Pentru ajutor on-line cu acest subiect, consultați modulul chimic „Stoichiometrie” care se ocupă de alunițe; ecuații de echilibrare; calcule stoichiometrice; molaritatea și stoichiometria soluției.
CONCEPTUL MOLE (Întrebări generale 2)
Feedback-ul dvs. cu privire la aceste probleme de auto-ajutor este apreciat. Faceți clic aici pentru a trimite un e-mail.
Comandă rapidă la Întrebări
Fierul arde în aer pentru a forma Fe3O4.
(1.) Scrieți ecuația reacției.
(2.) Câți moli de oxigen gaz sunt necesari pentru a arde Fe (1,0 moli)?
(3.) Ce masă de oxigen gazos este aceasta?
(4.) Poate arde o bucată de fier (5,6 g) complet la Fe3O4 într-un vas care conține oxigen (0,050 mol)?
Găsiți formula empirică a compusului care oferă următoarea analiză în greutate -
azot = 26,2%; clor = 66,4%; hidrogen = 7,50%.
Un compus cu greutatea molară 62 conține numai C, H și O. Analiza dă 38,7% carbon și 9,8% hidrogen în greutate. Determinați formulele empirice și moleculare ale compusului.
Un compus conține următoarele procente în greutate din fiecare element: carbon = 52,5%, hidrogen = 3,7%, bor = 7,9%, azot = 10,2%, clor = 25,6%. Care este formula empirică a compusului?
Care este formula empirică a unui compus care conține 40% sulf și 60% oxigen în greutate? Care este formula sa moleculară dacă greutatea sa moleculară este 240?
Derivați formulele empirice ale substanțelor cu următoarele compoziții procentuale în greutate:
(1.) Fier 63,5%; sulf 36,5%
(2.) Fier 46,5%; sulf 53,4%
(3.) Fier 53,7%; sulf 46,3%
Un compus este dovedit a fi ionic deoarece este solubil în apă, oferind o soluție care conduce electricitatea. Compusul are următoarea compoziție procentuală în greutate:
sodiu = 32,4%; sulf = 22,6%; oxigen = 45,0%.
(1.) Derivați formula empirică pentru acest compus.
(2.) De ce acest compus nu ar avea o formulă moleculară?
Ce cantitate (mol) de substanță dizolvată există în 125 ml dintr-o soluție de 0,864 M?
Ce masă de clorură de sodiu trebuie dizolvată în apă pentru a da 1,50 x 10 3 ml soluție de clorură de sodiu 0,100 M?
Hidroxidul de sodiu (4,62 g) este dizolvat în apă pentru a da un volum final de 350 ml. Care este molaritatea soluției?
Ce masă de acid formic (HCOOH) trebuie diluată pentru a obține 1,00 litri de soluție de apă 0,0750 M?
Ce volum de acid sulfuric (0,77 M) conține 0,50 moli de H2SO4?
Ce volum de azotat de argint (0,54 M) conține 0,34 g de substanță dizolvată?
O soluție de acid clorhidric 12,0 M (100 ml) este diluată la 2.000 L. Care este molaritatea soluției?
O soluție conține 0,200 moli de substanță dizolvată în 500 mL. Care este molaritatea soluției?
CONCEPTUL MOLE (Răspunsuri generale 2)
(2.) Din ecuație, 3 moli Fe necesită 2 moli O2 (rețineți că oxigenul gazos este diatomic), prin urmare 1 mol Fe necesită 2/3 moli O2.
(3.) Masa O2 = moli O2 x masa molară O2
= 2/3 mol x (2 x 16,00 g mol -1) = 21 g.
(4.) Moli Fe = masa fier/masa molara Fe
= 5,6 g/55,85 g mol -1
Din partea (2.), moli O2 necesari = moli Fe x 2/3
= 0,10 mol x 2/3 = 0,067 mol O2.
Prin urmare, 5,6 g de fier nu vor arde complet în 0,050 mol O2.
