:

D_H2(C_nH_2n+2)= M_r(C_nH_2n+2): M_r(H₂) ; 

rezultă că M_r(C_nH_2n+2) = D_H2(C_nH_2n+2)∙M_r(H₂)= 36∙2=72

   Calculăm masa moleculară relativă a compusului:

   M_r(C_nH_2n+2) = n∙A_r(C) + (2n+2)∙A_r(H) = 12n + 2n + 2 = 14n + 2

   Deoarece M_r(C_nH_2n+2)= 72, rezultă că 14n + 2 =72

            14n = 72-2=70

            n = 70:14=5

            deci, formula moleculară a substanţei este: C₅H₁₂.

                        

Răspuns: formula hidrocarburii saturate aciclice este C₅H₁₂

Determinarea formulei după clasa substanţei şi masa ei moleculară.

O hidrocarbură saturată aciclică are masa moleculară relativă egală cu 72.

 Determinaţi formula moleculară a hidrocarburii.

Se dă: Mr(CnH2n+2)= 72

Rezolvare: Deoarece hidrocarbura este saturată şi aciclică ea aparţine seriei omoloage a alcanilor. Deci formula generală este CnH2n+2.

FM, n=?                      Calculăm masa moleculară relativă a compusului:

                        M_r(C_nH_2n+2) = n∙A_r(C) + (2n+2)∙A_r(H) = 12n + 2n + 2 = 14n + 2

Deoarece M_r(C_nH_2n+2)= 72, rezultă că 14n + 2 =72

            14n = 72-2=70

            n = 70:14=5

            deci, formula moleculară a substanţei este: C₅H₁₂.

                        Răspuns: formula hidrocarburii saturate aciclice este C₅H₁₂

Determinarea formulei moleculare a unei substanțe organice pe baza produşilor de ardere

     La arderea unei substanţe organice cu masa de 2,3 g s-a obţinut oxid de carbon (IV) cu masa 4,4 g şi apă cu masa 2,7 g. Densitatea relativă a vaporilor acestei substanţe în raport cu aerul este egală cu 1,587. Determinaţi formula chimică a substanţei.

Se dă: m(CxHyOz) = 2,3 g m(CO2) = 4,4 g m(H2­O) = 2,7 g Daer(CxHyOz) = 1,587	Rezolvare: Deoarece nu se precizează tipul substanţei presupunem că substanţa conţine C, H şi O. Se scrie ecuaţia reacţiei în formă generală: 2CxHyOz + (4x+y-2z)/2 O2 = 2xCO2 + y H2O; Se determină masa carbonului şi a hidrogenului,  care se conţine în proba substanţei organice: M(CO2) = 44 g/mol;  M(C) = 12 g/mol;
CxHyOz - ?

1 mol de CO₂ conţine 1 mol de C

44 g (CO₂) -------- 12 g (C)

4,4 g (CO₂) -------- x g (C)  rezultă că x = (4,4 g·12g) :44 g = 1,2 g (C)

M(H₂O) = 18 g/mol;        M(H) = 1 g/mol

1 mol de H₂O conţine 2 moli H

18 g (H₂O) --------- 2 g (H)

2,7 g (H₂O) --------- y g (H) rezultă că y = (2,7 g·2g) :18 g = 0,3 g (H)

 Se determină masa oxigenului:

         m(C_xH_yO_z) = m(C) + m(H) + m(O) rezultă că m(O) = m(C_xH_yO_z) – (m(C) + m(H))

         m(O) = 2,3 – (1,2 + 0,3) = 0,8 g (O)

Se determină cantitățile pentru fiecare element din substanță:

n_{(C) =} ^m(C)/_M(C);  n_{(C) =1,2 g: 12 g/mol = 0,1 mol}

n_{(H) =} ^m(H)/_M(H);  n_{(H) =0,3 g: 1 g/mol = 0,3 mol}

n_{(O) =} ^m(O)/_M(O);  n_{(O) =0,8 g: 16 g/mol = 0,05 mol}

Se determină raportul molar al elementelor în substanţă:

n_(C) : n_(H) : n_(O) = x : y : z = 0,1 mol : 0,3 mol : 0,05 mol 

Simplificăm raportul molar prin cel mai mic termen, respectiv 0,05 mol. 

Se obține raportul molar: n_(C) : n_(H) : n_(O) = 2 : 6 : 1. 

Astfel, formula brută a substanţei este C₂H₆O. 

Formula moleculară a substanței va fi: (C₂H₆O)_m.

Pentru a determina valoarea lui m se calculează masa molară a substanței din formula densității relative: 

                       D_aer(C_xH_yO_z) = M(C_xH_yO_z))/M_aer. 

Masa molară a substanţei C_xH_yO_z este egală cu: 

                      M(C_xH_yO_z) = D_aer · M_aer = 1,587 · 29 g/mol = 46 g/mol

- Se determină masa molară a formulei brute:

                      M(C₂H₆O) = 24 + 6 + 16 = 46 g/mol

- Se determină valoarea lui m după formula: m = M(C_xH_yO_z)/M(formulă brută). 

respectiv: m = 46 g/mol : 46 g/mol = 1.

