Chemické výpočty Postupným rozpouštěním látky lze při jedné teplotě dosáhnout stavu, kdy se další množství látky již nerozpustí. V tom okamžiku se stává roztok nasyceným. Nasycený roztok a) stav roztoku, kdy po přidání dalšího množství tuhé látky, se tuhá látky nerozpouští při dané teplotě b) je v rovnováze roztok a tuhá látka (pevná látka) Nenasycený roztok obsahuje méně rozpouštěné látky, než je schopno se rozpustit za dané teploty ve zvoleném množství rozpouštědla. Pouze z nasycených roztoků lze provádět krystalizaci, která obvykle slouží k získání rozpuštěné látky z roztoku nebo k jejímu přečištění (předpokládáme-li, že krystaly obsahují právě jen čistou látku). Rozpustnost Nejvyšší možné množství rozpouštěné látky označujeme jako rozpustnost při dané teplotě. Rozpustnost závisí na teplotě rozpouštědla, má různou teplotní závislost a liší se pro každou látku. U většiny anorganických látek rozpustnost s teplotou roste, někdy se mění jen nepatrně a v některých případech naopak klesá. Hodnota rozpustnosti se obvykle uvádí v gramech látky na 100 g rozpouštědla. Vypočítejte hmotnost heptahydrátu síranu železnatého k přípravě 200 g jeho nasyceného roztoku při 50 °C. Vypočítejte hmotnostní zlomek FeSO4 . 7 H2O a FeSO4 v připraveném nasyceném roztoku. Rozpustnost zadané soli při této teplotě r(FeSO4.7H2O, 50 °C) = 149 g / 100 g vody. Z tohoto údaje plyne, že při použití 149 g soli vznikne 249 g nasyceného roztoku (149 g soli + 100 g vody). Přímou úměrou přepočteme hmotnost na požadovaných 200 g roztoku jako 149 g hydrátu ............. (100 + 149) g roztoku x g................................... 200 g roztoku x = 149 · 200/249 = 119,7 g hydrátu Hmotnostní zlomek heptahydrátu síranu železnatého v nasyceném roztoku při 50 °C je wh = mh/m⊙ wh = 149/(149 + 100) ≐ 0,5984 = 59,84 %. Hmotnostní zlomek bezvodé látky v nasyceném roztoku w přepočítáme přes hmotnostní zlomek w(FeSO4/FeSO4.7H2O) následovně: w = m/m⊙ w = m · [M(FeSO4)/M(FeSO4.7H2O)]/m⊙ w = 149 [151,9/278,2]/(149 + 100) = 0,3267 = 32,67 % Vypočítejte hmotnost chloridu sodného a objem vody, které se spotřebují při přípravě 250 g roztoku nasyceného při teplotě 20°C. Rozpustnost NaCl při teplotě 20 °C je 36,0 g ve 100 g vody. m(NaCl) = 66,2 g, V(H2O) = 184 ml Vypočítejte hmotnostní zlomek K2Cr2O7 v roztoku nasyceném při a) 20°C; b) 60°C . Rozpustnosti: při 20°C => 12 g/100g vody, při 60°C => 43 g/100g vody. a) w(K2Cr2O7) = 0,107 b) w(K2Cr2O7) = 0,301 Má být připraveno 80 g roztoku CuCl2 . 2 H2O nasyceného při teplotě 60°C. Vypočítejte hmotnost CuCl2 . 2 H2O a objem vody (ρ = 1,00 g/ml), které se použijí k přípravě roztoku. Rozpustnost při teplotě 60°C je 153 g ve 100 g vody. m(CuCl22H2O ) =48,4 g, V(H2O) = 31,6 ml Ze 150 g roztoku BaCl2 . 2 H2O nasyceného při teplotě 20°C má být připraven roztok, v němž je w(BaCl2) = 2,0 %. Vypočítejte množství vody, jímž se nasycený roztok zředí. Rozpustnost BaCl2 . 2 H2O při teplotě 20°C je 44,6 g ve 100 g vody V(H2O) = 1,8 l Má být připraveno 120 g roztoku FeSO4 . 