Formula empirică a oricărui compus este cel mai simplu raport întreg al atomilor elementelor sale constitutive. Se obține din elementar procente de masă prin utilizarea masele atomice relative ale elementelor (greutăți atomice). Procentele de masă elementară sunt nr. grame din fiecare element combinat în 100 g de substanță. Deoarece atomii fiecăruia dintre diferitele elemente au propria lor masă atomică unică, este necesar să împărțiți fiecare dintre masele măsurate experimental ale fiecărui element prezent la greutatea sa atomică pentru a determina numărul relativ al fiecărui atom prezent. Adică, primul pas implică determinarea numărul de moli de atomi din fiecare element constitutiv la 100 g substanței:
În 100 g de substanță, există 26,2 g de atomi de N, 66,4 g de atomi de Cl și 7,50 g de atomi de H
M oles N atomi = masa N atomi/masa molară a N atomi
= 26,2 g/14,01 g mol -1 = 1,87 mol
Alunițe Cl atomi = masa atomi Cl/masa molara atomi Cl
= 66,4 g/35,45 g mol -1 = 1,87 mol
Alunițe H atomi = masa H atomi/masa molara H atomi
= 7,50 g/1.008 g mol -1 = 7,44 mol
Rețineți din nou că elementele mase atomice sunt utilizate aici - indiferent dacă elementul poate apărea într-o formă diatomică. De exemplu, masa atomică a azotului este 14,01 - faptul că există sub formă gazoasă ca N2, cu o masă moleculară de 28,02, nu este relevantă, deoarece nu avem de-a face cu N2 gazos aici. (Aceasta este o greșeală obișnuită!)
Ca moli = numărul de atomi/numărul Avogadro, numărul relativ de moli de atomi din fiecare element prezent reprezintă, de asemenea, numărul relativ de atomi ai fiecăruia dintre elementele constitutive din compus. Deoarece atomii trebuie să se combine în raporturi întregi, pasul rămas este reducerea acestor valori la numere întregi prin împărțirea la cel mai mic numitor comun (în acest caz 1.87), pentru a permite atribuirea formulei empirice:
Nu. atomi de N în formula compusă = 1,87/1,87 = 1,00
Nu. atomi de Cl în formula compusă = 1,87/1,87 = 1,00
Nu. atomi de H în formula compusă = 7,44/1,87 = 3,98
Luând în considerare eroarea experimentală implicită în rapoartele de masă date, valoarea de 3,98 este luată ca fiind 4. Această eroare experimentală nu trebuie să reprezinte mai mult de 1% din valoarea întregului care este atribuit în orice problemă de determinare a formulei. De exemplu, în această întrebare eroarea procentuală este
(4,00 - 3,98)/4,00) x 100%
= 0,5% (adică mai puțin de 1%),
deci luarea 3.98 ca 4.00 este valabilă.
Acest lucru duce la formula empirică NH4Cl.
Vedeți răspunsul anterior pentru discuții detaliate despre metoda utilizată.
Masă% O = 100% - masă% C - masă% H
= 100% - 38,7% - 9,8% = 51,5%
Astfel, 100,0 g de compus conține 38,7 g de carbon, 9,8 g de hidrogen și 51,5 g de oxigen.
Moli C atomi = masa de carbon/masa molara C atomi
= 38,7 g/12,01 g mol -1 = 3,22 mol
Moli H atomi = masa hidrogen/masa molara H atomi
= 9,8 g/1.008 g mol -1 = 9,7 mol
Moli O atomi = masa oxigen/masa molara O atomi
= 51,5 g/16,00 g mol -1 = 3,22 mol
Împărțind acestea prin 3.22:
Nu. atomi de C în formula compusă = 3,22/3,22 = 1,00
Nu. atomi de H în formula compusă = 9,7/3,22 = 3,0
Nu. atomi de O în formula compusă = 3,22/1,00
Aceasta oferă formula empirică CH3O.
Formula moleculară se găsește din greutatea molară a substanței (masa molară a moleculei complete este dată ca 62) și greutatea molară a unității empirice: (masa molară CH3O = 31). Prin urmare, raportul dintre formula moleculară și formula empirică = 62/31 = 2, deci formula moleculară este C2H6O2.
