21
STEHIOMETRIJA Odnosi masa izmeñu reaktanata i produkata u kemijskoj reakciji predstavljaju stehiometriju kemijske reakcije. Oni se zasnivaju na zakonu o održanju masa: masa svih tvari koje uñu reakciju (reaktanata) jednaka je masi svih tvari (produkata) koji reakcijom nastaju Da bi kemijsku reakciju izrazili u kvantitativnim odnosima moramo primijeniti znanje o molarnim masama. Osnovno pitanje u stehiometrijskim izračunavanjima je: ako znamo količinu početnog materijala (tj. reaktanata) u reakciji, koliko će nastati produkata?. ili suprotno pitanje koliko početnog materijala moramo uzeti da bi reakcijom dobili odreñenu količinu produkata? U praksi količina reaktanata ili produkata može biti zadana u molovima, gramima, litrama (plinovi) ili drugim jedinicama. Bez obzira u kojim su jedinicama date količine tvari, pristup odreñivanju nastalih produkata kemijskom reakcijom naziva se MOLNA METODA Zasniva se na činjenici da su stehiometrijski koeficijenti u kemijskoj reakciji molovi tvari. Promotrimo oksidaciju ugljičnog monoksida u ugljični dioksid: 2CO(g) + O 2 (g) 2CO 2 (g) Jednadžba i stehiometrijski koeficijenti se mogu pročitati kao: 2 mola ugljičnog monoksida s jednim molom kisika daju 2 mola ugljičnog dioksida. Molna metoda se sastoji od slijedećih koraka: Promotrimo slijedeću izbalansiranu kemijsku jednadžbu:

5 - · PDF fileSTEHIOMETRIJA Odnosi masa izme ñu reaktanata i produkata u kemijskoj reakciji predstavljaju stehiometriju kemijske reakcije. ... 2mol×M(Al) + 1mol×M

  • Upload
    vuanh

  • View
    218

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

STEHIOMETRIJA Odnosi masa izmeñu reaktanata i produkata u kemijskoj reakciji predstavljaju stehiometriju kemijske reakcije. Oni se zasnivaju na zakonu o

održanju masa: masa svih tvari koje uñu reakciju (reaktanata) jednaka je masi svih tvari (produkata) koji reakcijom nastaju

Da bi kemijsku reakciju izrazili u kvantitativnim odnosima moramo primijeniti znanje o molarnim masama. Osnovno pitanje u stehiometrijskim izračunavanjima je: ako znamo količinu početnog materijala (tj. reaktanata) u reakciji, koliko će nastati produkata?. ili suprotno pitanje koliko početnog materijala moramo uzeti da bi reakcijom dobili odreñenu količinu produkata? U praksi količina reaktanata ili produkata može biti zadana u molovima, gramima, litrama (plinovi) ili drugim jedinicama. Bez obzira u kojim su jedinicama date količine tvari, pristup odreñivanju nastalih produkata kemijskom reakcijom naziva se MOLNA METODA Zasniva se na činjenici da su stehiometrijski koeficijenti u kemijskoj reakciji molovi tvari. Promotrimo oksidaciju ugljičnog monoksida u ugljični dioksid: 2CO(g) + O2(g) � 2CO2 (g) Jednadžba i stehiometrijski koeficijenti se mogu pročitati kao: 2 mola ugljičnog monoksida s jednim molom kisika daju 2 mola ugljičnog dioksida. Molna metoda se sastoji od slijedećih koraka: Promotrimo slijedeću izbalansiranu kemijsku jednadžbu:

