Formulació Inorgànica. Teoria i Exercicis

En lactualitat, en el primer quadrimestre de la Fase selectiva de la Titulaci

dEnginyeria Industrial a la ETSEIB (UPC), simparteix Qumica I, que s una

assignatura obligatria (6 crdits). Malgrat aix, una part molt important (50%) de

lalumnat que inicia aquesta titulaci no ha cursat cap assignatura de qumica a

Secundria.

La realitat s que, als alumnes que es troben en aquesta situaci, els resulta

molt difcil assolir els coneixements necessaris per aprovar aquesta assignatura (el %

de suspensos s molt elevat). Aprovar Qumica I els suposa un esfor molt ms gran

que a la resta. Daltra banda, tamb sha de considerar la gran heterogenetat amb

qu ens trobem els professors degut als diferents nivells de qumica que tenen els

estudiants.

Per intentar aconseguir que, a linici del curs, tots els estudiants tinguin el nivell

mnim indispensable per poder seguir amb normalitat lassignatura de Qumica I, els

professors que limpartim hem elaborat un material bsic de Qumica.

Aquest material consta de 4 temes, cadascun dells amb una part de teoria, i

una dexercicis i la seva resoluci. s important que els estudiants intentin fer els

exercicis proposats abans de mirar la seva resoluci i, s clar, abans de linici del curs

acadmic!!

TEMA1:FORMULACI I NOMENCLATURA DE QUMICA INORGNICA

Per aprendre a formular i a anomenar els compostos inorgnics, simprescindible identificar els elements amb el seu smbol qumic, a partir de lataula peridica. A cada element dun compost determinat se li assigna un nombre,anomenat nombre doxidaci, que indica la quantitat delectrons que ltom delelement ha guanyat o ha perdut en aquest compost. El nombre doxidaci vaprecedit del signe + si ltom ha perdut electrons i del signe - si nha guanyat.

Regles per determinar el nombre doxidaci:

1. El nombre doxidaci dun element lliure s sempre zero. Per exemple, elnombre doxidaci del fluor (F2 ), del Hidrogen (H2), del Oxigen (O2), delclor (Cl2) i del coure (Cu) s zero.

2. El nombre doxidaci dun i monoatmic s igual a la seva crrega. Perexemple, el nombre doxidaci del Br - s -1 i el del i ferro (III) Fe 3+ s+3.

3. El nombre doxidaci de loxigen s -2, excepte en els perxids (comlaigua oxigenada H2O2 o el perxid de sodi Na2O) que s -1.

4. El nombre doxidaci de lhidrogen s +1, excepte en alguns hidrurs, ques -1.

5. El nombre doxidaci dels metalls alcalins (IA) s sempre +1, el delselements del grup del berilli (IIA) s sempre +2 i el de lalumini s +3.

6. El nombre doxidaci dun element combinat amb un altre mselectronegatiu s positiu, i, si est combinat amb un altre de mselectropositiu, s negatiu. Lelectronegativitat en general augmenta deesquerra a dreta i de baix a dalt en la taula peridica.

7. En un compost neutre, la suma algebraica dels nombres doxidaci delstoms que el formen s zero.

8. En un i poliatmic, la suma algebraica dels nombres doxidaci delstoms que el formen s igual a la crrega del i. Per exemple, en el initrat NO31- aquesta suma val -1.

COMPOSTOS BINARIS : AB

Sanomenen: radical de lelement B acabat en -ur + de + nom de lelement A.Per exemple: NaCl s el clorur de sodi.Es formulen escrivint, lelement ms electronegatiu a la dreta i el menyselectronegatiu a lesquerra.

HIDRURS: Combinacions binries de lhidrogen amb un altre element

Hidrurs de metallsFormulaci: MHmNomenclatura: Hidrur de + nom del metallExemples:

Formulaci NomenclaturaLiH Hidrur de liti

BaH2 Hidrur de bariCrH2 Hidrur de crom (II)

dihidrur de cromCrH3 Hidrur de crom (III)

Hidrurs de no-metalls (B, Si, C, Bi, Sb, As, P, N)Tots aquests compostos reben noms particulars.

Formulaci NomenclaturaNH3 AmonacPH3 Fosfina

AsH3 ArsinaSbH3 EstibinaBiH3 BismutinaCH4 MetSiH4 Sil (tetrahidrur de silici)BH3 Bor (trihidrur de bor)

Hidrurs de no-metalls de carcter cid (Te, Se, S, At, I, Br, Cl, O, F)Formulaci Nomenclatura

HF Fluorur dhidrogenH2O AiguaHCl Clorur dhidrogen

HBr Bromur dhidrogenHI Iodur dhidrogen

H2S Sulfur dhidrogenH2Se Sellenur dhidrogenH2Te Tellerur dhidrogen

Hidrcids- Sn els compostos daquest ltim grup formats per hidrogen amb els no-metalls

dels grups VI i VII de la taula peridica (F, Cl, Br, I, S, Se, Te). Les sevesdissolucions aquoses son cides, alliberen protons i formen lani corresponent.Per exemple:

HCl (aq) H+ (aq) + Cl- (aq)Lcid sanomena amb larrel del nom de lelement i el sufix -hdric.Lani sanomena amb larrel del nom de lelement i el sufix -ur.