7 H2O nasyceného při teplotě 50 °C. Vypočítejte objem vody (lab. teplota) a hmotnost zelené skalice (FeSO4 . 7 H2O ), které použijete při přípravě roztoku, když: a) máme k dispozici čistý a suchý FeSO4 . 7 H2O b) výchozí heptahydrát obsahuje 7,0 % nerozp. nečistot c) výchozí heptahydrát obsahuje 7,0 % vlhkosti. Rozpustnost FeSO4 . 7 H2O při 50 °C je 149 g ve 100 g vody. a)m(skalice)=71,8 g; V(H2O)=48,2 ml b)m(skalice)=77,2 g; V(H2O)=48,2 ml c)m(skalice)=77,2 g; V(H2O)=42,8 ml Vypočítejte množství vody, ve kterém se rozpustí 20,0 g CuSO4 . 5 H2O na roztok nasycený při teplotě 20 °C. Vypočítejte hmotnost připraveného roztoku. Rozpustnost CuSO4 . 5 H2O při 20 °C je 36,6 g ve 100 g vody. V(H2O) = 54,6 ml m(roztok) = 74,6 g Volná krystalizace – krystalizace, látka A krystalizuje volným odpařením rozpouštědla B (např. vody). m1 – hmotnost vstupního nasyceného roztoku při dané teplotě m2 – hmotnost odpařeného rozpouštědla (obvykle vody) m3 – hmotnost krystalů w(1A) – hmotnostní zlomek rozpuštěné látky, vypočtený z rozpustnosti látky A w(2A) – hmotnostní zlomek látky A v odpařeném rozpouštědle – tedy hodnota rovná nule w(3A) – hmotnostní zlomek látky A v krystalu, může být roven 1 nebo poměru hmotnosti bezvodé látky ku hmotnosti krystalohydrátu, jestliže jej látka tvoří Volná krystalizace a) vyloučení krystalů odpařováním rozpouštědla při konstantní teplotě (lab. teplota) b) necháme na vzduchu Příklad. Údaj z tabulek: rozpustnost m20v = 34,19 g znamená rozpustnost látky (KCl) ve 100g vody při 20oC. Hmotnostní zlomek vypočteme ze vztahu = 0,255 w (KCl) = Hmotnostní zlomek rozpuštěné látky v nasyceném roztoku vypočítáme snadno z údaje o rozpustnosti w = A – rozpouštěná látka m(A) – rozpustnost ve 100 g rozpouštědla (v tabulkách značeno např. m20vaq, kde 20 je teplota ve oC, vaq znamená rozpouštění ve vodě) Krystalizace CuCl2 odpařováním (volná) probíhá z nasyceného roztoku při 80 oC. Hmotnost vstupního roztoku je 1580 g. Vypočtěte: • kolik vody je nutné odpařit, aby vznikly suché krystaly? • hmotnost suchých krystalů? Označení A je CuCl2, B je H2O. m3 = m1 * w(1A) = 1580 * 0,495 = 782,1g a) Je třeba odpařit 797,9 g vody. b) Vznikne 782,1 g krystalů CuCl2. Kolik gramů krystalů vznikne po odpaření 50 g vody z 200 g nasyceného roztoku NaCl? Rozpustnost chloridu sodného je 36 g / 100 g vody při 20 °C. Ve 200 g nasyceného roztoku při této teplotě je rozpuštěno 36 g NaCl .............. (100 + 36) g nasyceného roztoku x g NaCl ............................... 200 g nasyceného roztoku x = 36 · 200/136 = 52,94 g NaCl Po odpaření 50 g vody budeme mít 150 g směsi nasyceného roztoku a krystalů NaCl. Hmotnost krystalů spočítáme z rozpustnosti – jaká hmotnost NaCl odpovídá odpařeným 50 g vody (tzn. jaké množství NaCl už nemá vodu na rozpuštění?): 36 g NaCl ........................ 100 g vody x g NaCl ............................... 