2Al + Fe2O3 � Al2O3 + 2Fe 2 mol 1 mol 1 mol 2 mol 2mol×M(Al) + 1mol×M(Fe2O3) = 1×M(Al2O3) + 2×M(Fe) 2 mol×27g mol-1 + 1mol×159.7 g mol-1 = 1mol×102.0 g mol-1 + 2mol×55.85 g mol-1 54.0 g + 159.7 g = 102.0 g + 111.7 213.7 g = 213.7 g dva mola Al reagiraju s 1 mol Fe2O3, i nastaje 1 mol Al2O3 i 2 mola Fe. Pretvarajući molove u grame vidimo da 54.0 g Al s 159.7 g Fe2O3 daje 102.0 g Al2O3 i 111.7 g Fe. Ukupna masa svih sudionika prije i nakon reakcije ostala je ista. Važno je uočiti da se maseni odnosi mogu odrediti samo iz izjednačenih jednadžbi, napisanih preko molova. U svim stehiometrijskim problemima uravnotežena (izbalansirane) jednadžba kemijske reakcije (da li može uravnotežena kemijska jednadžba) predstavlja most koji omogućava postavljanje u odnos množinu jednog reaktanta s množinom nekog drugog reaktanta ili produkta. Molna metoda se sastoji od slijedećih koraka: 1. Pisanje točnih formula svih reaktanata i produkata, te uravnotežene jednadžba kemijske reakcije. 2. Pretvaranje zadane (poznate) mase tvari (obično reaktanata) u njenu množinu (molove). 3. Korištenjem stehiometrijskih koeficijenata uravnotežene kemijske jednadžbe iz poznate množine tvari iz koraka 2 izračunavanje

nepoznate množine (molova) druge tvari (obično produkta) u zadatku. 4. Izračunatu nepoznatu množinu (molove) tvari prevesti u masu. 5 Provjera da li je dobiveni rezultat fizikalno razumna vrijednost.

masa rekatanta ili produkta A

molarna masa molovi rekatanta ili produkta A

uravnotežena kemijska jednadžba

molovi rekatanta ili produkta B

molarna masa masa rekatanta ili produkta B

Faktori pretvorbe (konverzije) - Da bi se izračunala množina produkata koja se može dobiti kada se utroši točno odreñena množina reaktanata moramo konstruirati faktore konverzije. U gornjoj jednadžbi smo vidjeli da se 2 mol Al utroši u reakciji s 1 mol Fe2O3; uvijek kad nastane 1 mol Al 2O3 mora se utrošiti 2 mol Al. Možemo napisati slijedeće ekvivalencije: 2 mol Al ~ 1 mol Fe2O3 i 1 mol Al2O3 ~ 2 mol Al Znak "~" se čita "stehiometrijski odgovara". Iz stehiometrijskih odnosa date reakcije možemo napisati slijedeće konverzijske faktore koji vrijede samo za tu reakciju

2 mol(Al)/1 mol(Fe2O3); 1 mol(Al2O3)/2 mol(Al); 2 mol(Fe)/2 mol(Al). Jedan od ovih pretvorbenih faktora koristiti ćemo u slijedećem primjeru. Primjer 4.1.1. Koliko grama Fe2O3 će reagirati s 15.0 g Al? 2Al + Fe2O3 � Al2O3 + 2Fe problem ? g Fe2O3 = 15.0 g Al 1. jednadžba je uravnotežena 2. pretvaranje zadane (poznate) mase Al u njegovu množinu (molove). n(Al) = m(Al) / M(Al) = 15.0 g/27.0 g mol-1 = 0.555 mol 3. korištenjem konverzijskih faktora odredimo nepoznatu množinu Fe2O3 konverzijski faktor iz izbalansirane jednadžbe je 2 mol(Al)/1 mol(Fe2O3) ili 1 mol(Fe2O3)/2 mol(Al) n (Fe2O3) = 0.555 mol(Al) * [1 mol(Fe2O3)/2 mol (Al)] = 0.278 mol 4. prevesti množinu Fe2O3 u njegovu masu m(Fe2O3) = n(Fe2O3) * M(Fe2O3) = 0.278 mol * 159.7 g mol-1 m(Fe2O3) = 44.4 g 5. rezultat je fizikalno razuman

masa Al molarna masa molovi Al uravnotežena kemijska jednadžba

molovi Fe2O3

molarna masa masa Fe2O3

Računanje se može prevesti i kroz samo jednu jednadžbu

1 mol(Al) 1 mol(Fe2O3) 159.7gFe2O3 m(Fe2O3) = 15.0 g (Al) × 27 g(Al)

× 2mol(Al)

× 1mol(Fe2O3)

= 44.4 g

PRETVORBA MASE I MOLOVA npr 1. Kemijskom reakcijom izmeñu fosfora i klora nastaje (fosforov (III) klorid). Izračunajte masu fosfora koja će pritom potpuno izreagirati s 197 g klora!

