27054382 Caiet Probleme Chimie Generala

5/27/2018 27054382 Caiet Probleme Chimie Generala

1/

CAIET DE PROBLEME

LACHIMIE

Al studentului..............................................

Grupa.............................................

AN COLAR 2005200!


2/

"# CALC$LE C$ M%RIMI I $NIT%&I IMPORTANTE 'N CHIMIE

Executarea corect a calculelor n cadrul diverselor operaii de laborator si aplicaii de

chimie, presupune cunoaterea principalelor noiuni care stau la baza evalurii cantitative atransformrilor fizico-chimice. Aceste noiuni vor fi prezentate mai jos

substan chimic, element chimic, compus chimic! mas atomic! atom-"ram! #iloatom-"ram! mas molecular! molecul-"ram! milimol, #ilomol! mas echivalent sau echivalent-"ram! calcul de numr de moli sau atom-"ram cunosc$nd masa substanei! raportul de mas! compoziia procentual.

($B(TAN&% CHIMIC%) ELEMENT CHIMIC) COMP$( CHIMIC

Substana chimiceste definit ca fiind un tip omo"en de materie, cu o compoziiechimic bine definit.

%ubstanele chimice pot fi submprite n dou cate"orii substane elementare&elemente chimice' i substane compuse &compui chimici'.

Elementul chimicpoate fi definit ca fiind tipul de materie care const din atomi deacelai fel &adic din atomi ale cror nuclee au toate aceeai sarcin electric'.

Elementele sunt reprezentate printr-un simbol, compus dintr-o liter sau dou, deexemplu, simbolul hidro"enului este (, al oxi"enului ), al clorului *l etc. %imbolurile tuturorelementelor chimice sunt trecute n sistemul periodic al lui +endeleev.

Elementele chimice pot fi formate din unul sau mai muli atomi. Astfel "azele rare&ar"onul, neonul etc.' sunt elemente monoatomice, not$ndu-se cu Ar, e etc. n timp cemajoritatea "azelor obinuite &oxi"enul, clorul, azotul etc.' sunt biatomice, not$ndu-se cu ) ,(, *l, etc. Exist i elemente poliatomice, ca de exemplu fosforul, /0, sulful, %1etc.

2radul de asociere al atomilor ntr-un element poate s varieze n funcie de condiiilen care se afl elementul respectiv. 3e exemplu, n intervalul de temperatur 4 5 64444*,sulful octoatomic %1trece succesiv, pe msura creterii temperaturii, n %7, %0i %. 3e aceea,trebuie reinut faptul c denumirea de element biatomic, triatomic, tetratomic etc. se refer lastarea elementului respectiv n condiii obinuite de temperatur i presiune.

Compusul chimic poate fi definit ca fiind substana rezultat prin combinarea, nanumite proporii, a dou sau mai multe elemente chimice. *ompusul chimic rezultat are

proprieti diferite de ale elementelor care l compun.)rice compus chimic se reprezint printr-o formul chimic, care indic numrul de

atomi ai diferitelor elemente care intr n compoziia sa. 3e exemplu, formula acidului azotic()8, a oxidului de ma"neziu +"), a clorurii de zinc 9n*letc.

+oleculele chimice rezult prin unirea &n anumite condiii i dup anumite re"uli' adoi sau mai muli atomi. Atomii pot fi de acelai fel sau diferii. n primul caz se obinmolecule de substane elementare, ca de exemplu *l, ), /0etc, n timp ce n al doilea caz seobin molecule de substane compuse cum sunt +"), 9n*l, %), () etc.

MA(% ATOMIC%) ATOMGRAM) *ILOATOMGRAM


3/

Masa atomiceste o mrime relativ care arat de c$te ori atomul unui element estemai mare dec$t unitatea atomic de mas &u.a.m'. 3rept unitate atomic de mas s-a alesdaltonul, care reprezint a dousprezecea parte din masa atomului de carbon. :ezult c masaatomic este un numr fr dimensiuni. 3e exemplu, masa atomic a hidro"enului este 6,441,a oxi"enului 67, a clorului 8;,0;8 etc. +asele atomice se noteaz cu litera A urmat de

indicele care indic substana.ExempleA(< 6, A*< 6, A=e< ;7

Atomul-gram&atom-"' este o mrime dimensional ce reprezint cantitatea n "ramedintr-un element, numeric e"al cu masa lui atomic. %e calculeaz exprim$nd masa atomicn ".

Exemple6 atom-" ) < 67", 6 atom-" Al < >"

Kiloatom-gram atom-"' este o mrime derivat 6 ?atom-" < 648 atom-", i sedefinete ca mrime dimensional ce reprezint cantitatea n #" dintr-un element, numerice"al cu masa lui atomic. %e calculeaz exprim$nd masa atomic n #".

Exemple6 #atom-" *u < 70 #", 6 #atom-" * < 6 ?"

MA(% MOLEC$LAR%) MOLEC$L%GRAM) MILIMOL) *ILOMOL

Masa molecular, +, este o mrime relativ ce arat de c$te ori molecula unuielement poliatomic sau molecula unei combinaii este mai mare dec$t u.m.a.

+asa molecular reprezint suma maselor atomice ale elementelor componente&in$nd cont de coeficienii stoechiometrici'. n calcule masele moleculare se rotunjesc.

Exemple+(*l< 6 @ 8;,; < 87,; +a)(< 8 @ 67 @ 6 < 04

Molecula-gram, mol, este cantitatea n "rame dintr-o substan numeric e"al cu masamolecular a substanei.

Molulreprezint cantitatea n "rame dintr-o substan e"al cu suma maselor absolutea particule, reprezentate printr-o formul chimic.

%e calculeaz exprim$nd masa molecular n ".ermenul de mol se aplic la- substane cu formule moleculare cunoscute (), (*l etc.!- substane ce nu formeaz molecule a*l, *a*letc.!- la atomii liberi (, *l etc.!- la ioni a@, *l-etc.!

- la particule subatomice e-

.Exemple6 mol )< 8 ", 6 mol *a) < ;7"

Milimol, mmol, este o mrime derivat6 mmol < 64-8mol

i reprezint cantitatea n m" dintr-o substan, numeric e"al cu masa ei molecular. %ecalculeaz exprim$nd masa molecular n m".

