Ćwiczenia z podstaw chemii

dr Tomasz GrzybRareearths.amu.edu.pl

Zakład Ziem Rzadkich, Wydział Chemii UAMul. Grunwaldzka 6, p. 165, p. 209

1

Cyfry znaczące

Cyfry są to umowne znaki służące do zapisywania

rezultatu obliczenia lub wyniku pomiaru. W

dziesiętnym systemie liczenia istnieje dziesięć

następujących cyfr: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Liczba

wyraża ilościowy wynik obliczenia lub pomiaru, czyli

podaje ilość przedmiotów liczonych, albo wskazuje, ile

razy określona wielkość różni się od jednostki

podstawowej. Liczba składa się z jednej lub wielu cyfr.

W każdej liczbie mogą występować cyfry znaczące.

2

Cyfry znacząceCyframi znaczącymi są wszystkie cyfry systemu dziesiątkowego.

Występujące w tym systemie zero jest cyfrą znaczącą jedynie

wówczas, gdy jest ostatnią zatrzymaną cyfrą w liczbie po

zaokrągleniu (np. 25,00 – cztery cyfry znaczące) lub gdy

występuje między innymi cyframi, np. liczby: 12,08, 30,6002,

1,0051 składają się z czterech, sześciu i pięciu cyfr znaczących,

natomiast liczby: 0,0803, 0,001, 0,25 mają odpowiednio trzy,

jedną i dwie cyfry znaczące. A więc: zera określające jedynie

rząd zmierzonej wielkości lub obliczonej ilości nie są nigdy

cyframi znaczącymi. Jeżeli przy liczbie podana jest jednostka, np.

12 atomów, 2 zlewki, 7,5 mola – wówczas taką liczbę nazywa się

mianowaną.

3

Zaokrąglanie liczbPrzy zaokrąglaniu liczb należy pominąć ostatnią cyfrę, gdy jest

ona mniejsza od 5, lub dodać 1 do poprzedniej, gdy odrzucona

cyfra jest większa od 5.

Przykład:

- Kolejne zaokrąglenia liczby 727,258 wynoszą: 727,26; 727,3;

727; 730; 700.

Cyfrę 5 zaokrągla się do najbliższej parzystej cyfry, np.:

- 345 do 340, 355 do 360.

Należy podawać tyle cyfr znaczących, aby tylko ostatnia była

niepewna. W wyjątkowych przypadkach, przy podawaniu bardzo

dokładnych wyników, poprzedzonych długimi rachunkami,

uwzględnia się dwie cyfry niepewne.

4

Zaokrąglanie liczbW obliczeniach występują liczby dokładne i przybliżone. Wynik

dokładny otrzymuje się jedynie wtedy, gdy obliczenia

przeprowadza się za pomocą liczb dokładnych. Jeżeli w

obliczeniach korzysta się z liczb przybliżonych i dokładnych albo

tylko liczb przybliżonych – otrzymany wynik ma również wartość

przybliżoną. Dokładność wyliczenia nie może nigdy być lepsza od

najmniej dokładnej liczby stosowanej w obliczeniach.

Przed przystąpieniem do obliczenia należy znaleźć najmniej

dokładną liczbę, a pozostałe liczby przybliżone odpowiednio

zaokrąglić.

Liczbami najmniej dokładnymi przy dodawaniu i odejmowaniu są

liczby posiadające najmniej znaków dziesiętnych, np.

5

Zaokrąglanie liczb

Liczbami najmniej dokładnymi przy dodawaniu i

odejmowaniu są liczby posiadające najmniej znaków

dziesiętnych, np. 13,846 jest liczbą dokładniejszą od

13,84 lub 13,85.

W mnożeniu lub dzieleniu najmniej dokładne są liczby

posiadające najmniejszą ilość cyfr znaczących, np.

0,0325 jest liczbą dokładniejszą niż 0,3.

6

Precyzją oznaczenia pewnej wielkości nazywamy stopień zgodności wyników pomiarów tej wielkości , otrzymanych w zasadniczo jednakowych warunkach.

Rozstępem (rozrzut) nazywamy różnicę między największą a najmniejszą z otrzymanych wartości.

Dokładnością oznaczenia wartości liczbowej pomiaru nazywamy jej zgodność z rzeczywistą wartością mierzonej wielkości µ.

Błędem bezwzględnym nazywamy różnicę między przybliżoną wartością X, otrzymaną z pomiaru, a rzeczywistą wartością µx = X – µ

Błąd bezwzględny może być dodatni lub ujemny.

Różnicą bezwzględną nazywamy różnicę między dwiema wartościami X otrzymanymi z pomiaru.

Błąd względny jest to stosunek błędu bezwzględnego do rzeczywistej wielkości µlub w procentach

X − µµ

=xµ

100x

µ7

8

9

0,4284∙0,4115 = 0,17628660 g

10

Zad. 1Ile cyfr znaczących mają następujące wielkości: a) 0,0051 g, b) 96500 C, c) 55,0 m, d) 4500km, e) 950oC, f) 32,03 g, g) 780,005 m.