2P(s) + 3Cl2(g) → 2 PCl3(l)

1 mol (Cl2) 2 mol (P) 31 g (P) m(P) = 197 g (Cl2) ×

70.9 g (Cl2) ×

3 mol (Cl2) ×

1 mol (P) = 57.4 g

masa (u g) Cl2

mol. masa molovi Cl2

uravnotežena kemijska jjednadžba

molovi P

mol. masa masa (u g) P

npr 2 Elektrolizom koncentrirane vodene otopine natrijevog klorida kao produkti dobivaju se otopina natrijevog hidroksida, te plinoviti vodik i klor. Izračunajte masu klora koja se dobije elektrolizom 21.1 kg natrijevog klorid. 2NaCl(aq) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + Cl2 + H2

1000 g NaCl 1 mol NaCl 1 mol Cl2 70.9 g Cl2 m (Cl2) = 21.1 kg (NaCl) × 1 kg NaCl

× 58.5 g NaCl

× 2 mol NaCl

× 1 mol Cl2

= 12.8 x103 g Cl2

kilogrami NaCl

defin.kg grami NaCl mol. masa molovi NaCl uravnotežena kemijska

jednadžba molovi Cl2 mol. masa grami Cl2

DRUGE VELIČINE (VOLUMEN, GUSTOĆA) npr. 3 Izračunajte broj molova čvrstog živinog (II) oksida koji se može dobiti reakcijom kisika s 85 mL tekuće žive (gustoće 13.6 g/mL). 2Hg (l) + O2 → 2 HgO

13.6 g Hg 1 mol Hg 2 mol HgO n(HgO) = 85 mL (Hg) ×

1 ml Hg ×

200.6 g Hg ×

2 mol Hg = 5.76 mol HgO

molarna masa volumen

reakatanta ili produkta A

gustoća

masa reakatanta ili produkta A

molovi reakatanta ili produkta A

uravnotežena kemijska jednadžba

molovi reaktanta ili produkta B

molarna masa mL Hg

gustoća

grami (Hg)

molovi Hg

uravnotežena kemijska jednadžba

molovi HgO

MJERODAVNI REAKTANT

prije reakcije nakon reakcije

+

mjerodavni reaktant

reaktant u suvišku Mjerodavni reaktant jest onaj reaktant koji nije u suvišku prema drugim reaktantima obzirom na odreñenu uravnoteženu kemijsku jednadžbu. O njemu ovisi maksimalna količina produkta. Njegovom potrošnjom ne može više nastati produkta tj. reakcija prestaje. Pri rješavanju zadataka treba prvo odrediti mjerodavni reaktant. Mjerodavnih reaktanata može biti više. Reaktanti u suvišku su oni reaktanti koji su prisutni u količini većoj od potrebne za reakciju s mjerodavnim reaktantom. Teorijska koli čina reaktanta jest količina reaktanta potrebna za potpunu reakciju s prisutnim mjerodavnim reaktantom prema stehiometrijskim faktorima kemijske reakcije. Teorijska koli čina produkta jest ona količina produkta koja bi teorijski nastala reakcijom mjerodavnog reaktanta. Suvišak reaktanta jest količina reaktanta iznad teorijske količine reaktanta potrebne za reakciju s mjerodavnim reaktantom. Izražava se u postocima od teorijske količine reaktanta

Sr = (Rs’/Rt)*100% Rs’ = Rs - Rt Sr Suvišak reaktanta u postocima Rs’ suvišna količina reaktanta u suvišku Rs količina reaktanta u suvišku Rt teorijska količina reaktanta