Exemple6 mmol =< 81 m", 6 mmol (8/)0< B1 m"

Kilomol, #mol, este o mrime derivat6 #mol < 648mol

i reprezint cantitatea n #" dintr-o substan, numeric e"al cu masa ei molecular. %ecalculeaz exprim$nd masa molecular n #".

8


4/

Exemple6 #mol *l< >6 #", 6 #mol ()8< 78 #"

MA(% ECHI+ALENT% (A$ ECHI+ALENTGRAM

Echivalent chimic (gram)al unui element, este acea cantitate, exprimat n "rame, dinacest element care se combin cu 6 " de hidro"en sau 1 " oxi"en.

n sensul teoriei atomice, echivalenii chimici reprezint mase relative ale atomilorcare se combin, raportate la masa atomului de hidro"en &cel mai uor atom'.

Echivalentul "ram- la elementese calculeaz prin mprirea masei atomice la valen.- la sruri se calculeaz mprind masa molecular la produsul dintre valena

metalului i numrul atomilor de metal!- la oxizise obine mprind masa molecular a oxidului la produsul dintre numrul

atomilor de metal sau nemetal i valena acestuia!

- la acizi i baze, se calculeaz mprind masa molecular la numrul atomilor dehidro"en care se pot nlocui prin metale, respectiv numrul "ruprilor oxidril,&)('.

Exemple

CaE

8 7C a PO

Ca PO

ME

x= = = "Cechivalent

CALC$L DE N$M%R DE MOLI (A$ DE ATOMGRAM C$NO(C,NDMA(A ($B(TAN&EI

Numr de moli:se calculeaz mprind masa substanei, exprimat n "rame, la masaei molar.

Numr de atomi-gram, se calculeaz mprind masa substanei elementare exprimatn "rame la masa atomic a elementului.

RAPORT$L DE MA(%

5 reprezint raportul cantitativ al elementelor care compun unitatea de structur asubstanei chimice compuse.

COMPO-I&IA PROCENT$AL%

0


5/

A calcula compoziia procentual a unei substane compuse nseamn a calcula D ncare sunt coninute elementele respective n unitatea de structur.

PROBLEME RE-OL+ATE.

/roblema nr.6*$i atom-" reprezint 74 " *! 4,0 #atom-" 74 " * < 74 6 < ; atom-" *4,0 #atom-" < 4,0 F 648< 044 atom-"

/roblema nr.*$te "rame reprezint 1 mol (! ;44 mmol *a)! 4,4 #mol (%)01 mol (< 1 F < 67 " (;44 mmol *a) < ;44 F ;; F 64-8< >,; " *a)4,4 #mol (%)0< 4,4 F 648F B1 < 6B7 " (%)0/roblema nr.8*$i moli reprezint 0 " *u%)0! 844 mmol ?)(! 4,0 #mol ()80 " *u%)0< 0 674 < 4,4; mol *u%)0844 mmol ?)( < 844 F 64-8< 4,8 mol ?)(4,0 #mol ()8< 4,0 F 648 < 044 mol ()8

/roblema nr.0% se calculeze masa molar pentru (), *a*)8

H OM < &6 F ' @ 67 < 61 " ()8CaCOM < 04 @ 6 @ &8 F 67'


6/

% se calculeze masa de sulf existent n 714 " de *a%)0anhidru.

0CaSOM < 04 @ 8 @ &67 F 0' < 687687 " *a%)0..................................... 8 " %714 " *a%)0..................................... xx < 674 " %

/roblema nr.B3eterminai formula unei substane care conine 08,8BD a, 66,8D * i 0;,1D ).

ax*G)zx < 08,8B 8 < 6,1B atom-" a 6,1B 4,B0 < ,46G < 66,8 6 < 4,B0 atom-" * 4,B0 4,B0 < 6z < 0;,1 67 < ,18 atom-" ) ,18 4,B0 < 8,46x G z < 6 8

ax*G)z< a*)8

PROBLEME PROP$(E.

6. *$te "rame reprezint64 atom-" *a! ; atom-" Al! atom-" %! 4,; #atom-" )! 4, #atom-" *! 4,6 #atom-" =e

. *$i atom-" reprezint>4 " ! 14 " )! 8,;; " *l! 4,; #atom-" *u! 4,0 #atom-" A"! 4,8 #atom-" Au

8. *$i #atom-" reprezint44 " (! 04 " )! 774 " ! ;4 atom-" 9n! 04 atom-" *d! 84 atom-" ("

7


7/

0. *$i mol reprezint7, " *(! 84 mmol =e)8! 4,7 #mol *)

;. *$te #" reprezint4,0 #mol *a&)('! ; #mol *a*)8! 4,47 #mol ()8

7. *$i #mol reprezint6, #" =e%! 8,0 #" =e)8! 4,8 #" *(;)(

>. *alculai masa molar pentru*a8&/)0'! a%! *a*l! Al*l8! a8/)0! (0(/)0! Al&%)0'8

>


8/4

1. *alculai echivalentul-"ram pentrua! Al! %)! Al)8! (*l! (8/)0! *a&)('! Al&)('8! *u%)0! Al&%)0'8! ()8! ?)(!

Ha&)('! =e&)('8! +")! =e)8.

B. % se calculeze raportul de mas al elementelor care compun *a*)8.

64. % se calculeze raportul de mas al elementelor care compun *a).

1


9/4

66. % se calculeze raportul de mas al elementelor care compun Al&%)0'8.

6. % se calculeze compoziia procentual a *a8&/)0'.

68. % se calculeze compoziia procentual a a%)0.

B


10

60.% se calculeze compoziia procentual a Al&%)0'8.

6;. % se afle compoziia procentual a unui aliaj format din 604 " ar"int i 74 " aur.

67. Ia analiza a " aliaj *u-Au-A" s-a "sit 4,0Au! 6, "*u i 4,4 " impuriti.3eterminai compoziia procentual a aliajului.

64


11

6>. 3eterminai masa fierului existent n 666, #" calaican &=e%)0 J > ()'.

61. 3eterminai masa fosfatului monoacid de amoniu n care se "sesc 0,; #"hidro"en.

66


12

6B. Aflai formula substanei care conine 1,7> D ?! 6,0> D ( i ,1 D /.

4. % se afle formula substanei al crui raport de mas este ( % ) < 6 67 0.