Zad. 2Zaokrąglić następujące liczby do dwóch cyfr znaczących: 0,057285; 1720,82; 385,8; 1,9998.

Zad. 3Zaokrąglić następujące liczby do trzech cyfr znaczących: 145,1; 8955,71; 7,3286; 0,050007.

Zad. 4Oznaczono zawartość procentową węgla w substancji organicznej. Otrzymano dwa wyniki:59,25% i 59,78%. Jaka liczbę należy podać jako prawidłowy wynik analizy?

Zad. 5Podać iloczyn liczb: 5,012; 0,36901; 0,000221, w którym ostatnie cyfry są niepewne o 1.

Zad. 6Jaki jest błąd bezwzględny i względny oznaczania tlenku wapnia w dolomicie, jeżelianalizując dwie próbki uzyskano wyniki 40,16 i 40,40%, a rzeczywista zawartość wynosiła40,34%.

11

Zad. 7Analizowano roztwór zawierający 0,7525g baru. Z trzech oznaczeń otrzymano wyniki:0,7584; 0,7542; 0,7555 g. Jaki jest błąd względny i bezwzględny tych oznaczeń?

Zad. 8Z dwóch oznaczeń zawartości żelaza w minerale otrzymano wyniki 39,31 i 38,63% Fe. Jakąliczbę należy podać jako wynik tych analiz?

Zad. 9Wyznaczono gęstość cieczy za pomocą piknometru. Masa pustego piknometru wynosiła7,8925g, napełnionego cieczą 14,3216g, a jego pojemność była równa 7,51 cm3. Obliczyćgęstość tej cieczy.

12

Podstawowe prawa chemiczne

Prawo zachowania masy mówi, że w reakcji chemicznej masa substratów (substancji wyjściowych) jest równa masie produktów, inaczej, że masa substancji biorących udział w reakcji chemicznej nie ulega zmianie.

Prawo stałych stosunków wagowych mówi, że każdy związek chemiczny ma stały skład ilościowy (stały stosunek mas atomów poszczególnych pierwiastków w cząsteczce).

Prawo wielokrotnych stosunków wagowych: jeżeli dwa pierwiastki tworzą kilka różnych związków chemicznych, to w związkach tych na tę samą masę jednego pierwiastka przypadają ściśle określone masy pierwiastka drugiego, pozostające do siebie w stosunku niewielkich liczb całkowitych.

(Np. siarka tworzy z tlenem tlenek siarki(IV) (SO2) i tlenek siarki (VI) (SO3): w pierwszym na 32 g siarki przypada 32 g tlenu, a drugim na 32 g siarki przypada 48 g tlenu – stosunek mas tlenu łączącego się z 32 g siarki jest równy 32 : 48 = 2 : 3).

13

Zad. 11Obliczyć bezwzględną masę cząsteczki kwasu octowego. Zad. 12Ile moli atomów wapnia, krzemu i tlenu zawarte jest w 300 g CaSiO3?Zad. 13Który ze związków jest bogatszy w żelazo – syderyt FeCO3 czy piryt FeS2? Podać skład procentowy obu związków.Zad. 15Spalając fosfor w suchym chlorze otrzymuje się trójchlorek fosforu. Z jaką wydajnością przebiega ta reakcja, jeżeli z 30g fosforu można uzyskać 102g PCl3?Zad. 16Obliczyć bezwzględne masy następujących atomów: a) tlenu, b) bromu, c) ołowiu i d) uranu.Zad. 17Obliczyć bezwzględne masy cząsteczek: a) CuSO4∙5H2O, b) KAl(SO4)2∙12H2O, c) Ba(OH)2.Zad. 18Ile atomów mieści się w 1 cm3 sodu? Podobne obliczenie wykonać dla uranu (gęstość sodu 0,970 kg ∙ dm-3, uranu 19,070 kg ∙ dm-3).Zad. 19Płytkę o powierzchni 10 cm2 pokryto elektrolitycznie srebrem, którego na ten celzużyto 0,00179 kg. Ilu atomowa warstwa pokryje płytkę przy założeniu, że średnica atomusrebra wynosi 10-10 m?

14

Zad. 20W odpowiednich warunkach 1,0356 g ołowiu wytworzyło 1,1159 g tlenku.Obliczyć: a) stosunek wagowy Pb : O w powstałym związku,b) zawartość ołowiu w tlenku (w procentach).Zad. 21Uzasadnić słuszność prawa wielokrotnych stosunków wagowych na podstawietrzech tlenków fosforu: P2O3, P2O4, P2O5