Izračunajte broj molova svakog produkta i suvišak reaktanta kada 2.5 mol tvari A i 4.5 mola tvari B reagiraju prema slijedećoj jednadžbi pretpostavka: A je mjerodavni reaktant A + 2 B → C + 3 D prije reakcije 2.5 4.5 0 0 promjena zbog reakcije - 2.5 -2 ×2.5 2.5 2.5×3 -2.5 -5.0 2.5 7.5 poslije reakcije 0 -0.5 2.5 7.5 loš odabir mjerodavnog reaktanta, nedostaje 0.5 mol "B" (konačna količina ne može biti negativna) pretpostavka: B je mjerodavni reaktant A + 2 B → C + 3 D trenutno prisutno 2.5 4.5 0 0 promjena zbog reakcije -4.5×1/2 -4.5 4.5×1/2 4.5×(3/2) -2.25 -4.5 2.25 6.75 konačno prisutno 0.25 0 2.25 6.75 dobar odabir mjerodavnog reaktanta, "B" se sav potrošio

grami prvog reaktanta A

molarna masa

molovi rekatanta A

grami drugog reaktanta B

molarna masa

molovi rekatanta B

uravnotežena kemijska jednadžba s mjerodavnim

reaktantom

molovi produkta

grami produkta

ili Usporeñivanjem raspoloživih (stvarnih )množina reaktanata i stvarnog stehiometrijskog odnosa npr. ako ni jedan od reaktanata nije u suvišku omjer množine A i množine B moro bi biti jednak njihovom stehiometrijskom odnosu, odnosno 1:2. Kada bi A bio mjerodavan reaktant onda je stvarni omjer molova A i molova B 2.5 :4.5 = 0.56, što nije jednako 1:2 = 0.5, već više, pa je A reaktant u suvišku. Kako je stvarni omjer molova B i molova A, 4.5:2.5 = 1.8, manji od njihovog stehiometrijskog odnosa, 2:1 = 2, onda je B mjerodavni reaktant. Sr = (0.25/2.5)*100% = 10 % reaktant A je u suvišku od 10 %

ISKORIŠTENJE Iskorištenje (iscrpak) je količina stvarno dobivenog produkta a izražava se u postotcima od količine produkta koja bi se teorijski dobila potpunom reakcijom mjerodavnog reaktanta

I = (Pr/Pt)*100% I iskorištenje ili iscrpak Pr količina stvarno dobivenog produkta Pt teorijska količina produkta koja je mogla nastati potpunom reakcijom mjerodavnog reaktanta Gubitak mjerodavnog reaktanta jest količina mjerodavnog reaktanta koji nije reagirao, a izražava se u postocima na njegovu raspoloživu količinu prije reakcije

Gm = (Rm’’/ Rm)*100% gdje je Gm gubitak mjerodavnog reaktanta, a vrijedi

Sp + Gm = 100% Gubitak reaktanta u suvišku jest količina reaktanta u suvišku koja nije reagirala, a izražava se u postocima od količine reaktanta u suvišku koja je teorijski mogla reagirati s mjerodavnim reaktantom

Gs = (Rr ’/ Rt)*100% = [(Rs - Rr)/Rt]*100% Gs gubitak reaktanta u suvišku Rr’ koli čina reaktanta u suvišku koja nije reagirala Rr količina reaktanta u suvišku koja je reagirala pri tome je: Rr’ = Rs - Rr Gubitak produkta jest ona količina produkta koja je izgubljena ili nije dobivena radi nepotpune reakcije mjerodavnog reaktanta ili radi gubitaka tijekom tehnološkog procesa, a izražava se u postocima od teorijske količine produkta Gp = (Pr '/Pt)*100% = [(Pt-Pr)/Pt] *100% Vrijedi I + Gp = 100% Gp gubitak produkta u postocima Pr' količina produkta koja nije dobivena pri tome je: Pr' = Pt-Pr

• Koliko će se amonijevog karbonata stvarno dobiti reakcijom 400.4 g kalcijevog karbonata sa 264.2 g amonijevog sulfata ako je iskorištenje 83.5%?