6. 3eterminai formula chimic a substanei al crui raport de mas este*a ( / ) < 4 86 70

6


13

. 3eterminai formulele combinaiilor cu compoziia procentuala'. 08,4BD ?! 8B,6 D *l! 6>,> D )

b'. 87,7> D ?! 88,88D! 84 D )c'. 86,1 D ?! 1,B D *l! 8B,8 D )d'. 1 D ?! ;,> D *l! 07,8 D )

8. 3eterminai formulele substanelor n care raportul de mas al elementelorcomponente estea'. *a % ) < ; 0 7

b'. *a % ) < ; 0 1

c'. *a / ) < 74 86 01d'. *a / ) < 74 86 70e'. *a ( / ) < 04 6 86 70

68


14

2# CON/IG$RA&IA ELECTRONIC% A ATOMILOR

+rimile caracteristice nucleului sunt 9 numr de ordine, numr atomic, numr de protoni & < numrul de electroni'! A numr de mas, mas atomic, sum de nucleoni! < A 5 9 numr de neutroni 5 9 numr izotopic.izotopi < acelasi 9izobari < acelai Aizotoni < acelai

REG$LI DE OC$PARE C$ ELECTRONI A ORBITALILOR ATOMICI

a'. )cuparea cu electroni se face n ordinea creterii ener"iei!b'. /rincipiul excluziunii lui /auli

*onform acestui principiu, ntr-un atom nu pot exista doi sau mai muli electroni cares aib toate cele patru numere cuantice &n, l, m, ms' identice. oi electronii unui atomtrebuie s difere ntre ei cel puin prin unul din cele patru numere cuantice.

c'. :e"ula lui (und 5 electronii se repartizeaz n numrul maxim de orbitali deacelai fel care le st la dispoziie. *u alte cuvinte, mai nt$i se ocup pe r$nd fiecare orbitalcu c$te un electron i numai dup aceea cu cel de-al doilea.

($CCE(I$NEA DE OC$PARE A NI+ELELOR I ($BNI+ELELORENERGETICE C$ ELECTRONI

a'. :e"ula sumei n @ l

*onform acestei re"uli valoarea cresctoare a pturilor i nivelelor ener"etice este datde valoarea cresctoare a sumei n @ l. 3ac dou sau mai multe nivele au aceeai valoare asumei n @ l, nivelele corespunztoare numrului cuantic n cel mai mic are ener"ia mai mic.

b'. abla de ah 2oldans#i

6s

s

p 8s

8p 0s

8d 0p ;s

0d ;p 7s

0f ;d 7p >s

;f 7d >p 1s

c'. *u ajutorul sistemului periodic.

)rbitalii de tip

s < e-

! p < 7 e-

! d < 64e-

! f < 60 e-

!

60


15

K-A

KK-A

KKK-A

KL-A

L-A

LK-A

LKK-A

LKKK-A

s6 s KKK-H

KL-H

L-H

LK-H

LKK-H

LKKK-H K-H

KK-H

p6 p p8 p0 p; p7

d6 d d8 d0 d; d7 d> d1 dB d64

Exemple/entru 9 < 66 s se scrie confi"uraia electronic.9 < 66 6ssp78s6

umrul din faa ultimului orbital de tip s ne d numrul perioadei, iar ultimul orbitalne d numrul "rupei.

n cazul 9 < 66 avem perioada a 8-a, "rupa K-A.

PARTIC$LE EMI(E DIN N$CLEE RADIOACTI+E

/artea central a atomului n care este acumulat aproape toat masa atomului aredimensiuni de ordinul a 64-6;m n comparaie cu dimensiunile atomilor care sunt de ordinulde mrime a 64-64m.

n nucleu exist protoni 5 particule cu sarcin electric pozitiv i neutroni 5 particuleneutre.

Mn nucleu &sau denumit mai "eneral nuclid' oarecare este exprimat simbolic sub formaA

ZX, n care s-a notat cu N simbolul atomului din care face parte nucleul respectiv! cu 9 s-a

notat numrul de protoni sau numrul de sarcini electrice elementare a nucleului, iar cu A s-anotat numrul de nucleoni sau masa aproximativ a nucleului exprimat n uniti atomice demas. umrul de neutroni se obine scz$nd din numrul de nucleoni, numrul de protoni.

3eci numrul de neutroni este A 5 9.3oi nuclizi N i O sunt izotopi dac au acelai numr de protoni sau altfel spus dac

atomii corespunztori ocup acelai loc n sistemul periodic al elementelor. Aceti nucliziizotopi se exprim simbolic AZX!

A

Z .

3oi nuclizi N i O sunt izobari dac au acelai numr de nucleoni sau daca atomii auaceeai mas. Aceti nuclizi izobari se exprim simbolic sub forma AZX!

A

Z .

3oi nuclizi N i O sunt izotoni dac au acelai numr de neutroni. Aceti nucliziizotoni se exprim simbolic sub forma AZX!

A

Z

, cu condiia A 5 9 < A - Z .*onfi"uraia unui nuclid instabil se modific prin dezinte"rare, conduc$nd la o alt

confi"uraie care poate fi stabil, sau de asemenea instabil.n funcie de particula emis din nucleu, exist diferite tipuri de dezinte"rria!" #ezinte$rarea %

/rocesul n care un nucleu de mas A i sarcin 9 emite n mod spontan particule P &0

He sau 0 ' cu eliberarea unei cantiti de ener"ie sub forma ener"iei cinetice a particulelor

P, se numete dezinte"rare P.%chematic procesul de dezinte"rare P se reprezint astfelA

ZX 0@

0

A

Z

n urma dezinte"rrii se obine un nou nucleu al unui atom situat n sistemul periodiccu dou csue mai la st$n"a.

b!" #ezinte$rarea &

ucleele radioactive Q sunt cele mai numeroase. Acest tip de dezinte"rare aparenatural la nucleele cu 9 R 16.

6;


16

3ezinte"rarea radioactiv Q

A

ZX 46 @ 6

A

Z

+

PROBLEME RE-OL+ATE

/roblema nr.6

%e d nuclidul 68>;7X. % se scrie mrimile caracteristice nucleului, valori, semnificaii.% se scrie c$te izotopi, izobari i izotoni.

9 < ;7 5 numr de ordine, numr de protoni, numr atomic!

A < 68> 5 numr de mas, mas atomic, 4' n+ + !A 5 9 < 16 5 numr de n4!