Zad. 22W trzech różnych tlenkach manganu procentowe zawartości metalu wynosząkolejno: 77,4 %; 63,2 %; 49,5 %. W jakim stosunku pozostają do siebie ilości tlenuprzypadające na tą samą ilość manganu w tych tlenkach?Zad. 23Ile moli cząsteczek gazowego amoniaku można wydzielić z 0,035 kg NH4Cl?Zad. 24Ile gramów siarki należy zmieszać z 1,349 g glinu, aby w wyniku reakcji otrzymaćsiarczek Al2S3?Zad. 25Ile moli bezwodnej soli znajduje się w a) 0,25 kg Na2SO4∙10H2O, b) 0,400 kgZnSO4∙7H2O, c) 0,300 kg BaCl2∙2H2O?Zad. 261,53 mola cynku rozpuszczono w kwasie siarkowym. Ile moli cząsteczek wodoru wydzieli się w tej reakcji? Ile to jest gramów wodoru?Zad. 27Która z substancji zawiera więcej cząsteczek: 0,02 mola KOH, czy 0,005 kg WO3? 15

Zad. 28Jaką masą złota należy pokryć elektrolitycznie powierzchnię 100 cm2 jakiegośnieszlachetnego metalu tak, aby wytworzona warstewka miała grubość 1000 atomów?Przyjąć, że średnica atomu złota równa jest 10-10 m.Zad. 29Ile moli atomów zawiera 0,5 kg srebra, 0,25 kg żelaza i 0,1 kg sodu?Zad. 30Ile cząsteczek znajduje się: a) w 0,005-10-3 kg tlenu cząsteczkowego, b) w. 0,1 mola tlenu atomowego, c) w 0,027 mola tlenu cząsteczkowego?Zad. 31Ile moli cząsteczek znajduje się: a) w 0,22 ∙ 10-3 kg CO2, b) w 0,001 kg SO2, c) w 0,015 kg H2SO4, d) w 0,043 kg BaCl2∙6H2O?Zad. 32Ile moli atomowego tlenu znajduje się: a) w 1 kg wody, b) w 0,050 kg CuSO4∙5H2O, c) w 1 molu CuSO4∙5H2O?Zad. 33Z 0,4464 PbO otrzymano 0,5562 g PbCl2. Obliczyć masę atomową ołowiu, jeżeli masa atomowa chloru wynosi 35,45 u.Zad. 34Czy tlenki FeO, Fe2O3 i Fe3O4 podlegają prawu wielokrotnych stosunków wagowych? W jakim stosunku pozostają do siebie masy żelaza przypadające na tę samą masę tlenu?

16

Reakcje red-ox

Stopień utlenienia - ładunek, którym byłby obdarzony jeden atom danego pierwiastka w cząsteczce lub jonie, gdyby elektrony w cząsteczce lub jonie zostały przydzielone poszczególnym atomom.

Substancje, które zawierają atomy lub jony przyłączające elektrony nazywa się utleniaczami, natomiast substancje, których atomy lub jony oddają elektrony nazywa się reduktorami.

Utlenianie jest to proces, w którego wyniku stopień utlenienia wzrasta, a redukcja jest to proces, w którego wyniku stopień utlenienia maleje. Jeśli stopień utlenienia substancji wzrasta, to substancja ulega utlenianiu, a jeśli stopień utlenienia maleje, to substancja ulega redukcji.

Ogólnie utleniaczem jest substancja, której stopień utlenienia w wyniku reakcji maleje, a reduktorem jest substancja, której stopień utlenienia w wyniku reakcji wzrasta.

17

Reakcje red-oxOznaczanie stopnia utlenienia opiera się na następujących zasadach:

• Stopień utlenienia pierwiastka w stanie wolnym jest równy zeru

• Stopień utlenienia pierwiastka w postaci prostego jonu (w roztworze, fazie stałej, ciekłej i gazowej) równa się jego elektrowartościowości

• Tlen w związkach z innymi pierwiastkami i jonach wieloatomowych ma stopieńutlenienia -2. Wyjątek stanowią: fluorek tlenu OF2 w którym stopień utlenienia atomu tlenu jest równy +2 oraz nadtlenki H2O2, Na2O2, BaO2, w których wynosi on -1

• Najbardziej elektroujemny spośród wszystkich pierwiastków fluor ma we wszystkichswoich związkach stopień utlenienia atomu -1. Atomy pozostałych fluorowców mają stopień utlenienia równy -1, jeśli nie występują w anionach, w tlenkach i cząsteczkach związków międzyhalogenowych. W cząsteczkach związków międzyhalogenowych zawierających fluor stopnie utlenienia pozostałych fluorowców są zawsze dodatnie. W cząsteczce BrCl stopień utleniania atomu bromu jest równy + 1, natomiast w cząsteczce IBr stopień utlenienia atomu bromu wynosi -1 i atomu jodu +1

• Wodór w cząsteczkach związków i w jonach złożonych ma stopień utlenienia +1. Wyjątek stanowią wodorki metali o charakterze soli (np. LiH, NaH, CaH2), w których stopień utlenienia atomu wodoru wynosi -1

• Całkowity stopień utlenienia jest to jednostkowy stopień utlenienia pomnożony przez liczbę atomów pierwiastka w danej cząsteczce lub jonie

• Suma algebraiczna całkowitych stopni utlenienia atomów, które są związane w cząsteczkę, równa się zeru

