zadania

MASA ATOMOWA I CZĄSTECZKOWA

1. Oblicz masę cząsteczkową i bezwzględną masę cząsteczki PbO.
   
   Rozwiązanie:
   
   Masa cząsteczkowa substancji jest sumą mas atomowych wszystkich atomów, z których składa się dana cząsteczka. Jednostką masy atomowej i cząsteczkowej jest unit. Bezwzględna masa cząsteczki jest to masa wyrażona w gramach. Z definicji wiadomo, że 1 gram to około 6,02 * 10²³ unitów. Stąd 1 unit = 1/6,02 * 10²³ = 1,66 * 10²⁴ grama. W zadaniu mamy obliczyć masę PbO, czyli:
   
   MrPbO = 207 u + 16 u = 223 u
   
   MbPbO = 223 u * 1 g /6,02 * 10²³ u = 37,04 * 10²³ gram
   
   Odpowiedź: Masa cząsteczkowa PbO wynosi 223 unity, a masa bezwzględna 37,04 * 10²³ gram.
   
   
2. Z ilu atomów składa się cząsteczka boru, jeżeli jego masa cząsteczkowa wynosi 132 unity?
   
   Rozwiązanie:
   
   Masa cząsteczkowa boru jest sumą mas atomowych wszystkich atomów, z których składa się jego cząsteczka. Masa atomowa boru wynosi 11 unitów, stąd ilość atomów boru w cząsteczce X = 132 u / 11 u = 12 atomów.
   
   Odpowiedź: Cząsteczka boru składa się z 12 atomów.
   
   
3. Obliczyć masę cząsteczkową i stosunek wagowy pierwiastków w CO₂.
   
   Rozwiązanie:
   
   Masa cząsteczkowa dwutlenku węgla jest sumą mas atomowych tlenu i węgla.
   
   MrCO₂ = 12 u + 2 * 16 u = 44 u
   
   Stosunek wagowy C: O = 12 u : 32 u. Po skróceniu przez cztery otrzymamy wynik C : O = 3 : 8
   
   Odpowiedź: Masa cząsteczkowa CO₂ wynosi 44 unity a stosunek wagowy C do O wynosi 3 : 8.

MOL I MASA MOLOWA

1. Ile atomów znajduje się w 0,25 mola ołowiu?
   
   Rozwiązanie:
   
   Z definicji wiadomo, że 1 mol jakiejkolwiek substancji to 6,02 * 10²³ atomów (cząstek, jonów itd.) stąd 0,25 mola substancji musi zawierać 0,25 * 6,02 * 10²³ atomów = 1,505 * 10²³ atomów
   
   Odpowiedź: W 0,25 mola ołowiu znajduje się 1,505 * 10²³ atomów ołowiu.
   
   
2. Oblicz masę 3 moli wodoru cząsteczkowego.
   
   Rozwiązanie:
   
   Masa jednego mola substancji jest równa liczbowo masie atomowej lub cząsteczkowej tej substancji wyrażonej w gramach. Masa jednego mola wodru atomowego wynosi M H =1 g, czyli masa jednego mola cząsteczek wodoru wyniesie M H₂= 2 * M H = 2 * 1g = 2g ; masa trzech moli wodoru cząsteczkowego będzie równa 3 * 2g = 6g
   
   Odpowiedź: masa trzech moli wodoru cząsteczkowego wynosi 6g.
   
   
3. Jaką objętość zajmuje w warunkach normalnych 0,6 mola argonu?
   
   Rozwiązanie:
   
   Z definicji wiadomo, że 1 mol jakiejkolwiek substancji gazowej w warunkach normalnych zajmuje objętość 22,4 dm3 stąd 0,6 mola argonu musi zajmować objętość V=22,4 dm3 * 0,6= 13,44 dm3
   
   Odpowiedź: 0,6 mola argonu zajmuje objętość 13,44 dm3
   
   
4. Ile moli siarczku żelaza Fe₂S₃ powstanie w reakcji żelaza z 9,6 g siarki?
   
   Rozwiązanie:
   
   Najpierw należy napisać równanie reakcji:
   
   2Fe + 3S -> Fe₂S₃
   
   Wynika z niego, że dwa mole żelaza reagują z trzema molami siarki dając jeden mol siarczku. Obliczamy jaką część mola stanowi 9,6 g siarki:
   
   Masa molowa siarki Ms= 32g czyli m= 9,6 g siarki to n = m/Ms = 9,6: 32 = 0,3 mola siarki.
   