5 9 < ; 5 numr izotopic.izotopi 9 < ;7 68> 681 68B;7 ;7 ;7X Z

izobari A < 68> 68> 68> 68>;7 ;; ;>X Z

izotoni < 16 68> 681 68B;7 ;> ;1X Z

/roblema nr.

2rupai urmtorii nuclizi pe specii caracteristice6> 1 67 6> 7

1 ; 1 > 8O ( O N )i

Kzotopi 6>1O 67

1O

Kzobari 6>1O 6>

>N

Kzotoni 1;( 7

8)i

/roblema nr.8

% se scrie confi"uraia nveliului electronic a nucleului obinut din 81B*prin emitereaa 7 particule P i 0 particule Q. /recizai "rupa, perioada i principalele proprieti ale noului

element format.

81

B* 7 0 @ 0

4

6

@60

10X

6ssp78s8p70s8d640p70d64;p77s0f60;d647p0

perioada a 7-a "rupa LK-A, metal

67


17

PROBLEME PROP$(E

6. % se stabileasc poziia n sistemul periodic i caracterul chimic al elementelor cu9 6, 67, 0, 7, B, 8, 87, 0>, 70, 18.

. % se scrie confi"uraia elementului E6 din perioada a ;-a, "rupa L-A i aelementului Edin perioada a 0-a, "rupa L-A. % se stabileasc caracterul chimic al elementelor respective.

*are este valoarea 96i 9pentru cele dou elementeStiind c A6 < 6 i A< >; s se calculeze mrimile caracteristice nucleelor

respective i s se scrie un izotop pentru E6i un izobar pentru E.

6>


18/

8. ) specie atomic are 9 < 67 i A < 8.*$i e-, p@, n4are specia i cum poate fi redat simbolic%criei c$te un izotop, izoton i izobar al speciei. /recizai poziia n sistemul periodic

i caracterul chimic al elementului.

0. %e d urmtoarea serie de nuclizi;4 81 04 0 87 ;4

8 61 4 4 67 + Ar Ca Ca S ,i

% se "rupeze nuclizii pe baza relaiei dintre A, 9, .

;. %e d izotopul cu urmtoarea compoziie a nucleului 6; p@ i 67 n4. %crieiconfi"uraia electronic a elementului, mrimile caracteristice nuclidului, poziia n sistemul

periodic, un izotop, un izobar i un izoton posibil. Elementul formeaz un acid cu compoziiaprocentual ( - 8,47D, N 5 86,78D. *are este formula acidului i ce stare de oxidare are N+ase atomice ( 5 6, ) 5 67.

61


19/

7. Elementul N din perioada a 8-a, "rupa LK-A are n nucleu i 67 n4. %crieiconfi"uraia electronic a elementului, mrimile caracteristice nuclidului, un izotop, un izobari un izoton posibil. Elementul formeaz un acid n care starea lui de oxidare este 0@. *areeste formula acidului i compoziia lui procentual

+ase atomice ( 5 6, ) 5 67.

>. % se scrie confi"uraia nveliului electronic a nucleului obinut din 81B* prinemiterea a > particule P i ; particule Q. /recizai "rupa, perioada i principalele proprieti alenoului element format.

1. % se scrie confi"uraia nveliului electronic a nucleului obinut din 81B* prinemiterea a > particule P i 7 particule Q. /recizai "rupa, perioada i principalele proprieti alenoului element format.

6B


20

B. % se scrie confi"uraia nveliului electronic a nucleului obinut din 8B4,- prinemiterea a ; particule P i 0 particule Q. /recizai "rupa, perioada i principalele proprieti alenoului element format.

64. % se scrie confi"uraia nveliului electronic a nucleului obinut din 8B4,- prin

emiterea a 7 particule P i ; particule Q. /recizai "rupa, perioada i principalele proprieti alenoului element format.

66. % se scrie confi"uraia nveliului electronic a nucleului obinut din 8B4,- prin

emiterea a > particule P i 0 particule Q. /recizai "rupa, perioada i principalele proprieti alenoului element format.

4


21

# PROPRIET%&I /I-ICE I CHIMICE ALE ELEMENTELOR

Pr1priet3i 4ii6e 7i 81dul de 9aria3ie 61relat 6u p1i3ia ele8entel1r :n siste8ul

peri1di6#

"# +1lu8ul at18i6Lolumul atomic este definit prin relaia

=

8. m

.$

densitate

atomicamasa+at

este o funcie periodic de numrul atomic. Lolumele atomice cele mai mari le au metalelealcaline, iar cele mai mici, metalele tranziionale.

crete LK H crete LKKK A

scad

2# Raele at18i6e) periodicitate analo" prezint i razele atomice. *ele mai mari raze atomice prezint

metalele alcaline, iar cele mai mici, metalele tranziionale.:aza atomic &ra'


crete

# Raele i1ni6e:azele ionice variaz la fel ca i razele atomice. *u c$t sarcina pozitiv a ionilor

pozitivi este mai mare cu at$t raza este mai mic.:azele ionilor ne"ativi sunt mai mari dec$t razele atomilor. *u c$t sarcina ne"ativ a

ionilor ne"ativi este mai mare, raza ionilor este mai mare.


crete

;# Ener


22

5# A4initatea pentru ele6tr1ni/rin afinitate pentru electroni se nele"e ener"ia eliberat la alipirea unui electron la

un atom, cu formarea unui ion ne"ativ.=aptul c atomul neutru poate s accepte electroni, arat c nucleul nu are c$mpul

electric complet saturat i tinde spre o saturare form$nd ioni ne"ativi prin acceptare de

electroni. %tabilitatea ionului ne"ativ astfel format este mult mai mare dec$t a atomuluineutru. Aa se explic de ce ionul de fluor =- este mai stabil ca atomul de fluor, iar anionul)(-este mai stabil dec$t radicalul )(.

Afinitatea variaz invers cu ener"ia de ionizare

Pr1priet3i 6=i8i6e 7i 81dul de 9aria3ie 61relat 6u p1i3ia ele8entel1r :n siste8ulperi1di6#

"# (tarea de 1>idare) proprietate periodic este i starea de oxidare &numr de oxidare, treapt de oxidare'.%e nele"e prin stare de oxidare o sarcin electric formal, pozitiv sau ne"ativ ce se

atribuie unui element n combinaiile sale. %e atribuie sarcin pozitiv sau ne"ativ n funciede caracterul electropozitiv sau electrone"ativ al partenerului.