50 g vody x = 36 · 50/100 = 18 g NaCl Po odpaření 50 g vody bude tedy 18 g NaCl ve formě krystalů a (52,94 - 18) g bude rozpuštěno v nasyceném roztoku. Roztok obsahuje 36,5 g dusičnanu cesného. Vypočítejte na jakou hmotnost se má směs zahustit (odpařit), aby byl získán roztok nasycený při teplotě 100°C. Rozpustnost CsNO3 při teplotě 100°C je 197 g ve 100 g vody. m(roztok) = 55,0 g Volnou krystalizací při teplotě 20°C má být z roztoku obsahujícího 60 g látky C a 180 g vody získáno 45 g látky C. Vypočítejte hmotnost vody, která se musí z roztoku odpařit. Rozpustnost látky C při teplotě 20°C je 45 g ve 100 g vody. m(H2O) = 147 g Ve 450 g roztoku je rozpuštěno 60,0 g KCr(SO4)2 . 12 H2O. Vypočítejte hmotnost vody, která se musí z roztoku odpařit, aby zahuštěný roztok byl roztokem nasyceným při 25°C. Rozpustnost KCr(SO4)2 . 12H2O při teplotě 25°C je 24,4 g ve 100 g vody. m(H2O) = 144 g Rozpuštěním 52,0 g látky B ve vodě byl připraven roztok nasycený při teplotě 20°C. Vypočítejte hmotnost vody, která se musí odpařit, aby bylo volnou krystalizací získáno 30 g krystalů látky B. Rozpustnost látky B při teplotě 20°C je 47,3 g ve 100 g vody. m(H2O) = 63,4 g Rušená krystalizace – krystalizace, kde se vstupní nasycený roztok při dané teplotě t1 ochladí na teplotu t2, tím dojde ke změně rozpustnosti látky A a k rozdělení na fázi tuhou a kapalnou. Jsou možné i výjimky, kdy je třeba roztok zahřát. m1 – hmotnost vstupního nasyceného roztoku při teplotě t1 m2 – hmotnost výstupního nasyceného roztoku při teplotě t2 m3 – hmotnost krystalů w(1A) – hmotnostní zlomek rozpuštěné látky, vypočtený z rozpustnosti látky A při teplotě t1 w(2A) – hmotnostní zlomek rozpuštěné látky, vypočtený z rozpustnosti látky A při teplotě t2 w(3A) – hmotnostní zlomek látky A v krystalu, může být roven 1 nebo poměru hmotnosti bezvodé látky ku hmotnosti krystalohydrátu, jestliže jej látka tvoří. Rušená krystalizace a) Ochlazení nasyceného roztoku látky se přebytečné množství látky vyloučí (rozpustnost se s rostoucí teplotou zvětšuje) b) vychladnutí -> krystal Bilance složky A: m1 * w(1A) = m2 * w (2A) + m3 * w(3A) Bilance složky B m1 * w(1B) = m2 * w (2B) + m3 * w(3B) Z těchto 3 rovnic je matematicky možno vypočítat vstupní nebo výstupní množství látek A a rozpouštědla B. Celková bilance – celková hmotnost vstupních a výstupních proudů: m1 = m2 + m3 tedy vstup (roztok) se rovná dvěma výstupním proudům (krystaly a zbytek, podle typu krystalizace). Vypočtěte hmotnost vstupního roztoku pro krystalizaci rušenou SrCl2, krystalizuje ve formě SrCl2.6H2O.Ochlazení z 80 °C na 0 °C. Výstupní hmotnost krystalů SrCl2.6H2O je 25 g. Označení A je SrCl2, B je H2O. m1 = 25 + m3 0,4821 * m1 = 25 * 0,5945 + m3 * 0,307 m1 = 41,05 g m3 = 16,05 g Pro získání 25 g krystalů SrCl2.6 H2O musíme připravit 41,05 g vstupního roztoku. Rušenou krystalizaci lze například provést přečistění dusičnanu amonného. Jakou hmotnost krystalů získáme ochlazením roztoku nasyceného při 60 °C o hmotnosti 521 g na teplotu 20 °C? Rozpustnosti dusičnanu při 60 °C a 20 °C jsou: r(NH4NO3, 60 °C) = 421 g / 100 g vody r(NH4NO3, 20 °C) = 192 g / 100 g vody. Když se při vyšší teplotě rozpustí 421 g a při nižší jen 192 g (obojí na 100 g vody), pak rozdíl hmotností NH4NO3 vykrystalizuje při nižší teplotě v nasyceném roztoku dusičnanu amonného. V nasyceném roztoku zůstane rozpuštěno právě 192 g. Výtěžek rušené krystalizace pak vypočítáme jako rozdíl rozpustnosti mezi těmito dvěma teplotami 421 – 192 = 229 g (krystalů NH4NO3). Výtěžek je možno převést i na procentní výtěžek z hmotnosti použité soli: 229 g / 421 g ~ 54,39 %. Z roztoku dusičnanu měďnatého, jehož hmotnost je 124 g a hmotnostní zlomek w(Cu(NO3)2) = 0,140, má být volnou krystalizací při teplotě 20 °C získáno 10,0 g Cu(NO3)2 . 3 H2O. Vypočítejte hmotnost vody, která se z roztoku musí odpařit. Rozpustnost Cu(NO3)2 . 3 H2O při teplotě 20°C je 252 g ve 100 g vody. m(H2O) = 96,7 g Vypočtěte, kolik gramů heptahydrátu síranu železnatého se vyloučí, jestliže 255 gramů roztoku nasyceného při 50 °C ochladíme na 20 °C. Hodnoty rozpustnosti pro tyto dvě teploty činí 150,2 (při 50 °C) a 61,5 (při 20 °C) g FeSO4 · 7 H2O na 100 g vody. m kryst. = 90,4 g hydrátu Vypočtěte, zda ochlazením roztoku chloridu sodného (v němž wNaCl = 0,254) z teploty 100 °C na teplotu 10 °C vzniknou krystaly, a pokud ano, vypočtěte jejich výtěžek. Rozpustnost chloridu sodného při teplotě 10 °C je 26,3 g NaCl na 100 g H2O. Krystaly vzniknou, výtěžek bude 22,8 %. Vypočtěte, kolik gramů krystalů heptahydrátu síranu železnatého vznikne ochlazením 948 gramů roztoku FeSO4, nasyceného při 60 °C, na teplotu 20 °C. Jsou známy hodnoty rozpustnosti: při 60 °C je to 185,5 g FeSO4 · 7 H2O na 100 g vody, při 20 °C 61,5 g FeSO4 · 7 H2O na 100 g vody. m kryst. = 412 g Výchozí roztok chloridu barnatého o teplotě 60 °C, obsahující 25,5 hmotn. % BaCl2, byl ochlazen na 20 °C, přičemž vzniklo 18,8 g krystalů BaCl2 · 2 H2O. Rozpustnost dihydrátu chloridu barnatého při 20 °C činí 38,4 g BaCl2 · 2 H2O na 100 g vody. Vypočtěte hmotnost zbylého roztoku (nasyceného při 20 °C) a hmotnostní zlomek BaCl2 v tomto roztoku. m roztok = 608 g , wBaCl2 = 0,264 Nasycený roztok dusičnanu olovnatého o celkové hmotnosti 315 gramů a teplotě 80 °C, obsahující 52,7 hm % Pb(NO3)2 byl ochlazen na teplotu 10 °C, přičemž se vyloučilo celkem 95,5 g krystalů Pb(NO3)2. Vypočtěte hmotnostní zlomek a rozpustnost dusičnanu olovnatého v nasyceném roztoku při 10 °C a vyčíslete procentuální výtěžek rušené krystalizace. w = 0,321 ; r10°C = 47,3 g PbNO3 na 100 g vody ; výtěžek = 57,5 % Rušenou krystalizací má být připraveno 122 g krystalů pentahydrátu CuSO4 · 5 H2O. Výchozí roztok, nasycený při 80 °C, obsahuje 36,3 hmotn. % CuSO4. Po ochlazení na 30 °C bude zbylý nasycený roztok obsahovat 19,3 hmotn. % CuSO4. Vypočtěte hmotnost výchozího nasyceného roztoku, výtěžek krystalů a hodnotu rozpustnosti CuSO4 · 5 H2O při 30 °C. m roztok = 320 g , výtěžek % = 67,1 % , r = 43,2 g na 100 g vody . Z výchozího roztoku síranu hořečnatého o teplotě 70 °C byly