HIDRCID NOM ANI NOMHF (aq) HCl (aq) HBr (aq) HI (aq) HCN (aq)H2S (aq) H2Se (aq) H2Te (aq)

cid fluorhdriccid clorhdriccid bromhdriccid iodhdriccid cianhdriccid sulfhdriccid selenhdriccid tellurhdric

F -Cl - Br -I -CN-S 2-Se 2-Te 2--

I fluorurI clorurI bromurI iodurI cianurI sulfurI selenirI tellerir

Pot ser que els tres darrers hidrcids, en ionitzar-se, noms alliberin un solprot; per tant, lani corresponent encara mantindr un tom dhidrogen. Aquestsanions sanomenen amb la paraula hidrogen- com a prefix del nom de lani:

Formulaci NomenclaturaHS -HSe -HTe -

I hidrogensulfurI hidrogenselenirI hidrogentellurir

Nota: La frmula dun hidrcid s la mateixa que la de lhidrur corresponent.Lcid s quan lhidrur est en dissoluci aquosa. Per distingir lcid de lhidrur,safegeix el subndex (aq).

Formulaci HIDRUR Formulaci HIDRCIDHF HCl HBr HI H2S H2Se H2Te H2O

Fluorur dhidrogenClorur dhidrogenBromur dhidrogenIodur dhidrogenSulfur dhidrogenSelenir dhidrogenTellurir dhidrogenAigua

HF (aq) HCl (aq) HBr (aq) HI (aq) H2S (aq) H2Se (aq) H2Te (aq)

cid fluorhdriccid clorhdriccid bromhdriccid iodhdriccid sulfhdriccid selenhdriccid tellurhdric

XIDS

Combinacions binries de loxigen amb qualsevol altre element, excepte elfluor; ja que el fluor s ms electronegatiu que loxigen (OF2 Fluorurdoxigen).En els xids, loxigen t nombre doxidaci -2.

xids de metalls i no metallsFormulaci: E2OeNomenclatura xids de metalls: xid de + nom de lelement (nombredoxidaci) Nomenclatura xids de no metalls: xid amb el prefix grec del nombredatoms doxigen + de + nom de lelement amb el prefix grecExemples:

Formulaci NomenclaturaK2O xid de potassiCuO xid de coure (II)PbO2 xid de plom(IV)NO Monxid de nitrogenN2O xid de dinitrogenN2O3 Trixid de dinitrogenNO2 Dixid de nitrogenSO2 Dixid de sofreSO3 Trixid de sofreP2O5 Pentxid de fosforCO Monxid de carboniCO2 Dixid de carboniSiO2 Dioxid de silici

PerxidsCombinacions binries de loxigen, que actua com a O22-, amb elsmetalls alcalins i alcalinoterris.Nomenclatura: Perxid de + nom del metallExemples:

Formulaci NomenclaturaNa2O2 Perxid de sodiBaO2 Perxid de bariH2O2 Perxid dhidrgen

(aigua oxigenada)

COMPOSTOS BINARIS ENTRE NO-METALLS

Nomenclatura: Sanomena primer el no-metall ms electronegatiu ambel prefix grec del nombre datoms i el sufix ur + de + nom de laltreno-metall.

Exemples:

Formulaci NomenclaturaPCl3 Triclorur de fsforPCl5 Pentaclorur de fsforCS2 Disulfur de carboniNCl3 Triclorur de nitrogen

COMPOSTOS BINARIS ENTRE METALLS i NO-METALLS

Sn els que habitualment anomenem sals. Es formen substituint lihidrogen (o varis ions hidrgens) dels hidrcids i dalguns hidrurs percations metllics (o amb el i amoni).Nomenclatura: Nom de lani + de + nom del cati metllicExemples:

Formulaci NomenclaturaNaCl Clorur de sodiCaBr2 Bromur de calciFe2S3 Sulfur de ferro (III)PbS2 Sulfur de plom (IV)NiCl2 Clorur de nquel (II)

COMPOSTOS NO BINARIS

HIDRXIDS (BASES)

Compostos inics formats per lani hidrxid (OH-) i un cati metllic.Formulaci: M(OH)mNomenclatura: Hidrxid de + nom del metallExemples:

Formulaci NomenclaturaNaOH Hidrxid de sodi

Mg (OH)2 Hidrxid de magnesiFe (OH)2 Hidrxid de ferro (II)Fe (OH)3 Hidrxid de ferro(III)

CIDS (Oxocids)

Sn cids que contenen oxigen en la seva composici, a ms de lhidrogen idun altre element, que pot ser un no metall o b un element de transici delevatnombre doxidaci (Cr, Mn, B, C, Si, N, P, As, S, Se, Te, Cl, Br, I).

Formulaci: HmXxOn (frmula general)

Normalment els oxocids sobtenen a partir del seu xid corresponent i se lhiafegeix una molcula daigua.