*a re"ul, putem spune c n combinaiile cu elemente mai electrone"ative dec$t ele,strile de oxidare maxime ale elementelor din "rupele principale, sunt pozitive e"ale cunumrul "rupei din sistemul periodic. n combinaiile lor cu elemente mai electropozitivedec$t ele, strile de oxidare sunt ne"ative i e"ale cu 1 - numrul "rupei n care se "seteelementul.

%tarea de oxidare reprezint numai nt$mpltor sarcina ionului real &de exemplu n

a%, a), a*l etc.'. +etalele de re"ul au numr de oxidare pozitiv, iar nemetalele aunumr de oxidare i pozitiv i ne"ativ.Lalena elementelor ntr-o perioad crete de la st$n"a spre dreapta.

. Ele6tr1ne


23

*aracterul acid crete n "rup de jos n sus, iar n perioad crete de la st$n"a ladreapta. *el mai puternic caracter acid se nt$lnete la elementele situate n colul din dreapta,sus a sistemului periodic.

*aracterul bazic crete n "rup de sus n jos, iar n perioad crete de la dreapta sprest$n"a. Elementele aflate n colul din st$n"a, jos al sistemului periodic au caracterul bazic cel

mai pronunat.Elementele din "rupele secundare nu se supun re"ulilor de mai sus. +ajoritateaelementelor din "rupele secundare &tranziionale' apar n mai multe stri de oxidare.

;# Pun6tele de t1pire 7i de 4ier?ere3esfacerea reelei cristaline prin topire depinde de forele de le"tur dintre particulele

constituente. Aceste fore depind de caracteristicile particulelor &volum, sarcin electric,nveli electronic, etc.'.

Elementele cu volum atomic mic i valen mare formeaz cristale n care forele dele"tur sunt foarte mari.

/unctele de topire sunt funcie de numrul atomic, 9. n "rupele principale, K 5 KL,

temperaturile de topire scad cu creterea numrului atomic, pe c$nd n "rupele KL 5 LKKKprincipale i n "rupele secundare cresc cu numrul atomic. n perioad, temperatura de topirea elementelor crete p$n la "rupa a KL-a, apoi, scade. n acelai mod se comport itemperatura de fierbere.

PROBLEME RE-OL+ATE

/roblema nr.6)rdonai urmtoarele elemente n sensul creterii electrone"ativitii lor

SPOCl/676;16>B

%e scrie confi"uraia electronic a elemenetelor i se poziioneaz n sistemul periodic.) 6ssp0 perioada a -a, "r. LKA= 6ssp; perioada a -a, "r. LKKA% 6ssp78s8p0 perioada a 8-a, "r. LKA/ 6ssp78s8p8 perioada a 8-a, "r. LA*l 6ssp78s8p; perioada a 8-a, "r. LKKATin$nd cont de variaia electrone"ativitii elementelor n "rupe i perioade, se

ordoneaz elementele n sensul creterii electrone"ativitii

LA LKA LKKA

) =

8 / % *l

P @ ( @ Cl @ O @ /

/roblema nr.

*are din elementele urmtoare are ener"ia de ionizare mai mareAlCa0Na 6846B66

8

"r

per.


24

%e scrie confi"uraia electronic a elemenetelor i se poziioneaz n sistemul periodic.

a 6ssp78s6 perioada a 8-a, "r.KAAl 6ssp78s8p6 perioada a 8-a, "r. KKKA? 6ssp78s8p70s6 perioada a 0-a, "r.KA

*a 6ssp78s8p70s perioada a 0-a, "r. KKA

Tin$nd cont de variaia ener"iei de ionizare elementelor n "rupe i perioade, seordoneaz elementele n sensul creterii ener"iei de ionizare

KA KKA KKKA

8 a Al

0 ? *aAl @ Ca @ Na @ *

/roblema 8.

*are dintre metalele 9r &9' va avea duritatea mai mare&oate metalele cristalizeaz n reea compact.'

%e scrie confi"uraia electronic a metalelor i se stabilete numrul de electroni de peultimul strat cu care metalul particip la formarea le"turii metalice

9r 9


25

6. % se discute comparativ proprietile metalelor i 9 < ! *r 9 < 0! +o < 0!+n 9 < ;! U 9 < >0! :b 9 < 8>! b 9 < 06.

*u excepia :b care cristalizeaz n reea af$nat, restul metalelor cristalizeaz nreea compact.

. *are din elementele urmtoare are caracterul cel mai metalicAlCa0Na 6846B66

8. *are dintre urmtoarele elemente are raza cea mai mic

;


26

06B Ca4 M$6 Al68

;. Aranjai elementele de mai jos n ordinea creterii ener"iei de ionizareNe/1bCaM$NaCl

64B8>46666>

7. %e dau elementele chimice A cu numrul atomic 9 < 66 i H cu 9 < 6>. %e cere

7


27

a' valena metalelor date!b' poziia n sistemul periodic.

>. )rdonai n sensul creterii temperaturilor de topire urmtoarele metale i 9< !+o 9 < 0! A" 9 < 0>. %criei confi"uraiile electronice i poziiile n sistemul periodic alelementelor.

;# CONCENTRA&IA (OL$&IILOR

>


28/

*oncentraia unei soluii exprim raportul dintre substana dizolvat i soluie sausolvent. Exist numeroase moduri de exprimare a concentraiei soluiilor, n funcie deunitile de msur n care se exprim cele dou componente &dizolvatul i soluia sausolventul'.

! Concentraia procentual2"2" Concentra3ia 'rocentual de mas: reprezint cantitatea de substan dizolvat,

exprimat n "rame din 644 " de soluie.

644D =

s

d

mm

mc ,

ms< md@ msolv.unde cDm5 concentraia procentual de masVDW ! md5 masa soluie V"W! ms5 masa soluiei V"W! msolv.5 masa solventului V"W.

2"4" Concentra3ia 'rocentual de 5olum: exprim numrul de litri de dizolvat din 644l de soluie.

644D =s

d

5+

+c , Ls< Ld@ Lsolv.

unde cDv5 concentraia procentual de masVDW ! Ld5 volumul soluiei VlW! Ls5 volumul soluiei VlW! Lsolv.5 volumul solventului VlW.

