Kurs przygotowawczy do egzaminu maturalnego z chemii

MODUŁ 4P

Stechiometria

poziom podstawowy

Liceum Ogólnokształcące i Liceum Profilowane w Resku

OBLICZENIA DOTYCZĄCE MOLA DROBIN SUBSTANCJI CHEMICZNEJ

Mol – stanowi porcję drobin (atomów, jonów, cząsteczek, cząstek elementarnych) każdej substancji chemicznej zawierającą 6,023 · 1023 drobin tej substancji

              Liczba drobin zawarta w n molach substancji wynosi:

liczba drobin = N = n · 6,023 1023 drobin/mol

              Gdzie n to liczba moli.

Liczba Avogadro – NA, to właśnie liczba 6,023 · 1023. Można zatem zapisać, że

N = n · NA

Przedstawiona zależność umożliwia obliczenie liczby moli drobin substancji, jeśli znana jest drobin tej substancji:

Przykład 

Do spalenia 4 moli atomów glinu potrzeba 3 mole cząsteczek tlenu. Oblicz, ile:

a) atomów glinu,              b)cząsteczek tlenu              bierze udział w tej reakcji.

Rozwiązanie:

Dane:                                          n1 = 4 mole atomów Al.              n2 = 3 mole cząsteczek tlenu.

Szukane: liczba atomów Al. = NAl,              liczba cząsteczek tlenu = NO2

1)     NAl = n1 · NA = 4 mol · 6,02 1023 atomów/mol = 24,08 · 1023 atomów glinu =

= 2,4 · 1024 atomów glinu

2)     NO2 = n2 · NA = 3 mol · 6,02 · 1032 cząsteczek/mol = 18,06 · 1023 cząsteczek =

= 1,8 · 1024 cząsteczek tlenu

Odpowiedź: W reakcji bierze udział 2,4 · 1024 atomów glinu i 1,8 · 1024 cząsteczek tlenu.

Zadania:

1)     W pewnej reakcji chemicznej wzięło udział 1,5 mola cząsteczek substancji. Oblicz, jaka liczba cząsteczek tej substancji wzięła udział w reakcji.

2)     Pewna ilość substancji zawiera 1,505 · 1023 cząsteczek. Oblicz, jaką część mola tej substancji stanowi wymieniona liczba cząsteczek.

3)     W wyniku spalenia 1 mola węglowodoru powstały 3 mole CO2 i 4 mole H2O. Oblicz sumaryczną liczbę cząsteczek otrzymanych w tej reakcji.

4)     W pewnej reakcji otrzymano 0,75 mola amoniaku NH3. Oblicz, ile atomów azotu i ile atomów wodoru zawiera te 0,75 mola NH3.

5)     1 mol atomów siarki ma masę 32 g.  Jaką masę ma pojedynczy atom siarki?

6)     Jeden gram to jeden mol jednostek masy atomowej [ NA · 1 u = 1 g]. Oblicz na tej podstawie , ile gramów i ile kilogramów ma jednostka masy atomowej.

OBLICZENIA DOTYCZĄCE MASY MOLOWEJ SUBSTANCJI

·         Masa jednego mola drobin Mmol każdej substancji chemicznej, wyrażona
w g/mol, nosi nazwę masy molowej. Jest ona liczbowo równa masie atomowej mat lub masie cząsteczkowej mcz.

·         Zależność miedzy masą substancji m a jej masą molową Mmol jest następująca:

M = n · Mmol, [g], gdzie

              m – masa substancji, [g]

              n – liczba moli substancji, [mol]

              Mmol – masa molowa, [g/mol]

Przykład:

Oblicz mase molową substancji, której 3,01 · 1023 cząsteczek ma masę równą 22 g.

Dane: m = 22 g              N = 3,01 · 1023 drobin

Szukane: Mmol = ?

1.     Obliczamy liczbę moli:

2.     Obliczamy masę molowa:

Odpowiedź: Masa molowa tej substancji wynosi 44 g/mol.

Zadania:

1.     Oblicz masę 3,5 mola cząsteczek substancji chemicznej o wzorze

     C6 H12O6.

2.     Oblicz, jaką część mola cząsteczek substancji o wzorze C3H8O3 stanowi 9,2 g tej substancji.

3.     Oblicz, jaką masę molową ma substancja, skoro masa 9,8 g stanowi 0,1 mola cząsteczek tej substancji.

4.     W reakcji wzięło udział 8 g cząsteczek tlenu. Oblicz, ile to

a)      moli cząsteczek tlenu,

b)     atomów tlenu.

5.     Każdy atom miedzi posiada 2 elektrony swobodne, biorące udział w przewodzeniu prądu elektrycznego. Oblicz, ile elektronów swobodnych znajduje się w przewodzie miedzianym o masie 100 g.

6.  Ile atomów  sodu znajduje się w próbce węglanu sodu Na2CO3 o masie m = 10,6 g.                                                                                                                                                                         

OBLICZENIA DOTYCZĄCE OBJĘTOŚCI MOLOWEJ

·         Objętość jednego mola drobin substancji gazowej, wyrażona w dm3/ mol, nosi nazwę objętości molowej Vmol

Vmol = 22,4

·         Objętość 22,4 dm3/mol odnosi się wyłącznie do warunków normalnych, tzn. temperatury 00C i ciśnieniu 1013 hPa.

·         Liczba moli drobin n, zawartych w danej objętości gazu v, może być obliczona na podstawie następującej zależności:

, mol

n – liczba moli drobin, [mol]

V – objętość substancji gazowej, [dm3]

Vmol – objętość molowa  [dm3/mol]

·         Zastąpienie liczby moli n wyrażeniem prowadzi do utworzenia zależności umożliwiającej obliczanie zarówno masy, jak i objętości substancji gazowej:

[g]

Przykład:

Oblicz, jaką objętość zajmują w warunkach normalnych 64 g metanu.

Dane: m = 64 g              Mmol = 16 g/mol              Vmol = 22,4 dm3/mol

Szukane: V

Rozwiązanie:    

Odpowiedź: 64 g metanu zajmują objętość 89,6 dm3.

Zadania:

1. Oblicz, jaką liczbę moli cząsteczek tlenu (O2) zawiera butla mieszcząca 44,8 dm3 tego gazu w warunkach normalnych.
2. Oblicz, jaką objętość w warunkach normalnych zajmuje 2,5 mola cząsteczek ozonu (O­3).
3. Oblicz masę odmierzonej w warunkach normalnych objętości 100 dm3 tlenku węgla(IV).
4. Jaką objętość zajmie w warunkach normalnych 85 g amoniaku NH3?
5. Ile cząsteczek tlenku węgla(II) zawiera pojemnik o objętości 5 m3 zmierzonych w warunkach normalnych?

6. W pewnej reakcji otrzymano 5,6 dm3 chloru w warunkach normalnych. Jaka była masa otrzymanego chloru?

OBLICZENIA NA PODSTAWIE WZORÓW CHEMICZNYCH

·         Wzór chemiczny każdego związku, np. AxBy, interpretuje się jako 1 mol drobin tego związku, a występujące we wzorze indeksy stechiometryczne x i y jako liczby moli drobin pierwiastków A i B.