po ochlazení na teplotu 20 °C získány krystaly MgSO4 · 7 H2O o celkové hmotnosti 47,5 g. Ve zbylém roztoku byla zjištěna hustota 1,38 g cm–3 a hmotnostní koncentrace MgSO4 346,4 mg cm–3. Výtěžek krystalizace byl 55,8 %. Vypočtěte hmotnost výchozího roztoku a určete, zda tento roztok byl nasycený. Rozpustnost MgSO4 · 7 H2O při teplotě 70 °C je 309,1 g MgSO4 · 7 H2O na 100 g vody. m roztok = 121 g , výchozí roztok nebyl nasycený (w MgSO4 = 0,344) . Při řešení příkladů z chemických rovnic vycházíme z poměru stechiometrických koeficientů látek zapsaných v chemické rovnici. Stechiometrické koeficienty v chemické rovnici vyjadřují poměr látkových množství reagujících látek. 1)specifikuje látky, které do reakce vstupují (výchozí látky, reaktanty) a látky reakcí vznikající (produkty). 2) vyjadřuje počet molekul, látková množství či hmotnosti reagujících látek a produktů Chemická rovnice Při výpočtu postupujeme následovně: 1.Zapíšeme chemickou rovnicí daný chemický děj. 2.Vyrovnáme stechiometrické koeficienty v rovnici tak, aby platila rovnost počtu atomů na levé a pravé straně rovnice. 3.Z rovnice vyjádříme pomocí přímé úměrnosti počet molů zadané látky a na druhou stranu počet molů vznikající látky. Toto množství vyjádříme v gramech a do přímé úměrnosti dopíšeme množství hledané látky jako x, a množství látky zadané v jednotkách hmotnosti a vypočítáme x. Pokud do reakce nevstupují reaktanty v poměru, který odpovídá chemické rovnici, musíme nejprve určit limitní reagent, = reaktant, který bude určovat množství vzniklého produktu. Ostatní reaktanty jsou vůči limitnímu reagentu v nadbytku a po proběhnutí reakce se jejich nezreagovaná část nachází ve výsledné směsi. Pokud nejsou splněny normální (standardní) podmínky (T = 273,15 K, p = 101,325 kPa), pak tento vztah nemůžeme použít a musíme použít stavovou rovnici ideálního plynu. Molární objem Vm Za normálních podmínek (T = 273,15 K = 0 °C, p = 101,325 kPa) zaujímá 1 mol (ideálního) plynu objem 22,4 dm3. Výpočty s plynnými reaktanty/produkty Vypočítejte hmotnost sulfidu měďného, který vznikne reakcí 16 g mědi se sírou. POSTUP I - s využitím úvahy a trojčlenky: 1. Sestavíme rovnici reakce: 2 Cu + S --> Cu2S Úvaha: ze 2 mol mědi vznikne 1 mol sulfidu měďného Určíme molární hmotnosti obou látek M(Cu) = 63,5 g/mol a M(Cu2S) = 159 g/mol Určíme hmotnosti obou látek m(Cu) = n(Cu) . M(Cu) m(Cu) = 2 . 63,5 = 127 g m( Cu2S) = n( Cu2S) . M( Cu2S) m( Cu2S) = 1 . 159 = 159 g 1. Úvaha: Ze 127 g mědi vznikne 159 g sulfidu měďného. Kolik gramů sulfidu měďného vznikne z 16 g mědi ? 127 g Cu .................................. 159 g Cu2S 16 g Cu .................................... x g Cu2S x : 159 = 16 : 127 x . 127 = 159 . 