Acest mod de exprimare a concentraiei se aplic atunci c$nd componentele soluieisunt "aze.

2"6" Concentra3ia 'rocentual 5olumetric: reprezint "rame de solut la 644 mlsoluie.

"! Concentraia molar (molaritatea)- reprezint numrul de moli de substan dizolvat ntr-un litru de soluie.

[ ]lmol+M

mm

Sd

d C

=

unde m 5 concentraia molar VmolClW! +d5 masa molar a solvatului V"W.

#! Concentraia normal (normalitatea)- reprezint numrul de echivaleni-"ram de solut dintr-un litru de soluie.

[ ]lec-i5+E

m

n Sd

d

C=unde n 5 concentraia normal, VvalClW! Ed5 echivalentul "ram al solutului, V"W! L%5 volumul soluiei VlW.

$! Concentraia molal (molalitatea)- este definit ca fiind moli de solut la 6444 " de solvent.

[ ]$sol5entmolimM

ma

sol5d

d 6444C6444

=

unde a 5 concentraia molal, VmoliC6444 " solventW! +d5 masa molar a solutului, V"W!

m5 masa solutului, V"W.%!&racia molar

1


29/

*onsider$nd o soluie binar ce conine n6mol solvent i nmol substan dizolvat,atunci fraciile molare x6&a solventului' i x& a substanei dizolvate' sunt

6

66

nn

nx

+=

6

nn

nx

+=

unde x6@ x< 6.'!itrul soluiei- reprezint cantitatea de substan dizolvat, exprimat n "rame, ntr-un mililitru de

soluie.

[ ]ml$+

m,

S

d C=

unde 5 titrul soluie, V"CmlW! md5 masa de substan , V"W! L%5 volumul soluiei, VmlW.

Alte rela3ii utiliate :n 6al6ule de 61n6entra3ii.

6 8 n T

6 -6444

644

=

Mmc

6444

644

=

Enc

644= ,c

8644

6444

=

Mcm

M

Enm =

M,m 6444=

n644

6444

=

Ecn

E

Mmn =

E,n 6444=

T =644

c,

6444

Mm, =

6444

En, =

PROBLEME RE-OL+ATE.

/roblema nr.6:eacioneaz 44 " soluie a)( 4D cu 44 " soluie (*l 61,;D. % se arate dac

reacia este total.

a)( @ (*l < a*l @ ()+a)(< 8 @ 67 @ 6 < 04

+(*l< 6 @ 8;,; < 87,;

/entru a)( 04644

444

644644 =

=

==

sNaOH

s

d mcmm

mc " a)(

/entru (*l ;,87644

44;,61=

=HC)m " (*l

04 " a)( XXXXXXX87,; " (*l87,; 5 87,; < 4:ezult c reacia este total.

/roblema nr.

B


30

%e d 644 " soluie xD (%)0, care dizolv 68 " zinc. %e cere x.

(%)0@ 9n 9n%)0@ (

A9n< 70

B1 " (%)0XXXXXXXXXX70 " 9nG " (%)0XXXXXXXXXX68 " 9n

B4,6B70

68B1=

=7 " (%)0

DB4,6B644644

B4,6B644 ====

s

d

m

mcx

/roblema nr.8%e amestec dou soluii ale unei substane cu raportul molar ( % ) < 6 67 8,

astfel - 144 cm8soluie 0D cu Y < 64; #"Cm8

- ;44 cm8soluie ;0D cu Y < 608; #"Cm8

3espre ce substan este vorba % se determine concentraia procentual, molar,normal, molal i titrul soluiei finale.

(x%G)z

( 66

6==x ( < 6

% ;,48

67==7 x % < 6 H2(O;a6idul sul4uri6

) 678 ==z ) < 0

( ) ( ) B1067860

=++=SOHM

0B

B10

==SOHE

3in relaia +m+

ms

==

144;,6144666 === +ms ";,>6>08;,6;44 === +ms "

;,6;8>;,>6>146

=+=+= sss mmm "

3in relaia 644D =s

d

mm

mc

644

sd

mcm

=

1,8644

140

644

6

6

6=

=

=

s

d

mcm "

0;,81>644

;,>6>;0

644

=

=

=

s

d

mcm "

;,040;,81>1,86

=+=+= ddd mmm "

84


31

( )

( )

( ) ( ) ( )

( )ml$+

m,

$sol5entmolmmM

ma

l5al+E

mn

lcm+++

lmol+M

mm

m

mc

s

d

ds

d

S

d

S

S

d

s

d

C8,46844

;,04

6444C18,8;,04;,6;8>B1

6444;,046444

C;B,78,60B

;,04

8,66844;44144

CB,88,6B1

;,04

D88,>644;,6;8>

;,04644

86

===

=

=

=

=

=

=

==+=+=

=

=

=

===

/roblema nr.0

%e amestec- 6, #" soluie (%)00,BD- l soluie (%)04,+!- 6 l soluie (%)04, !- 4,; #mol ap.*onsider$nd denstitatea soluiei ca fiind aproximativ e"al cu 6 "Ccm8, s se exprime

concentraia soluiei finale n toate modurile posibile.

( ) ( ) B1067860

=++=SOHM

0B

B10

==SOHE

( )

( )

( ) ( ) ( )

( )ml$c

,

$sol5entmolmmM

ma

l5alE

cn

lmolM

cm

m

mc

$mc

mmmm

$mmmmm

ds

d

s

d

sdddd

sssss

C468,4644

68,6

644

6444C6,47,1048;

64>144

1,64>1>44B1

64441,64>6444

C0,40B

6468,664

C6,4B1

6468,664

D8,66441>44

1,64>644

1,64>B1,8B644

644B,00B,46B1,4

644

1>446164;,46444644644

86

086

8

=

=

=

==

=

=

=

=

=

=

=

=

===

=++

=++

=++=

=+++=+++=

PROBLEME PROP$(E.6. :eacioneaz 844 " soluie ?)( 1D cu ;44 " soluie () 86.1D. % se arate

dac reacia este total.

86


32

. :eacioneaz ;44 cm8soluie (%)0;6D cu Y < 6,0 "Ccm8cu ;44 cm8soluie ?)(;4D cu Y < 6;44 #"Cm8. % se arate dac reacia este total.