• Suma algebraiczna całkowitych stopni utlenienia atomów, które są związane w jon, jest równa ładunkowi jonu

18

19

20

1. HI + H2SO4→ I2 + H2S + H2O

2. FeCl3 + SnCl2→ FeCl2 + SnCl43. H2SO3 + Cl2 + H2O→ H2SO4 + HCl

4. Ca + H2O→ Ca(OH)2 + H2

5. Al + HCl→ AlCl3 + H2

6. H2S + O2→ SO2 + H2O

7. NH3 + O2→ NO + H2O

8. NH3 + O2→ H2O + NO2

9. HNO3 + NO→ H2O + NO2

10. H2S + HNO3→ H2SO4 + NO + H2O

11. PbO2 + HCl→ PbCl2 + Cl2 + H2O

12. ZnS + O2→ ZnO + SO2

13. Pb + H3PO4→ Pb3(PO4)2 + H2

14. HClO4 + H2SO3→ HCl + H2SO4

15. SnCl2 + HgCl2→ SnCl4 + Hg

16. S + HNO3→ H2SO4 + NO

17. BiCl3 + SnCl2→ Bi + SnCl418. Hg + HNO3→ Hg(NO3)2 + NO + H2O

19. HNO3 + HI→ NO2 + HIO3 + H2O

20. P + HNO3 + H2O→ H3PO4 + NO

21. As2O3 + HNO3 + H2O→ H3AsO4 + N2O3

1. AsH3 + HNO3→ H3AsO4 + NO2 + H2O

2. Br2 + HClO + H2O→ HBrO3 + HCl

3. CuS + HNO3→ CuO + S + NO + H2O

4. SO2 + Br2 + H2O→ HBr + H2SO4

5. HClO4 + SO2 + H2O→ HCl + H2SO4

6. HClO3 + H2SO3→ H2SO4 + HCl

7. AsH3 + HNO3→ H3AsO4 + NO + H2O

8. I2 + Cl2 + H2O→ HIO3 + HCl

9. KIO3 + HI + H2SO4→ I2 + K2SO4 + H2O

10. C + H2SO4→ CO2 + SO2 + H2O

11. Al2O3 + Cl2 + C→ AlCl3 + CO

12. H2S + H2SO3→ S + H2O

13. As2S3 + HNO3 + H2O→ H3AsO4 + H2SO4 + NO

14. Ag2S + HNO3→ AgNO3 + S + NO + H2O

15. Sb2S3 + O2→ Sb2O3 + SO2

16. NaNO2 + FeSO4 + H2SO4→ Na2SO4 + Fe2(SO4)3 +

NO + H2O

17. NaNO3 + Zn + NaOH→ NH3 + Na2ZnO2 + H2O

18. KOH + Br2→ KBrO3 + KBr + H2O

19. Ca(OH)2 + Cl2 + Ca(ClO)2 + CaCl2 + H2O21

22

1. Zn + NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4] + H2

2. Si + NaOH + H2O → Na2SiO3 + H2

3. FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2

4. Sb2S3 + Fe → FeS + Sb5. MnO2 + HCl → MnCl2 + Cl2 + H2O6. CrO3 + HCl → CrCl3 + Cl2 + H2O7. HNO3 + HCl → NOCl + Cl2 + H2O8. Ag + H2SO4 → Ag2SO4 + SO2 + H2O 9. PbO2 + HCl → PbCl2 + Cl2 + H2O10. H2SO3 + Cl2 + H2O → H2SO4 + HCl11. FeSO4 + HIO3 + H2SO4 → I2 + Fe2(SO4)3 + H2O 12. KI + K2Cr2O7 + H2SO4 → I2 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 +

H2O13. KNO2 + KI + H2SO4 → I2 + NO + H2O + K2SO4

14. K2Cr2O7 + HBr → CrBr3 + Br2 + H2O + KBr15. K2Cr2O7 + H2S + H2SO4 → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + S +

H2O16. MnSO4 + Na2CO3 + KNO3 → Na2MnO4 + KNO2 +

Na2SO4 + CO2

23

1)2)3)4)5)6)7)8)9)

10)11)12)13)14)15)16)17)18)19)20)21)22)23)24)25)26)27)28)29)

24

1)2)3)4)5)6)7)8)9)

10)11)12)13)14)15)16)17)18)19)20)

25

1) CH3CH2OH + K2Cr2O7 + H2SO4 → CH3CHO + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