16 x = 20 g Reakcí 16 g mědi vznikne 20 g sulfidu měďného. Vypočítejte hmotnost sulfidu měďného, který vznikne reakcí 16 g mědi se sírou. POSTUP II - s využitím vzorce: Sestavíme rovnici reakce 2 Cu + S --> Cu2S Určíme: A ... Cu B ... Cu2S a = 2 b = 1 M(A) = 63,5 g/mol M(B) = 159 g/mol m(A) = 16 g m(B) ... ? Dosadíme do vzorce a vypočítáme: m(B) = 20 g Reakcí 16 g mědi vznikne 20 g sulfiu měďného. kde: A ... látka jejíž hmotnost je známá B ... látka jejíž hmotnost je neznámá a ... látkové množství látky A b ... látkové množství látky B M(A) ... molární hmotnost látky A M(B) ... molární hmotnost látky B m(A) ... hmotnost látky A m(B) ... hmotnost látky B Při rozpouštění uhlíku v roztaveném železe vzniká cementit Fe3C. Určete hmotnost vzniklého cementitu, jestliže se rozpustí 5 g uhlíku. Mr (Fe3C) = 55,8.3+12= 179,4 Zapíšeme chemickou rovnici a vyrovnáme koeficienty: 3 Fe + C = Fe3C Podle rovnice: 1mol C…………1mol Fe3C 12g C………….179,4g Fe3C 5g C…………….x g Fe3C x = 5.179,5/12 = 74,8g Fe3C Rozpuštěním 5g uhlíku vznikne 74,8 g cementitu. Síra hoří za vzniku oxidu siřičitého. Určete, kolik litrů oxidu siřičitého vznikne shořením 10 g síry. Chemická rovnice vyjadřující daný chemický děj: S + O2 = SO2 Podle rovnice: 1mol S……………1mol SO2 32g S…………… 22,4 l SO2 10g S……………..x l SO2 x = 10.22,4/32 = 7 l SO2 Shořením 10g síry vznikne 7 litrů oxidu siřičitého. Kolik dm3 amoniaku vznikne reakcí 15 g vodíku s odpovídajícím množstvím dusíku za normálních podmínek ? Rovnice: 3 H2 + N2 = 2 NH3 Z rovnice vyplývá: 3 moly H2…………..2 moly NH3 6g H2………………44,8 dm3 NH3 15g H2……………… x dm3 NH3 x = 15.44,8/6 = 11,2 dm3 NH3 Reakcí 15 g vodíku s dusíkem vznikne 11,2 litrů amoniaku. Kolik kg oxidu železitého vznikne pražením 100 kg pyritu FeS2 ? Rovnice: 4 FeS2 + 11 O2 = 2 Fe2O3 + 8 SO2 Mr (FeS2) = 120, Mr (Fe2O3) = 160 Z rovnice vyplývá: 4 moly FeS2………………2 moly Fe2O3 480 kg FeS2......................320 kg Fe2O3 100 kg FeS2………………..x kgFe2O3 x = 100.208/480 = 43,3 kg Fe2O3 Pražením 100 kg pyritu vznikne 43,3 kg oxidu železitého. Kolik cm3 10% roztoku amoniaku (ρ =0,9575 g.cm-3) a kolik 20% roztoku H2SO4 (ρ = 1,1394 g.cm-3) je třeba pro přípravu 55 g síranu amonného? Napíšeme rovnici reakce a pod ni uvedeme relativní molekulové hmotnosti reaktantů a produktu. Pak sestavíme přímé úměry, s jejichž pomocí vypočítáme, kolik gramů 100% amoniaku a kyseliny sírové by muselo zreagovat, aby vzniklo 55 g síranu amonného: 2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 2 17 g ……………98 g……………………132 g x ……………………….y…………………………55 g x = 14,2 g (100% NH3) y = 40,8 g (100% H2SO4) Pomocí nepřímé úměry vypočítáme hmotnost 10% roztoku amoniaku, ve kterém je obsaženo 14,2 g amoniaku. Stejným způsobem vypočítáme hmotnost 20% roztoku kyseliny sírové: 14,2 g …………100 % 40,8 g ……………100 % x …………………10 % y ……………………20 % x = 142 g y = 204 g S využitím vztahu V = m/ρ přepočteme zjištěné hmotnosti obou roztoků na objem: Amoniak: V = 142/0,9575 = 148,3 cm3 Kyselina sírová: V = 204/1,1394 = 179 cm3 Pro přípravu 55 g síranu amonného je třeba použít 148,3 cm3 10% roztoku amoniaku a 179 cm3 20% kyseliny sírové. Z roztoku obsahující 1 g síranu alkalického kovu bylo nadbytkem chloridu barnatého vysráženo 1,3394 g síranu barnatého. Vypočítejte střední realativní