(NH4)2SO4 + CaCO3 → (NH4)2CO3 + Ca SO4 Prvo odredimo koji je reaktant mjerodavan! Ukoliko bi mjerodavni reaktant bio (NH4)2SO4 imamo slijedeće:

(NH4)2SO4 + CaCO3 → (NH4)2CO3 + Ca SO4 prije reakcije 2 4 0 0 promjena zbog reakcije 2 2 2 2 poslije reakcije 0 2 2 2 dakle pretpostavka je bila točna, mjerodavni reaktant je (NH4)2SO4

1 mol (NH4)2SO4 1 mol (NH4)2CO3 96 g (NH4)2CO3 83.5 mt(NH4)2CO3=264.2 g ((NH4)2SO4) ×

132.1 (NH4)2SO4 ×

1 mol (NH4)2SO4 ×

1 mol (NH4)2CO3 ×

100 = 160.32 g

masa mjerodavnog

rekatanta

molarna masa molovi

mjerodavnog reaktanta

uravnotežena kemijska jednadžba

molovi (NH4)2CO3 molarna masa

teorijska masa (NH4)2CO3 iskorištenje

stvarno dobivena

masa (NH4)2CO3

TALOŽNE I IONSKE REAKCIJE

• Koliko molova barijevih iona i koliko grama barijevog nitrata je potrebno da se dobije 200 g barijevog sulfata

Ba(NO3)2 (s) → Ba2+(aq) + 2 NO3-(aq)

Ba2+(aq) + SO4

2- (aq) → BaSO4(s)

• Koliko je potrebno mililitara 1.606 M HNO3 da reagira s 42.41 ml 0.1931 M Ba(OH)2?

Ba(OH)2 (aq) + 2 HNO3 (aq) → Ba(NO3)2 (aq) + 2 H2O M je česta oznaka za množinsku koncentraciju, 1 M (zove se molaritet) je 1 mol dm-3 !

1 mol BaSO4 1 mol Ba2+ 1 mol Ba(NO3)2 261 g Ba(NO3)2 m(BaNO3)=200 g BaSO4 × 233 g BaSO4

×1 mol BaSO4

=0.858 mol Ba2+ x 1 mol Ba2+

×1 mol Ba(NO3)2

= 224 g

0.1931 mmol Ba(OH)2 2 mmol HNO3 1 mL HNO3 V(HNO3)= 42.41 mL Ba(OH)2 × 1 mL

× 1 mmol Ba(OH)2

x 1.606 mmol HNO3

× = 10.20 mL

mL lužine milimolovi

lužine

uravnotežena kemijska jednadžba

milimolovi kiseline mL kiseline

molaritet (množin. konc.)

molaritet (množin. konc.)

grami BaSO4 molarna masa molovi

BaSO4 formula

molovi Ba2+ formula molovi

Ba(NO3)2 molarna masa grami

Ba(NO3)2

PLINOVI U KEM. REAKCIJAMA Količina plina najčešće zadaje preko njegovog volumena. Da bi izračunali množinu plina iz njegovog volumena na nekoj temperaturi i tlaku koristimo se općom plinskom jednadžbom pV = nuk RT Vrijednosti plinske konstante: 8.314 m3 Pa K−1 mol−1

8.314 × 10−5 m3 bar K−1 mol−1

0.082 L atm K−1 mol−1

62.363 L mmHg K−1 mol−1

• Izračunajte koliko se amonijaka (m3) dobiva pri 550 0C i 2.03 x 107 Pa od 5000 m3 vodika (22 0C i 107 405 Pa) pri jednom prolasku plinske smjese preko katalizatora ako pretpostavimo da nema gubitaka.

N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g)

107 405 Pa (H2) * 5000 m3 (H2) 2 mol NH3 8.314 Pa m3 K-1 mol-1 * 823.15 K (NH3) V(NH3) =

8.314 Pa m3 K-1 mol-1 * 295.15 K (H2)

× 3 mol H2

× 2.03*107 Pa (NH3)

= 49.186 m3

volumen vodika

n = pV/RT

molovi vodika

uravnotežena kemijska jednadžba

molovi

amonijaka

V = nRT / p

volumen amonijaka

KVANTITATIVNI ODNOSI Molnom metodom kvantitativni odnosi smiju se izračunavati samo za čiste tvari. Ukoliko su zadatkom zadate mase smjese tvari (otopine, legure, rude i sl.) potrebno je izračunati masuj pojedine čiste tvari u smjesi. PAŽNJA masa pojedine čiste tvari u nekoj smjesi uvijek je manja od mase smjese.