2) CH2=CH2 + KMnO4 + H2O → CH2(OH)CH2(OH) + MnO2 + KOH

3) C6H2(NO2)3OH + Ti3+ + H+ → C6H2(NH2)3OH + Ti4+ + H2O

4) MnO4- + (COO)2

2- + H+ → Mn2+ + CO2 + H2O

5) KMnO4 + CH3OH → MnO2 + HCOOH + KOH + MnO2

6) C2H2 + KMnO4 + H2O → (COOH)2 + KOH + MnO2

7) KMnO4 + C2H2 → (COOK)2 + MnO2 + KOH + H2O

Lord Duncan, potomek szlachetnej rodziny angielskiej, umiłował spokój i wypoczynek na łonienatury. Sielankowe życie w jego wiejskiej posiadłości psuła mu jednakże kłótliwa i zrzędliwamałżonka. Gdy wszelkie metody perswazji zawiodły, aby zaznać spokoju, lord postanowił uciecsię do rozwiązania ostatecznego – w tym celu domieszał do ukochanej przez jego żonę herbatyEarl Gray słuszną ilość cyjankali (zrobił to tym łatwiej, iż w owych czasach nieznana byłajeszcze herbata ekspresowa). Przy okazji najbliższej „a cup of tea” nastąpiło oczekiwane,radosne dla lorda rozwiązanie problemu (i przy okazji rozwiązanie nieoczekiwane, acz radosne,dla jego sąsiada - Sir Gawaina, męża przyjaciółki jej lordowskiej mości). Wezwanego namiejsce Sherlocka Holmesa zaintrygowały dwie rzeczy: dziwny uśmiech na twarzach obuzmarłych niewiast oraz delikatny zapach migdałów zmieszany z wonią bergamoty, unoszący sięw pokoju (potwierdzony przez Dr Watsona). Nie dał się zwieść zapewnieniom lorda, iżpochodzi on z najnowszego, niemieckiego płynu do czyszczenia mebli, zabrał więc imbryk zresztą trunku do analizy. W celu oznaczenia zawartości jonów cyjankowych postanowił onwykorzystać metodę analizy wagowej. Aby przeprowadzić oznaczenie, umieścił 10 ml herbatyw kolbie i po zakwaszeniu wywaru kwasem siarkowym, oddestylował powstały cyjanowodór zparą wodną, a jego pary pochłaniał w roztworze NaOH. Po zobojętnieniu zawartościodbieralnika, do destylatu dodał nadmiaru azotanu(V) srebra. Wytrącony osad cyjankusrebra(I) odsączył i po wysuszeniu zważył, uzyskując 0,9395 g tej soli. W tym momenciedetektyw wiedział już, iż dokonano morderstwa i choć w głębi duszy rozumiał lorda, poczuciesprawiedliwości zmusiło go do doprowadzenia arystokraty przed sąd. Oblicz, wielokrotnośćdawki śmiertelnej, którą wchłonęła małżonka arystokraty, jeśli przed opuszczeniem tegopadołu wypiła filiżankę (około 120 ml) herbaty, a dawka śmiertelna dla KCN wynosi 10 mg/kgmasy ciała. Lady D., ze względu na awersję do wysiłku fizycznego i słabość do francuskichpralinek osiągnęła masę 220 funtów (1 funt = 0.453592 kg). 26

27

1. Obliczyć bezwzględne masy cząsteczek: a) (H3O)(Yb3F10)(H2O), b) KAl(SO4)2∙12H2O.

2. Ile atomów mieści się w 1 cm3 osmu? Podobne obliczenie wykonać dla litu (gęstość

osmu 22,57 g/cm-3, litu 535 kg/m³).

3. Który ze związków jest bogatszy w żelazo – syderyt FeCO3 czy magnetyt Fe3O4? Podać

skład procentowy obu związków.

4. Uzupełnij równania reakcji redox:

a. KI + K2Cr2O7 + H2SO4 →

b. P + HNO3 + H2O →

c. Cu + HNO3(stężony) →

d. C6H2(NO2)3OH + Ti3+ + H+ →

e. FeSO4 + HIO3 + H2SO4 →

Zdarzyło się, iż pracownik fabryki barwników zaginął pewnej nocy bez śladu. Jego żonatwierdziła, że wpadł zapewne do kadzi z mieszaniną nitrującą, którą obchodził wielokrotnie wczasie pracy i rozpuścił się przez noc. Ponieważ nikt nie był obecny podczas rzekomegowypadku nie istniała możliwość dowiedzenia przez wdowę po nim zgonu męża w sposóbprzekonujący towarzystwo ubezpieczeniowe. Na całe szczęście chemik z laboratoriumpolicyjnego wpadł na następujący pomysł. Pobrał 100 cm3 próbki mieszaniny kwasów z kadzi,do której prawdopodobnie wpadł nieszczęsny małżonek oraz drugą próbkę identycznej,niezanieczyszczonej mieszaniny. Do obu próbek dodał molibdenianu amonu w celuwytracenia obecnych w nich fosforanów w formie fosforomolibdenianu amonu. Oodsączeniu, odmyciu i wyprażeniu uzyskał dwie próbki tlenku fosforowo-molibdenowego(Mo24P2O77), pierwszą o masie 0,3718 g, drugą – 0,0331 g. Wiedząc, iż zbiorniki zawierały po8240 dm3 mieszaniny kwasów, zaginiony pracownik ważył 73 kg a zawartość fosforu worganizmie zdrowego człowieka wynosi 6300 ppm oblicz, czy istnieje szansa przekonaniafirmy ubezpieczeniowej do wersji wydarzeń przedstawionych przez wdowę.