   Jeśli zgodnie z równaniem z trzech moli siarki powstaje jeden mol siarczku, to z 0,3 mola siarki powinno powstać 0,1 mola siarczku.
   
   Odpowiedź: W reakcji z 9,6g siarki powstaje 0,1 mola siarczku.
   
   
5. Oblicz w ilu gramach wody znajduje się 5g wodoru.
   
   Rozwiązanie:
   
   Masa molowa wody wynosi M H₂O = 2 * 1g + 16g = 18g. W jednym molu wody znajdują się dwa gramy wodoru. Ponieważ stosunek liczby moli wody do liczby moli zawartego w niej wodoru jest stały, można ułożyć równanie: 18g wody zawiera 2g wodoru, zatem x g wody zawiera 5g wodoru.
   
   18/2 = x/5 stąd x = 45g wody
   
   Odpowiedź: 5g wodoru znajduje się w 45g wody.

DYSOCJACJA

1. Które z niżej podanych substancji ulegają w wodzie dysocjacji? Jakie jony znajdują się w roztworach tych substancji? Ułóż odpowiednie równania.
   
   
   1. HBr,
      
      
   2. CH₄,
      
      
   3. Cl₂,
      
      
   4. CaCl₂,
      
      
   5. K₃PO₄,
      
      
   6. KOH
   
   Rozwiązanie:
   
   Dysocjacji ulegają tylko te związki, które posiadają wiązanie jonowe lub spolaryzowane. To kryterium pozwala od razu wykluczyć cząsteczkę chloru Cl₂ i metanu CH₄ jako nie ulegające dysocjacji. Równania dysocjacji pozostałych związków przedstawiają się następująco:
   
   HBr -> H⁺ + Br^-
   
   CaCl₂ -> Ca²⁺ + 2Cl^-
   
   K₃PO₄ -> 3K⁺ + PO₄^3-
   
   dysocjacja następuje stopniowo:
         K₃PO₄ -> K⁺ + K₂PO₄^-
         K₂PO₄^- -> K⁺ + KPO₄^2-
         KPO₄^2- -> K⁺ + PO₄^3-
   
   KOH -> K⁺ + OH^-

REAKCJE REDOX

1. Oblicz stopnie utlenienia pierwiastków w związkach i jonach:
   
   
   1. H₂SO₄
      
      
   2. SO₃^2-
      
      
   3. HClO
      
      
   4. P₂O₅
      
      
   5. CrO₄^2-
      
      
   6. NH₃
   
   Rozwiązanie:
   
   Zgodnie z regułami ustalania stopni utlenienia:
   
   
   1. Pierwiastki w stanie wolnym mają stopień utleniania równy zero np. Mg⁰, N₂⁰;
      
      
   2. Stopień utlenienia pierwiastka w jonach prostych jest równy ładunkowi tego jonu np. Mg^+II, O^-II;
      
      
   3. Suma stopni utlenienia wszystkich atomów pierwiastków wchodzących w skład obojętnej cząsteczki wynosi zero np. Mg^+IICl₂^-I [II + 2(-I)] = 0;
      
      
   4. Wodór w związkach z pierwiastkami, które mają większą od niego elektroujemność ma stopień utlenienia +I;
      
      
   5. Stopień utlenienia tlenu wynosi najczęściej -II;
      
      
   6. Suma stopni utlenienia wszystkich atomów wchodzących w skład jonu złożonego jest równa ładunkowi tego jonu np. (SO₄)^2- -> (S^+VIO₄^-II)^2- bo [+VI + 4(-II)] = -2
   
   W takim razie można bez trudu obliczyć:
   
   
   1. H₂SO₄
      
      2H + S +4O = 0
      czyli 2(+1) + (x) + 4(-2) = 0
      stąd x = +6
      
      
   2. SO₃^2-
      
      S + 3O = -2
      czyli x + 3(-2) = -2
      stąd x = +4
      
      
   3. HClO
      
      H + Cl + O = 0
      czyli (+1) + x + (-2) = 0
      stąd x = +1
      
      
   4. P₂O₅
      
      2P + 5O = 0
      czyli 2x + 5(-2) = 0
      stąd x = +5
      
      
   5. CrO₄^2-
      
      Cr + 4O = -2
      czyli x + 4(-2) = -2
      stąd x =+6
      
      
   6. NH₃
      
      N + 3H = 0
      czyli x +(+3) = 0
      stąd x = -3