8. %e d 44 " soluie GD ()8care dizolv 0,1 " ma"neziu. %e cere G.

8


33

0. Ia neutralizarea a ;44 " soluie zD (%)0se consum 1 " ?)(. %e cere z.

;.*e cantitate de substan este necesar pentru a obinea' ;4 " soluie 8;D!

b' ;4 " soluie ,;D!c' #" soluie 64D!

d' 4,1 #" soluie 4D.

88


34

7.%-au dizolvat 4 " dintr-o substan cu raportul molar +" % ) < 8 0 1 i s-aadus la 8 l de soluie. 3ensitatea acestei soluii este 66; #"Cm8. 3espre ce substan estevorba % se exprime concentraia soluiei n toate modurile posibile.

>. %e amestec dou soluii ale unei substane cu urmtoarea compoziie procentual( < 8,47D, / < 86,78D, astfel

044 " cu c < 68,>7D i Y < 64>; #"Cm8

- 44 " cu c < 00D i Y < 6;>; #"Cm8


80


35

1. %e amestec dou soluii ale unei substane cu urmtoarea compoziie procentual( < .47D, % < 8.7;D, astfel

;44 " soluie 4D cu Y < 6604 #"Cm8

- 844 " soluie 74D cu Y < 6;44 #"Cm8


B. %e amesteca' 044 cm8soluie de (*l 4,0 m cu 4,1 l soluie (*l 4,6 m

b' 744 cm8soluie (%)04,; n cu 6, l soluie (%)0n.%e cere m i n a soluiei finale.

8;


36

64. %e amesteca' 4,0 #" soluie de a)( 04D cu 744 cm8ap distilat

b' 4,0 l soluie *u%)04D cu Y < 6, "Ccm8cu 4,7 l ap distilat..%e cere cD a soluiei finale.

66. %e amesteca' 044 " soluie (%)004D cu 744 cm8ap distilat. %e cere cD a soluiei finale.

b' ;44 cm8 soluie (%)0 4,; m cu ;44 " ap distilat. %e cere molaritatea inormalitatea soluiei finale.

87


37

66. 0B " soluie 64D (%)0se neutralizeaz cu x " soluie a)( 1D. %e cere x.

6. 044 " soluie 1D ?)( se neutralizeaz cu G " soluie 7,8D ()8.%e cere G.

8>


38/

68. 844 " soluie 66,D ?)( se neutralizeaz cu z " soluie 0BD (%)0. %e cere z.

60.%e amestec- 744 " soluie (%)04D cu Y < 6,60 "Ccm8

- 744 " soluie (%)074D cu Y < 6,; "Ccm8

- 744 " soluie (%)060D cu Y < 6,4B "Ccm8

- 4,; #mol ap.% se exprime concentraia soluiei finale n toate modurile posibile.

81


39/

5# TERMODINAMICA CHIMIC%

"# CON(IDERA&II TEORETICE

8B


40

) reacie chimic este nsoit de un schimb ener"etic, de cele mai multe ori decldur. ransferul de cldur se ia n considerare fie la volum constant, fie la presiuneconstant. 3ac are loc un transfer de cldur la volum constant atunci transferul de cldureste e"al cu variaia ener"iei interne &ZM'. 3ac se lucreaz la presiune constant, atuncischimbul de cldur este e"al cu variaia de entalpie &Z('. n condiii obinuite, se lucreaz la

presiune constant i ca urmare, se ia n considerare variaia entalpiei, Z(. :eaciile n careZ([4 se numesc endoterme, cele n care Z(\4, exoterme.Exist tabele care conin variaiile entalpiilor n condiii standard. /entru condiiile

standard, aceste variaii de entalpii se noteaz n mod diferit n funcie de procesul care a avutloc, conform unei convenii. 3ac variaia de entalpie produs la cantitile exprimate de ctre

ecuaia chimic, se numete entalpia standard de reacie i se noteaz cu '&4

m,H . *u

4

, 8,H se noteaz entalpia standard de formare, care reprezint variaia de entalpie care

nsoete formarea unui mol de substan n stare standard din elementele sale componente, totn stare standard. Entalpiile standard de formare ale elementelor se consider prin conveniee"ale cu zero. 3ac ns un element se cunoate sub mai multe forme, atunci se consider

e"al cu zero numai entalpia standard de formare a structurii stabile n condiii standard &deexemplu n cazul carbonului pentru "rafit sau n cazul sulfului pentru sulful ortorombic'.

*unosc$nd entalpiile standard de formare se pot calcula entalpiile standard de reacie.

egile termochimieise bazeaz pe conservarea ener"iei, deci pe primul principiu altermodinamicii.

a) egea avoisir-aplace &6>16']Efectul termic al reaciei de descompunere a unei substane n elemente este e"al i

de semn contrar cu cldura de formare din elemente a substanei^.Exem'lu:

( ) '&'&

6

6$$$ 9HH9 += Z(


41

+ai uzual, consecina a doua a le"ii lui (ess se enun astfel ]cldura de formare dinelemente a unei substane se afl scz$nd cldura ei de ardere din suma cldurilor de ardereale elementelor componente .

c) egea lui Kirchho++

*ldura de reacie este dependent de temperatur. Ie"ea lui ?irchhoff exprimcantitativ aceast dependen.*oeficientul de temperatur al cldurii de reacie este e"al cu diferena capacitilor

calorice ale sistemului dup reacie &*pf' i nainte de reacie &*pi'

'i'8' CCCd,

Hd==

+=,

', d,CHH

B1

B1

Aceast ecuaie permite calcularea cldurii de reacie la orice temperatur.3ac Z*p este constant, atunci inte"rarea ntre 6


42

08 ZnSOSOZnO =+ -Z(0_____________________________________

0 ZnSOOSZn ortorombic =++ Z(fZ(f< -Z(6@ Z(@ Z(8@ Z(0< -88,01 #calCmol

/roblema .