28

Stechiometria

• Obliczanie wzorów chemicznych na podstawie składu ilościowego związków

• Obliczenia na podstawie równań reakcji chemicznych

29

30

1. Obliczyć procentową zawartość magnezu w dolomicie MgCO3∙CaCO3 zawierającym 10%

zanieczyszczeń (złoża).

2. Kości zawierają 58,00% ortofosforanu trójwapniowego i 2,00% ortofosforanu trójmagnezowego. Jaka jest

procentowa zawartość P2O5 w kościach?

3. Tlenowy kwas arsenu ma następujący skład ilościowy: H - 1,52%, As - 56,36%, O - 42,13%. Podać

najprostszy wzór empiryczny kwasu.

4. Minerał karnalit zawiera 26,93% KC1, 34,03% MgCl2 i 39,04% H2O. Napisać wzór chemiczny

minerału.

5. Skład procentowy związku jest następujący: 56,22% - Ba; 29,03% - Cl; 14,75% - H2O. Podać wzór

empiryczny soli.

6. Obliczyć wzór empiryczny związku o następującym składzie procentowym: 26,52% chromu, 24,52%

siarki i 48,96% tlenu.

7. Obliczyć wzór empiryczny związku o następującej zawartości procentowej składników: 26,58% potasu,

35,35%. chromu i 38,07% tlenu.

8. Ile cząsteczek wody krystalizacyjnej zawiera wodoroortofosforan wapniowy, jeżeli 10 g tej soli traci po

wyprażeniu 3,310 g masy przechodząc w difosforan wapniowy?

9. Pięciowodny siarczan miedziowy traci po ogrzaniu w temp. 383 K (110°C) 28,86% wody. Napisać wzór

chemiczny powstałego hydratu.

10. Związek fosforu z wodorem zawiera 93,89% fosforu, a jego masa molowa wynosi

65,97 g/mol. Podać rzeczywisty wzór chemiczny związku.

11. Podać rzeczywisty wzór związku o następującym składzie procentowym: 46,16%

węgla i 53,84% azotu. Masa molowa związku jest równa 52,04 g/mol.

12. Skład procentowy związku jest następujący: 34,94% Na, 16,43% B i 48,63% O.

Masa molowa wynosi 197,4 g/mol. Podać wzór rzeczywisty związku.

31

13. Ile gramów AgNO3 można otrzymać z 15,00 g metalicznego srebra?

14. Ile gramów siarki spalono, jeżeli powstały SO2 zajął objętość 28 dm3 w warunkach

normalnych?

15. Jaka masa tlenu jest potrzebna do spalenia 30,200 g metalicznego magnezu?

16. Dichromian amonu rozkłada się podczas ogrzewania na tlenek chromu(III),

azot i wodę. Jaka będzie masa pozostałości po rozłożeniu 20 g dichromianu?

17. Jaki jest przyrost masy 15 g żelaza po utlenieniu do a) tlenku żelaza(II)-żelaza(III)

Fe3O4, b) tlenku żelaza(III) Fe2O3?

18. 100 g metalicznej miedzi ogrzano z 100 g siarki, przy czym powstał siarczek miedzi(I) Cu2S. Jaka

substancja i w jakiej ilości pozostała w nadmiarze po reakcji?

19. Ile gramów tlenku żelazowego można otrzymać wyprażając 10 g FeCO3 z 5%-ową

zawartością zanieczyszczeń?

20. Pod działaniem stężonego kwasu siarkowego na chlorek sodowy powstało 6,44 g

Na2SO4∙10H2O. Ile gramów gazowego chlorowodoru wydzieliło się w tej reakcji?

21. Techniczny siarczek żelaza(II) zawierający 3,5% żelaza, rozpuszczono w kwasie siarkowym. Jakie

gazy i w jakiej ilości powstaną z 20,00 g siarczku?

22. 10 g metalicznej miedzi rozpuszczono w kwasie azotowym. Po odparowaniu nadmiaru kwasu i wody

otrzymano 35 g Cu(NO3)2*3H2O. Jaka jest wydajność tej reakcji?

32

23. Z 2 ton kwasu siarkowego, zawierającego jako zanieczyszczenie 0,015% arsenu,strącono siarczek arsenu(III) za pomocą siarkowodoru. Ile gramów 87%-owego siarczku żelaza(II) zużyto do wywiązania potrzebnej ilości siarkowodoru? Straty siarkowodoru wynoszą 12%.

24. Ile gramów 95%-owego FeS należy rozłożyć za pomocą 25%-owego kwasu solnego,aby za pomocą otrzymanego siarkowodoru strącić całkowicie jony ołowiu z roztworu zawierającego 10,000 g Pb(NO3)2? Straty siarkowodoru wynoszą 10%. Ile kwasu solnego zużyje się w reakcji?

25. Obliczyć, ile kilogramów Na2HPO4∙12H2O można otrzymać z 100 kg fosforytuz 75%-ową zawartością Ca3(PO4)2, jeżeli wydajność procesu wynosi 95%.