Conform întrebărilor anterioare,
100,0 g de compus conține 52,5 g carbon, 3,7 g hidrogen, 7,9 g bor, 10,2 g azot și 25,6 g clor.
Moli C atomi = masa de carbon/masa molara C atomi
= 52,5 g/12,01 g mol -1 = 4,37 mol
Moli H atomi = masa hidrogen/masa molara H atomi
= 3,7 g/1.008 g mol -1 = 3,6 mol
Moli B atomi = masa borului/masa molara B atomi
= 7,9 g/10,81 g mol -1 = 0,73 mol
Moli N atomi = masa azot/masa molara N atomi
= 10,2 g/14,01 g mol -1 = 0,728 mol
Moli atomi Cl = masa clor/masa molara atomi Cl
= 25,6 g/35,45 g mol -1 = 0,722 mol
Împărțind acestea prin 0,722:
Raportul molar C în formula compusă = 6,05
Raportul molar H în formula compusă = 5,0
Raportul molar B în formula compusă = 1,0
Raportul molar N în formula compusă = 1,00
Raport molar Cl în formula compusă = 1,00
care este același cu raportul dintre numărul de atomi constituanți.
100 g de compus conține 40 g de sulf și 60 g de oxigen
Moli S atomi = masa sulf/masa molara S atomi
= 40 g/32,07 g mol -1 = 1,2 mol
Moli O atomi = masa oxigen/masa molara O atomi
= 60 g/16,00 g mol -1 = 3,8 mol
Împărțind acestea prin 1.2:
Nu. atomi de S în formula compusă = 1,0
Nu. atomi de O în formula compusă = 3,0
Aceasta oferă formula empirică SO3.
Masa molară a SO3 este 80,07, iar masa molară a moleculei complete este dată ca 240. Prin urmare, raportul dintre greutatea moleculară și empirică = 240/80,07 = 3, deci formula moleculară este S3O9.
Moli de atomi de Fe la 100 g = masa de fier/masa molara de atomi de Fe
= 63,5 g/55,85 g mol -1 = 1,14 mol
Moli S atomi la 100 g = masă sulf/masă molară S atomi
= 36,5 g/32,07 g mol -1 = 1,14 mol
Împărțind acestea prin 1.14:
Nu. atomi de Fe în formula compusă = 1,00
Nu. atomi de S în formula compusă = 1,00
Aceasta oferă formula empirică FeS.
Moli de atomi de Fe la 100 g = masa de fier/masa molara de atomi de Fe
= 46,5 g/55,85 g mol -1 = 0,833 mol
Moli S atomi la 100 g = masă sulf/masă molară S atomi
= 53,4 g/32,07 g mol -1 = 1,67 mol
Împărțind acestea prin 0,838:
Nu. atomi de Fe în formula compusă = 1,00
Nu. atomi de S în formula compusă = 2,00
Aceasta oferă formula empirică FeS2.
Moli de atomi de Fe la 100 g = masa de fier/masa molara de atomi de Fe
= 53,7 g/55,85 g mol -1 = 0,962 mol
Moli S atomi la 100 g = masă sulf/masă molară S atomi
= 46,3 g/32,07 g mol -1 = 1,44 mol
Împărțind acestea prin 0.962:
Nu. atomi de Fe în formula compusă = 1,00
Nu. atomi de S în formula compusă = 1,50
În unele cazuri, acest proces de divizare nu oferă valori întregi adecvate pentru atribuirea formulei empirice. Cu toate acestea, este de obicei ușor să manipulați aceste valori în numere întregi. În acest caz, se poate observa că înmulțirea valorilor obținute mai sus cu 2 va furniza valori întregi adecvate pentru atribuirea formulei empirice Fe2S3.