• Koliko soli (w (NaCl) = 98%) je potrebno za dobivanje 56.8 m3 plinovitog HCl ( T = 313.15 K; i p 106 391 Pa) ako je iskorištenje 96.7 %? Koliko se dm3 sumporne kiseline (w (H2SO4)= 78.5 % i gustoće 1.71 kg/dm3) troši?

2 NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2 HCl HCl

POTREBNO H2SO4

100 106 391 Pa 2 mol NaCl 58.5 g NaCl 100 m (soli)= 56.8 m3 x 96.7 x

8.314 Pa m3 K-1 mol-1 * 313.15 K x 2 mol HCl x 1 mol NaCl x 98 = 143 282 g

1 mol H2SO4 98.1 g H2SO4 100 1 dm3 H2SO4 Vot (H2SO4)= 2 399 mol x 2 mol HCl

x 1 mol H2SO4

x 78.5

x 1710 g H2SO4

= 87.7 dm3

stvarni volumen produkta

(HCl)

iskorištenje volumen

produkta -teorijski (HCl)

n= pV / RT molovi

produkta-teorijski (HCl)

uravnotežena kem. reakcija

molovi čistog

reaktanta (NaCl)

molarna masa masa čistog

reaktanta (NaCl)

maseni udio

masa soli

molovi HCl

uravnotež. kem reakcija

molovi čiste

H2SO4

molarna masa masa čistog

H2SO4

maseni udio masa otopine

H2SO4

gustoća volumen otopine H2SO4

DALTONOV ZAKON

• Izračunajte ukupan broj molova plinova u 5 L zraka, koji ima temperaturu 295 K, ako je parcijalni tlak kisika 18 000 Pa, a dušika 80 000 Pa? Izračunajte i koliko molova kisika je prisutno u smjesi? Zanemarite sve ostale plinove u zraku osim kisika i dušika!

ukupni tlak = pkisika + pdušika= 18 000 Pa+ 80 000 Pa = 98 000 Pa

pV = nuk RT nuk = pV/RT = 98 000 Pa × 0.005 m3/ 8.314 Pa m3 mol-1 K-1 * 295 K = 0,1997 mol nkisik = pkisik × V/ RT = (18 000 Pa × 0.005 m3) / (8.314 Pa m3 mol-1 K-1 × 295 K) = 0,0367 mol

Opća shema molne metode

volumen

otopine tvari A

masa tvari A

tlak, temp., volumen

plinovitog reaktanta ili produkta A

molovi

elemenata u spoju A

molovi

reaktanta iili produkta A

molarna masa

pV = nRT

kem.formula

množinska koncentracija)

molovi

elemenata u spoju B

molovi

reaktanta iili produkta B

volumen

otopine tvari B

masa tvari B

tlak, temp., volumen

plinovitog reaktanta ili produkta B

uravnotežena kemijska jednadžba molarna masa

kem.formula gustoća gustoća

pV = nRT

masa otopine tvari A

masa otopine

tvari B

množinska koncentracija)

OTOPINE Izračunajte konačnu koncentraciju otopine koja nastaje miješanjem 1.5 L 4 M otopine NaCl, 2.25 L 2.5 M otopine NaCl i 1.25 L čiste vode.. n1 (NaCl)otop u 1.5 L (4 mol/ 1 L) = c1 × V1 = 4 mol L-1 ×1.5 L = 6 mol n2 (NaCl)otop u 2.25 L (2.5 mol/ 1 L) = c2 × V2 = 2.5 mol L-1 × 2.25 L = 5.63 mol nuk = 6 mol + 5.63 mol = 11.63 mol Vuk = 1.5 L + 2.25 L + 1.25 L = 5 L c = 11.63 mol / 5 L = 2.33 mol L-1 = 2.33 M

V1 otopine 1 koncentracije tvari A c1

množinska koncentracija

n1 molova tvari A u otopini 1

V2 otopine 2 koncentracije tvari A c2

(množinska koncentracija

n2 molova tvari A u otopini 2

ukupno n1+n2 molova tvari A u V1 + V2 + V3 litara otopine

koncentracija c

VJEŽBA

1. Koliko se amonijaka i koliko dušićne kiseline (w (HNO3) = 42 %) troši za dobivanje 230 g amonijevog nitrata ako je iskorištenje 95.8 %?