26. Obliczono, że nad powierzchnią l hektara (10 000 m2) znajduje się w powietrzu80 000 ton azotu. Obliczyć, jakiej masie saletry chilijskiej odpowiada ta ilość azotu. Na ile lat wystarczyłoby saletry do nawożenia gleby, przyjmując 400 kg saletry na 1 hektar w roku?

27. Mieszanina CaCO3 i CaO traci po wyprażeniu 12,55% swej masy. Obliczyć skład procentowy mieszaniny.

28. Po wyprażeniu 1,2500 g mieszaniny CaCO3 i MgCO3 otrzymano 615 cm3 CO2

(w warunkach normalnych), Obliczyć skład procentowy mieszaniny.

33

29. 8,0000 g stopu cynku z magnezem rozpuszczono w kwasie otrzymując 3,750 dm3

wodoru (w warunkach normalnych). Obliczyć skład procentowy stopu.

30. 2,0000 g stopu cyny z ołowiem utleniono metodą prażenia z dostępem powietrzai otrzymano 2,3460 g mieszaniny tlenków: cyny (IV) i ołowiu (II), Obliczyć skład procentowy stopu.

31. 2,7650 g dolomitu (CaCO3 *MgCO3) wyprażono do stałej masy otrzymując 1,4475 g mieszaniny CaO i MgO. Obliczyć zawartość procentową CaCO3 i MgCO3

w minerale.

32. Po rozpuszczeniu 0,1612 g apatytu o wzorze 3Ca3 (PO4)2∙CaCl2 jony PO43- strącono

w postaci fosforomolibdenianu amonowego o wzorze (NH4)3 [P(Mo3O10)4]. Masa osadu po wysuszeniu wynosiła 1,0426 g. Obliczyć procentową zawartość P2O5 w minerale oraz stopień czystości minerału.

33. Przez kominy fabryczne uchodzi w atmosferę 2 miliony ton SO2 rocznie. Ile96%-owego roztworu H2SO4 można by otrzymać z tej ilości SO2 metodą kontaktową przywydajności procesu równej 90%?

Stężenia roztworów

• Stężenie procentowe

𝐶𝑝 =𝑚𝑠

𝑚𝑟∙ 100% =

𝑚𝑠

𝑚𝑠 +𝑚𝑟𝑜𝑧𝑝

• Stężenie molowe

𝐶𝑚 =𝑛

𝑉[𝑚𝑜𝑙

𝑑𝑚3]

• Stężenie molalne

𝑏 =𝑛

𝑚𝑟𝑜𝑧𝑝[𝑚𝑜𝑙

𝑘𝑔]

• Stężenie normalne

𝐶𝑛 =𝑛𝐺

𝑉[𝑤𝑎𝑙

𝑑𝑚3]

34

1. Ile gramów wody i czystego AgNO3 należy zmieszać, aby otrzymać 350 g 10 %-owego roztworu tej soli?

2. W 200 g wody rozpuszczono 7,6284 g Na2B4O7∙10H2O. Obliczyć stężenie procentowe otrzymanego roztworu w stosunku do bezwodnej soli.

3. Do 50 g 30%-owego roztworu dodano 300 g wody. Obliczyć stężenie procentoweotrzymanego roztworu.

4. Zmieszano 150 g wody i 30 g 20%-owego roztworu. Obliczyć stężenie procentowetego roztworu.

5. 80 g 30%-owego roztworu sody rozcieńczono 70 g wody. Jakie jest stężenie procentowe roztworu po rozcieńczeniu?

6. Ile gramów wody należy dodać do 300 g 18%-owego roztworu, aby otrzymać 15%-owyroztwór?

7. Ile gramów 22%-owego roztworu KI należy zmieszać z wodą, aby otrzymać 300 g 15%-owego roztworu?

8. Z ilu gramów 30%-owego roztworu po odparowaniu wody otrzyma się 12 g 50%-owego roztworu? Ile gramów wody zostanie odparowane?

9. Zmieszano 10 g 59,7%-owego roztworu H2SO4 i 190 g wody. Obliczyć stężenie procentowe otrzymanego roztworu.

35

10. Zmieszano 120 g 15%-owego kwasu solnego i 60 g 18 %-owego tego samego kwasu. Obliczyć stężenie procentowe otrzymanego roztworu.

11. Do 55 g wody dodano 1,0 cm3 roztworu HNO3 o gęstości d=1,24 kg*dm-3. Obliczyć stężenie procentowe otrzymanego roztworu oraz jego masę.

12. Do rozpuszczenia 1,2155 g czystego magnezu-zużyto 12 g roztworu H2SO4. Obliczyć stężenie procentowe kwasu.

13. 1 cm3 0,05 molowego roztworu H2SO2 rozcieńczono do 250 cm3. 10 cm3 otrzymanego roztworu ponownie rozcieńczono wodą do 1200 g. Wyrazić w jednostkach ppm stężenie końcowego roztworu.