atomovou hmotnost kovu. M(BaSO4) = 233,40 g⋅mol-1 Neznámý kov označíme např. písmenem A. m(A2SO4) = m1 = 1,0000 g m(BaSO4) = m2 = 1,3994 g M(BaSO4) = M2 = 233,40 g⋅mol-1 Vyjádříme reakci chemickou rovnicí: A2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2 ACl Z vyčíslené rovnice vyplývá pro poměr reaktantu a produktu: n(A2SO4)/n(BaSO4) = 1/1 Látkové množství vypočítáme ze vzorce n=m.M Tedy po dosazení do vztahu vyplývající z rovnice a vyjádření molární hmotnosti A2SO4 dostaneme: Příklad Kolik kg vápna získáme vypálením 340 kg vápence, který obsahuje 95 % CaCO3? CaCO3 → CaO + CO2 340 kg vápence ............100 % x kg CaCO3 .............. 95 % x = 95 * 340 / 100 = 323 kg ze 100 kg ............56 kg CaO z 323 kg ............ x kg x = 56 * 323 / 100 = 180 kg vápna Příklad: Kolik g rtuti a kolik dm3 kyslíku vznikne rozkladem 108 g HgO? 2 HgO → 2 Hg + O2 2*217g → 2*201g + 22,4 dm3 ze 434 g HgO ........... 402 g Hg ze 108 g HgO ............ x g x = 402*108/434= 100 g Hg ze 434 g HgO .......... 22,4 dm3 ze 108 g HgO .......... x dm3 x = 108*22,4/434 = 5,6 dm3 O2 Vypočítej hmotnost chloridu olovnatého, který vznikne z 10 g dusičnanu olovnatého. (Reaguje dusičnan olovnatý s kyselinou chlorovodíkovou, vzniká chlorid olovnatý a kyselina dusičná) [8,4 g] Vypočítej hmotnost uhličitanu barnatého, který získáme za normálních podmínek působením 1 dm3 CO2 na hydroxid barnatý. (Reaguje hydroxid barnatý s oxidem uhličitým za vzniku uhličitanu barnatého a vody). [8,8 g] Reakcí vody se sodíkem vzniká hydroxid sodný a vodík. Urči hmotnost vody, která reaguje s 1g sodíku. [0,78 g] Kolik gramů KClO3 je třeba rozložit teplem, aby se za normálních podmínek získalo 98 dm3 O2? M(KClO3) = 122,6 g⋅mol−1 m2 = 357.58 g Rozpuštěním 36,6 g znečištěného hořčíku ve zředěné H2SO4 bylo získáno 353 g MgSO4 ⋅ 7 H2O. Kolik procent nečistot obsahoval hořčík? M(MgSO4⋅7 H2O) = 246,43 g⋅mol−1, M(Mg) = 24,31 g⋅mol−1 5 % Vypočítejte objemy 24% H2SO4, která má hustotu 1,1704 g⋅cm−3, a vodného roztoku NH3 o koncentraci 3,2 mol⋅dm−3, jejichž reakcí vznikne 10 g (NH4)2SO4. M(H2SO4) = 98,07 g⋅mol−1, M((NH4)2SO4) = 132,13 g⋅mol−1 Objem 24 % H2SO4: V = 26.42 cm3 Objem roztoku NH3: V = 47.3 6 cm3 Směs 7,16 g NaOH + KOH reaguje s HCl za vzniku 10,08 g směsi chloridů. Jaké je složení směsi hydroxidů? M(NaOH) = 40,00, M(KOH) = 56,10, M(NaCl) = 58,44, M(KCl) = 74,55 / 2,96 g KOH a 4,2 g NaOH / Železné hřebíky o celkové hmotnosti 15,99 g byly vloženy do 350 gramů horkého roztoku síranu měďnatého w(CuSO4) = 0,14. Vypočítejte hmotnost vyloučené mědi a hmotnost nezreagované síranu měďnatého. M(Cu) = 63,5 g⋅mol−1 M(Fe) = 55,8 g⋅mol−1 M(CuSO4) = 160,00 g⋅mol−1 M(FeSO4) = 152,00 g⋅mol−1 Látkové množství nezreagovaného síranu měďnatého = 0.0197 mol Hmotnost nezreagovaného síranu: m2 = 3.15 g Kolik dm3 oxidu uhličitého je potřeba za normálních podmínek, aby ztuhla malta, která obsahuje 10 kg Ca(OH)2? M(Ca(OH)2) = 74,09 g⋅mol−1 V = 3024 dm3 Vypočítejte objem vzduchu za normálních