NH3 + HNO3 → NH3NO3

100 1 mol (NH3NO3)

1 mol (NH3) 17 g (NH3) m (NH3) = 230 g x

95.8 x

80 g (NH3NO3)

x 1 mol (NH4NO3)

x1 mol (NH3)

= 51 g

1 mol HNO3 63 g HNO3 100 m (HNO3)42% = 3 mol x

1 mol NH3 x

1 mol HNO3 x

42 = 450 g

množina NH3

uravnotežena kem. jednadžba

množina HNO3

molarna masa masa HNO3

maseni udio masa kiseline

masa

NH3NO3

iskorištenje ( za teoretsku kol.)

masa teoretska NH3NO3

molarna masa množina NH4NO3

uravnotež kem. jednadžba

molovi NH3

molarna masa masa NH3

2. 112 g otopine srebrovog nitrata daje s otopinom natrijevog klorida 31 g taloga AgCl. Koliki je maseni udio AgNO3 u otopini srebrovog nitrata?

AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3

3. Koji se volumen SO2 (T= 318.15 K; p= 102 658 Pa) dobiva prženjem 158 kg pirita (w (FeS2) = 84.2 %) ako je iskorištenje 95.9 %? Koliko se od te količine SO2 može dobiti sumporne kiseline masenog udjela 77.6% (w= 77.6 %)?

FeS2 ~ 2 SO2 ~ 2 H2SO4

mrude � m(FeS2) � n(FeS2) � n(SO2)2� Vt(SO2) � Vs(SO2)

ns(SO2) � n(H2SO4) � m

1 mol (AgCl) 1 mol (AgNO3) 169.9 g AgNO3 1

w (AgNO3) = 31 g(AgCl) x 143.4 g

x1 mol (AgCl)

x 1 mol (AgNO3)

x 112 g otopine

= 0.328

84.2% 1 g FeS2 2 mol SO2 8.314 Pa m3 K-1 mol-1x 318.15 K 95.9 % V(SO2)= 158 000g rude x

100% x

120 mol x

1 mol FeS2 x

102 658 Pa x

100 % = 54.78 m3

2 mol(H2SO4) 98.1 g H2SO4 100 g kiseline m (kiseline)= ns (SO2) x 2 mol (SO2) 1 mol H2SO4

x 77.6 g H2SO4

= 268 637 g

4. Ako je redukcijom 154 g vanadijevog(V) oksida pomoću elementarnog kalcija dobiveno 80.3 g vanadija izračunajte

a) iskorištenje vanadija b) masu potrebnog kalcija

V2O5(s) + 5Ca(s) � 2V(l) + 5CaO(l)

V2O5(s) + 5Ca(s) � 2V(l) + 5CaO(l) m(V2O5) = 154 g

ms(V) = 80.3 g

a) i = (ms/mt) × 100% m(V2O5) → n(V2O5) → n(V) → mt(V)

1 mol (V2O5) 2 mol (V) 51 g (V) mt (V) = 154 g (V2O5) ×

182 g (V2O5) ×

1 mol (V2O5) ×

1 mol (V) = 86.31 g

i = (ms/mt) × 100% = (80.3 g/86.31 g) × 100% = 93% b) m(V2O5) → n(V2O5) → n(Ca) →m(Ca)

1 mol (V2O5) 5 mol (Ca) 40 g (Ca) m (Ca) = 154 g (V2O5) ×

182 g (V2O5) ×

1 mol (V2O5) ×

1 mol (Ca) = 169.23 g