14. Ile gramów K2SO4 znajduje się w 25 cm3 0,2 molowego roztworu? Ile to stanowi milimoli?

15. Ile gramów Na2CO3 znajduje się w 25 cm3 0,2 molowego roztworu tej soli? Ile to stanowi milimoli?

16. 5 cm3 43,4%-owego roztworu KOH, którego gęstość wynosi d = 1,45 kg∙dm-3, rozcieńczono wodą do objętości 100 cm3. Obliczyć stężenie molowe otrzymanego roztworu.

17. 10 gramów 30%-owego roztworu NaOH rozcieńczono wodą do objętości 250 cm3. Obliczyć stężenie molowe otrzymanego roztworu.

18. Do 999 g wody wprowadzono 1 g 54%-owego roztworu H2SO4. Obliczyć stężenie procentowe i molowe otrzymanego roztworu zakładając jednostkową gęstość tego roz-tworu.

19. Ile cm3 wody należy dodać do 25 cm3 27%-owego roztworu KOH o gęstości d = 1,25 kg*dm-3, aby otrzymać 0,20 molowy roztwór?

36

20. 25 g NaCl rozpuszczono w 250 cm3 wody. Ile cm3 otrzymanego roztworu należy rozcieńczyćw kolbie o pojemności 1 dm3 aby uzyskać roztwór soli fizjologicznej – 0,154 mol/dm3 NaCl(0,9%)?

21. W reakcji 40 cm3 kwasu solnego z cynkiem wydzieliło się 6988,8 cm3 wodoru (w warunkachnormalnych). Obliczyć stężenie molowe tego kwasu.

22. Obliczyć stężenie molowe 33,82%-owego roztworu H2SO4, którego gęstość wynosi d = 1,25kg∙dm-3.

23. Oblicz stężenia molowe i wagowe stężonych roztworów kwasów: solnego (38%,1,19 g∙cm-3), siarkowego(VI) (98%, 1,84 g∙cm-3) i azotowego(V) (68%, 1,40 g∙cm-3).

24. Nasycony roztwór AgNO3 jest 68,3%-owy. Obliczyć stężenie molowe tego roztworu, jeżelijego gęstość wynosi d = 1,15 kg∙dm-3.

25. Nasycony roztwór NH4C1 zawiera 5,45 mola w l dm3 roztworu. Obliczyć stężenieprocentowe tego roztworu (gęstość d= kg∙dm-3).

26. Zmieszano 50 g 30%-owego roztworu i 25 g 12%-owego roztworu NaOH, a następnie zotrzymanego roztworu odparowano 15 g wody. Obliczyć stężenie procentowe otrzymanegoroztworu.

27. W kolbie miarowej o pojemności 200 cm3 znajduje się 0,5 molowy roztwór NaOH. Z kolbypobrano 20 cm3 roztworu, a na jego miejsce wprowadzono 1,6 g stałego, czystego NaOH iten roztwór dopełniono do pierwotnej objętości. Obliczyć stężenie molowe końcowegoroztworu.

28. Oblicz, ile stężonego kwasu solnego (38%, d = 1,19 g∙cm-3) i ile wody należy użyć, abyotrzymać 200 g roztworu o stężeniu 10%.

37

29. Jakie masy 15% i 90% roztworu kwasu chlorowego(VII) należy zmieszać, aby uzyskać roztwór50%?

30. Do kolby miarowej wprowadzono 40 g 22%-owego roztworu H2SO4 i dopełniono wodą do 250cm3. Obliczyć stężenie molowe kwasu.

31. Zmieszano 40 g 10%-owego roztworu H2SO4 i 40 g 10%-owego roztworu KOH, Ustalić, którasubstancja przereaguje całkowicie oraz obliczyć: a) stężenie procentowe substancji, którapozostała w roztworze, b) stężenie procentowe substancji, która powstała w wyniku reakcji.

32. Jaką objętość kwasu azotowego(V) o stężeniu 1 M można przygotować mając do dyspozycji 100 cm3 roztworu tego związku o stężeniu 60 % (d = 1,37 g∙cm-3).

33. Ile gramów 96 %-owego H2SO4 należy użyć do przygotowania 600 cm3 0,25 N roztworu H2SO4wiedząc że jego gęstość wynosi 1,12 g/cm3?

34. Jakie jest stężenie procentowe 3 n roztworu H3PO4, jeżeli gęstość tego roztworu wynosi 1,103 g/cm3?

35. 3 litry roztworu zawierają 29,4 g kwasu ortofosforowego (V). Obliczyć stężenie normalne roztworu.

36. Jakie jest stężenie normalne 30%-owego roztworu H2SO4, którego gęstość wynosi d = 1,218 g/cm3?

37. Stężenie roztworu NaCl równe jest 1,832 n. Jakie jest jego stężenie procentowe, jeśli jego gęstość d = 1,071 g/cm3?

38. Jakie jest stężenie procentowe 2,081 n roztworu Na2CO3, jeżeli gęstość tego roztworu wynosi d = 1,103 g/cm3?

38