Moli atomi de Na la 100 g = masa atomi de sodiu/masa molara de Na
= 32,4 g/22,99 g mol -1 = 1,409 mol
Moli S atomi la 100 g = masă sulf/masă molară S atomi
= 22,6 g/32,07 g mol -1 = 0,705 mol
Moli O atomi la 100 g = masa oxigen/masa molară O atomi
= 45,0 g/16,00 g mol -1 = 2,812 mol
Împărțind acestea cu 0,705:
Nu. atomi de Na în formula compusă = 2,00
Nu. atomi de S în formula compusă = 1,00
Nu. atomi de O în formula compusă = 4,00
Aceasta dă formula empirică Na2SO4.
Deoarece acest compus este ionic, nu există „molecule” prezente - compușii ionici constau din tablouri tridimensionale de ioni ambalate într-o rețea de cristal, fiecare ion având un număr de vecini apropiați. În compușii covalenți, fiecare atom este legat de unul sau mai mulți alți atomi pentru a forma molecula compusului. În consecință, compușii ionici nu pot avea o formulă moleculară, este posibilă doar o formulă empirică, dar compușii covalenți au atât o formulă empricală, cât și o formulă moleculară.
Molaritatea unei soluții este numărul de moli ai substanței dizolvate prezente în exact un litru de soluție.
adică molaritate = aluni/litri sau
M = n/V unde V trebuie să fie în litri.
Rearanjare, n = M x V
Moli în 125 ml sunt 0,125 L x 0,864 mol L -1
Moli în 1,50 x 10 3 mL este 1,50 L x 0,100 mol L -1
Masă clorură de sodiu = moli NaCl x masă molară NaCl
= 0,15 mol x 58,44 g mol -1
Moli NaOH = masa hidroxid de sodiu/masa molară NaOH
= 4,62 g/40,00 g mol -1
Molaritate = moli NaOH/volum soluție (L)
= 0,166 mol/0,350 L
Deoarece volumul este de un litru, este nevoie de moli HCOOH
Masă acid formic = moli HCOOH x masă molară HCOOH
= 0,0750 mol x 46,03 g mol -1
molaritate = moli/volum (litri)
deci volum = aluni/molaritate
Volum = 0,50 mol/0,77 mol L -1 = 0,65 L.
M oleni AgNO3 în 0,34 g
= masa azotat de argint/masa molară AgNO3
= 0,34 g/169,91 g mol -1
Volum conținând 0,0020 mol (0,34 g)
= 0,0020 mol/0,54 mol L -1
Moli HCl = molaritate acid clorhidric x volum acid clorhidric
= 12,0 mol L -1 x 0,100 L
Molaritatea soluției noi = moli HCI/volumul soluției
= 1,20 mol/2.000 L
O metodă alternativă pentru calcularea molarității unei soluții care a fost diluată este utilizarea expresiei
unde M1 și V1 sunt volumul și molaritatea soluției originale, în timp ce M2 și V2 reprezintă noua molaritate și volum. Rețineți că unitățile V nu trebuie să fie în litri - vor fi neapărat aceleași pe ambele părți ale expresiei, astfel încât alte unități, cum ar fi mL, pot fi utilizate. Această expresie poate fi utilizată numai pentru calcule de diluare și nu se aplică altor tipuri de calcul.
Molaritate = aluni/volum (L)
= 0,200 mol/0,500 L
Prin urmare, un mol de K2CrO4 are ca rezultat formarea unui mol de BaCrO4 și din moment ce BaCl2 este în exces, numărul de moli K2CrO4 va determina cantitatea de BaCrO4 produsă.
= molaritatea K2CrO4 x volumul soluției de K2CrO4
= 0,469 x 0,0500 mol
Masa cromatului de bariu = moli BaCrO4 x masa molară BaCrO4
= 0,02345 mol x 253,3 g mol -1
Prin urmare, un mol de Al2 (SO4) 3 necesită trei moli de Ba (NO3) 2 pentru reacția completă.
Mai întâi, moli de sulfat de aluminiu din soluție se calculează deoarece este reactantul pentru care sunt date atât molaritatea, cât și volumul:
= 0,350 mol L -1 x 0,0250 L
După cum sa menționat mai sus, 1 mol de Al2 (SO4) 3 necesită 3 moli de Ba (NO3) 2 sau
este necesar un volum de 0,280 M Ba (NO3) 2 soluție