Așadar, substanţa supusă arderii are formula moleculară C₂H₆O. 

 Răspuns: Substanţa supusă arderii are formula chimică C₂H₆O 

şi poate fi alcoolul etilic C₂H₅OH sau eterul dimetilic  H₃C–O–CH₃.

Concursul ”Pro-Chim” la prima ediție...

Un concurs al nostru, al prometeiștilor, la chimie, a fost un vis care a așteptat multă vreme undeva în sertarele sufletelor noastre... al meu și al colegei mele, doamna Larisa Avdeev.
A trebuit să găsim, însă, ”locomotiva” care să ne împingă în realizarea lui... și ea s-a dovedit a fi unul din cei mai speciali elevi ai mei: Alexandru Cotos.
Am avut ocazia, de-a lungul celor 21 de ani de activitate la catedră, să interacționez cu mai mulți elevi dotați în acest domeniu, însă relația noastră se limita doar la pregătirea academică... fără să încerc prea mult să descopăr ce e în sufletul acestor tineri, care sunt nevoile lor emoționale...
Alexandru a fost cel care m-a determinat să încerc să schimb ceva... dacă am reușit sau nu, timpul o va spune. Eu cred că am câștigat un prieten adevărat...

Mulțumirile mele vin cam târziu... dar am simțit azi nevoia să o spun și aici...
Mulțumesc Alexandru, mulțumesc dna Avdeev, mulțumesc Ludmila Zavorotnaia!
Mulțumesc acestei echipe minunate care a muncit pentru acest vis!
Bun sau rău, el s-a realizat!
Și din ecourile impresiilor pe care le-au trăit cei peste 50 de participanți, cred că efortul a fost meritat!
Mulțumesc tuturor colegilor, profesorii de chimie de la cele 9 licee din Chișinău care au răspuns chemării noastre!
...nu ne rămâne decât să sperăm că acest concurs va deveni o tradiție frumoasă.

Determinarea formulei moleculare a unui cristalohidrat pe baza părţii de masă a apei conţinute

Sarea lui Glauber este un cristalohidrat cu formula Na₂SO₄·xH₂O ce conţine 55,9 % apă. 

Determinaţi formula chimică a sării lui Glauber.

Se dă: Na2SO4 · xH2O ω(H2O) = 55,9%         Rezolvare: 1. Se calculează masa moleculară a substanţei Na2SO4·xH2O. Mr(Na2SO4 · xH2O) = Mr(Na2SO4)+ x·Mr(H2O)=  = 2·23+32+4·16 + x(2·1+16) = 142 + 18x. x=? 2. Determinăm partea de masă a substanţei anhidre (fără apă), în cazul de faţă Na2SO4. ω(Na2SO4) = 100% - ω (H2O) = 100% - 55,9% = 44,1%. 3. Determinăm masa moleculară relativă a cristalohidratului pe baza părţii de masă  a substanţei anhidre.                   dacă     142 + 18·x ........................reprezintă 100%    (Na2SO4 · xH2O)                   atunci   142            ........................reprezintă 44,1%   (Na2SO4).    rezultă că: 142 + 18x = (142·100%):44,1%,    deci 18·x = 322-142= 180, iar x= 10.  Formula substanţei este Na2SO4 · 10H2O Răspuns:   Sarea lui Glauber are formula Na2SO4 · 10H2O.

Determinarea formulei moleculare a unei substanţe pe baza părţilor de masă ale elementelor componente

Exemplul nr. 1
Deduceţi formula moleculară a substanţei ce conţine 40 % de sulf şi 60 % de oxigen.

NOTĂ – în acest tip de probleme este recomandat să se facă un calcul cât mai precis, utilizându-se o precizie de cel puţin trei cifre după virgulă. Acest fapt asigură obţinerea la final a unui raport de numere întregi.

Se dă: ω(S)  = 40% ω(O)  = 60%	Rezolvare: Presupunem că masa de substanţă cu formula necunoscută  este 100 g. 1. Se calculează masele  de S şi O, care se conţin în 100 g  de substanţă: dacă la 100%  ....................... corespunde la 100 g substanţă atunci la 40%  ....................... corespunde m(S)
F.M. -? (formula moleculară)

rezultă că  m(S) = (40%∙100g):100% = 40 g, 

iar  m(O) = 100 g – m(S) = 100 g – 40 g = 60 g.

2. Se determină cantitatea de substanţă a fiecărui element după formula: n(X) = m(X):M(X) 

M(S) = 32 g/mol , deci: n(S) = 40g: 32 g/mol = 1,25 mol

M(O) = 16 g/mol , rezultă că n(O) = 60 g: 16 g/mol = 3,75 mol. 

3. Se determină raportul molar (raportul cantităţilor de substanţă) al elementelor din compus:

                             n(S) : n(O) = 1,25 mol : 3,75 mol,

se simplifică raportul prin cel mai mic număr (în acest caz 1,25), obţinându-se:

                             n(S) : n(O) = 1 : 3

Astfel, cel mai simplu raport al atomilor de S şi O în substanţa dată este de 1:3.

Deci formula moleculară a substanţei este SO₃.

Răspuns: Formula compusului dat este SO₃, trioxid de sulf sau oxid de sulf (VI).