podmínek; (φ(O2) = 0,21) potřebného k oxidaci 140 kg suroviny s obsahem 78 % FeS2 M(FeS2) = 120,00 g⋅mol−1 V = 267 m3 Tepelným rozkladem uhličitanu vápenatého vzniká pálené vápno (CaO) a oxid uhličitý. Vypočítejte, kolik gramů těchto sloučenin vznikne z 20 g uhličitanu vápenatého. Tepelným rozkladem 20 g CaCO3 vzniká 11,2 g CaO a 8,8 g CO2. Kolik gramů HgO se rozložilo při vzniku 448 cm3 kyslíku. HgO → Hg + O2 Při reakci se rozložilo 8,66 g HgO. Vypočítejte, kolik dm3 NO vznikne reakcí 10 g mědi s kyselinou dusičnou za standardních podmínek. Cu + HNO3 --→ Cu(NO3)2 + NO + H2O Při reakci vznikne 8,35 dm3 NO. Kolik g CaCl2 vznikne reakcí 30 g Ca(OH)2 s kyselinou chlorovodíkovou, je-li účinnost reakce 98 %? Ca(OH)2 + HCl ----→ CaCl2 + H2O Při reakci vznikne 44,06 g CaCl2. Kolik g FeS je potřeba na přípravu 4,5 dm3 H2S, je-li účinnost reakce 96 %? FeS + HCl ---→ FeCl2 + H2S Na reakci je potřeba 18,5 g FeS. Ve vodě bylo rozpuštěno 50 g pentahydrátu síranu měďnatého. Vypočítejte, jaké množství práškového zinku je nutno k roztoku přidat, aby se z něj vyloučila veškerá měď? (13,1 g Zn) Kolik g vody zreaguje s 80 g sodíku a kolik dm3 vodíku se reakcí za standardních podmínek uvolní? Na + H2O --→ NaOH + H2 [62,6 g H2O, 38,98 dm3 H2] Kolik g NH3 vznikne při reakci 200 g (NH4)2SO4 s NaOH, je-li výtěžnost reakce 98 ? (NH4)2SO4 + NaOH --→ Na2SO4 + NH3 + H2O [50,48 g NH3] K úplné neutralizaci 25 ml kyseliny fosforečné neznámé látkové koncentrace do druhého stupně se spotřebovalo 30,20 ml 0,5005 mol·dm–3 NaOH. Jaká je látková koncentrace kyseliny fosforečné? [0,3023 mol·dm–3] Hořením 5 g černého uhlí vzniklo 7,5 dm3 oxidu uhličitého (za normálních podmínek). Určete hmotnostní procento uhlíku v černém uhlí. Ar(C) = 12,011; Mr(O2) = 31,998; Mr(CO2) = 44,019 [80,4 %] Uhlí obsahuje 2 % síry. Vypočítejte, kolik m3 oxidu siřičitého se za normálních podmínek dostane do ovzduší při spálení 1 tuny tohoto uhlí. (14 m3) Vypočítejte, kolik gramů 96% kyseliny sírové je zapotřebí k neutralizaci 16 g hydroxidu draselného. [14,55 g] Kolik kg vápenného hydrátu o obsahu 98 % Ca(OH)2 je třeba k neutralizaci 100 kg odpadu s obsahem 25 % H2SO4? [19,26 kg] Kolik gramů pevného NaOH je třeba na neutralizaci 50 ml 21% roztoku kyseliny sírové (ρ = 1,47 g.cm–3)? [12,6 g] Dichroman draselny reaguje s jodovodikem a kyselinou sirovou za vzniku jodu, siranu chromiteho, siranu draselneho a vody. Kolik ml 15%-niho roztoku kyseliny sirove je třeba a kolik g jodu vznikne reakci s 2 g dichromanu? Hustota 15%-ni kyseliny sirove je r = 1,102 g.cm-3. [V(15% H2SO4) = 16,1 ml; m(I2) = 5,2 g] Ve vodě bylo rozpuštěno 50 g pentahydrátu síranu měďnatého. Vypočítejte, jaké množství práškového zinku je nutno k roztoku přidat, aby se z něj vyloučila veškerá měď? (13,1 g) Uhličitan vápenatý reagoval s přebytkem kyseliny chlorovodíkové. Jaká byla hmotnost jeho navážky, jestliže se v průběhu reakce uvolnilo 40 dm3 oxidu uhličitého. Objem je přepočten na normalni podminky. [178,7 g]