3eterminai cldura de reacie a procesului( ) ( ) ( )$sl$ OOHCOHCO 767'& 777 +=+

dac sunt cunoscute cldurile de formare din elemente ale substanelor

( )764,6

767=

$lucozOHC8H `Cmol

( )7

648B0,4

= CO8H `Cmol

( )( )7

6417,4

= lOH8H `Cmol

1ezol5are

%e cunosc deci efectele termice ale reaciilor urmtoare( ) ( ) ( ) ( )s$$s OHCOHC 767 877 =++ Z(6< -6,J647 `Cmol

( ) ( ) ( )$$s COOC =+ Z(< -4,8B0J647`Cmol

( ) ( ) ( )l$$ OHOH

6=+ Z(8


43

1ezol5are

*onform consecinei a doua a le"ii lui (ess, rezult

( ) ( ) ( ) ( ) 1B,6> 8600 =+=+= HHHHHHH CHcHccarboncCH8 #calCmol%au, se cunosc efectele termice ale urmtoarelor reacii

( ) ( ) ( )$$s COOC =+ Z(6

( ) ( ) ( )

=+ $$$ COOH

6 Z(

( ) ( ) ( ) ( )$$l$ OCHOHCO 0 +=+ - Z(81B,6> 86 =+= HHHH #calCmol

/roblema 0.

% se calculeze cldura de esterificare standard a alcoolului etilic i a acidului acetica' din clduri de ardere!

b' din entalpii de formare.%e cunosc

%ubstana Z(cV#calCmolW Z(f V#calCmolW*(;)( -87,>4 -77,8;*(8*))( -41,80 -667,>*(8*))*(; -;8B,6 -664,>() 4 -71,8

1ezol5are

:eacia de esterificare esteOHHCOOCCHOHHCCOOHCH ;8;8 ++

a' = 8inalec:ini 3ci HHH ,., 40,;8;>4,8780,41

.,== ini 3ci H #cal

=+= 6,;8B46,;8B, 8inalec: H #cal47,06,;8B40,;8; =+=H #cal

b' = .,, ini 38:8inale8i HHH 4;,6188;,77>,667

., ==

ini 38H #cal

4,6>B8,71>,664,

== 8inale8H #cal4;,04;,6184,6>B =+=H #cal

/roblema ;.

n condiii standard, n reacia( ) ( ) ( )$$$ COOCO =+

%e de"aj cantitatea de cldur de 68;,1 #cal. % se calculeze cldura molar de formarestandard a *)&"', cunosc$nd cldura de formare standard a *)&"' Z(f&*)'


44

( )( ) ( )

4;,B0

406,71,68;

=

+=

++=

O8CO8

CO8

HHHH #calCmol

2#2# Le( >*(8)( @4,48J

1ezol5are:eacia de sintez a alcoolului metilic este

OHCHHCO 8 + 6,4

B1 =H #cal%e cunoate relaia

+=,

', d,CHHB1

4

B1

4

'i'8' CCC =

,baC' +=

( ) ( ).. react:'rodi

aaa =

( ) ( ).. react:'rodi bbb

=

Za < - &> @ J>' < -6B calC? Zb < 4,48 5 &4 @ J4' < 4,48 calC? Z*p< -6B @ 4,48J < >8 @ ;44 < >>8 ?

( ) ( ) ( )>>8

B1

4B1

4>>8 B1>>8

48,4B1>>86B64448,46B +=++= d,,HH

< 80B0 cal < 8,0B0 #cal

# PROBLEME PROP$(E#"# Le


45

. n reacia carbidului &*a*' cu ap n exces rezult acetilen i hidroxid de calciu. *alculaicldura de reacie care apare la obinerea a 64 m8acetilen &*(', la 4* i >74 mm(". naceste condiii se cunosc

( ) ( ) ( )sss CaCCCa =+ Z(6 < -60,644 #calCmol

( ) ( ) ( )l$$ OHOH

6

=+ Z( < -71,; #calCmol( ) ( ) ( )$$s HCHC =+ Z(8< @;0,1 #calCmol

( ) ( ) ( ) ( ) OHCaHOCa $$s =++ Z(0< -81,1 #calCmol

8. Mn alcan cu caten normal, a crui cldur de formare din elemente n condiii standardeste o8H < -6;4;,8 #calCmol are cldura de combustie

4

cH < -10;,8 #calCmol. % sedetermine formula alcanului.%e cunosc

( ) 8,714

= OH8H #calCmol!

( ) 4;,B04

= CO8H #calCmol.

0;


46

0. n condiii standard n reacia( ) ( ) ( ) ( )$$$$ SOOHOSH 8 +=+

%e de"aj cantitatea de cldur de 0B,11 #cal. % se calculeze cldura molar de formarestandard a (%, cunosc$nd

( ) 1,04

= SO8H #calCmol

( )( ) 1,;14

= $OH8H #calCmol.

;. % se calculeze cldura de reacie standard 4B1H &n ` i cal' pentru reacia

( )$OHNOONH 8

8

0

;++

%e dau%ubstana 4

B1,8H V#calCmolW

(8 -66,40) 6,74()&"' -;1,14

7. % se calculeze cantitatea de cldur necesar pentru descompunerea unui #ilo"ram de*a*)8n *a) i *)n condiii standard, tiind c

%ubstana 4B1,8H V#calCmolW

*a*)8 -11,*a) -6;6,1*) -B0,4;

07


47

>. % se calculeze cantitatea de cldur de"ajat sau absorbit la neutralizarea complet a ; lsoluie (*l 4, cu cantitatea echivalent de a)(.

%e dau%ubstana 4

B1,8H V#`CmolW(*l -B,8

a)( -07,7a*l -064,B() -61>,4

#2# Le


48/

%ubstana 4B1,8H VcalCmolW

4

'C VcalCmol ?W%)8&"' -B00;4 1, @ 64,87J64-8J%)&"' ->4B74 1,6 @ 7,1;J64-8J -,648J64-7J

)&"' 4 7,4B;0 @ 8,;88J64-8J -64,6>6J64->J

. % se calculeze cantitatea de cldur necesar la descompunerea a 6 t de *a*)8de puritate74D la temperatura de B>*. %e cunosc urmtoarele date

%ubstana 4B1,8H

V#calCmolW

4

'C V`Cmol ?W

*a*)8 -1;,; 668,1*a) -6;6,> ;6,4B*) -B0,4; 01,;8

01


49/

8. % se calculeze variaia de entalpie la nclzirea unui mol de +") de la B1 ? la 6B1 ?.%e cunoate

;846441,646B,617,64

+= ,,CM$O' calCmol ?

0B

27054382 Caiet Probleme Chimie Generala

Documents

Transcript of 27054382 Caiet Probleme Chimie Generala