Si lelement t dos estats doxidaci, el ms baix sanomena os i el ms elevatic, per exemple:

N(III) N2O3 + H2O H2N2O4 HNO2 (cid nitrs)N(V) N2O5 + H2O H2N2O6 HNO3 (cid ntric)S(IV) SO2 + H2O H2SO3 (cid sulfuros)S(VI) SO3 + H2O H2SO4 (cid ntric)

Si lelement t ms estats doxidaci, com els halgens, que tenen 1,3,5,7,sanomenen hipoos, -os, -ic, per-ic, respectivament:

Cl(I) Cl2O + H2O H2Cl2O2 HClO (cid hipoclors)Cl(III) Cl2O3 + H2O H2Cl2O4 HClO2 (cid clors) Cl(V) Cl2O5 + H2O H2 Cl2O6 HClO3 (cid clric)Cl(VII) Cl2O7 + H2O H2Br2O8 HClO4 (cid perclric)

Alguns oxocids es poden formar amb diferent nmero de molcules daigua,rebent diferents noms

B(III) B2O3 + H2O H2B2O4 HBO2 (cid metabric) B(III) HBO2 + H2O H2BO3 (cid ortobric) P(V) P2O5 + H2O H2P2O6 HPO3 (cid metafosfric) P(V) HPO3 + H2O H3PO4 (cid ortofosfric)

Normalment, els orto- sanomenen noms: cid bric o cid fosfric.

Sufix SignificatOrto-Meta-

(ms aigua) (menys aigua)

Quan es substitueix un O per un S sanomena tio :Per exemple:a partir de loxocid H2SO4 (cid sufuric), substitum un O per un S, obtenintlcid tiosulfric: H2S2O3

Quan sajunten dues molcules dcid amb prdua duna molcula daiguasanomena di-:Per exemple:2 H2CrO4 H4 Cr2O8 H2 Cr2O7 + H2O cid dicrmic2 H2SO4 H4 CS4O8 H2 S2O7 + H2O cid disulfuric

Sufix SignificatDi- resultat de leliminaci duna molcula daigua entre dues molcules

de loxocid corresponent.Tio- cas en que un tom de sofre en substitueix un doxigen (donat que

pertanyen al mateix grup de la taula peridica)

+NOM TRADICIONAL DELS CIDS MS USUALS

Formulaci Nom tradicional Formulaci Nom tradicional

HClOHClO2HClO3HClO4

HBrOHBrO2HBrO3HBrO4

HIOHIO2HIO3HIO4

HNO2HNO3

H2SO3H2SO4H2S2O5H2S2O7H2S2O3

cid hipoclorscid clorscid clriccid perclric

cid hipobromscid bromscid brmiccid perbrmic

cid hipoiodscid iodscid idiccid peridic

cid nitrscid ntric

cid sulfurscid sulfriccid disulfurscid disulfriccid tiosulfric

H2SeO3H2SeO4

H3PO4HPO3H4P2O7

H3AsO3H3AsO4

H2CO3

H4SiO4H2SiO3

H3BO3HBO2

H2CrO4H2Cr2O7

HMnO4H2MnO4

cid seleniscid selnic

cid ortofosfric (c. fosfric)cid metafosfriccid difosfric

cid ortoarsenis (c. arsenis)cid ortoarsnic (c. arsnic)

cid carbnic

cid ortosilcic (cid slicic)cid metasilcic

cid ortobric (c. bric)cid metabric

cid crmiccid dicrmic

cid permangniccid mangnic

Els anions corresponents a cada oxocid sanomenen amb el sufix -it, si elnom de lcid duia el sufix -s, o b amb el sufix -at, quan el nom de lcid es feiaamb el sufix -ic.

Oxocid Ani -s -ic

-it -at

ALTRES SALS: Sals dels oxocids

Quan lani dun oxocid es combina amb un cati metllic (o amb liamoni).

Nomenclatura: Nom de lani + de + nom del cati metllic

Exemples:

Formulaci NomenclaturaAgNO3 Nitrat de plataCu2CO3 Carbonat de coure (I)LiNO2 Nitrit de litiZnSO3 Sulfit de zinc

Fe(IO4)3 Periodat de ferro (III)Ca3(PO4)2 Fosfat de calciNa2CO3 Carbonat de sodiKMnO4 Permanganat de potassi

Sals cides dels hidrcids i del oxocidsSn aquelles sals en les quals no tots els hidrgens de lcid del qualderiven han estat substituts per cations metllics.Nomenclatura: Nom de lani (amb prefix hidrogen-) + de + nom del catimetllic

Exemples:

Formulaci NomenclaturaNaHS Hidrogensulfur de sodi

Ba(HSO3)2 Hidrogensulfit de bariNaHCO3 Hidrogencarbonat de sodiKH2PO4 Dihidrogenfosfat de potassi

Sals hidratadesNomenclatura: Nomenclatura de la sal + monohidratat (dihidratat,trihidratat, etc)Exemple:

Formulaci NomenclaturaCoCl2.6H2O Clorur de cobalt (II) hexahidratat

TEMA 1. FORMULACI INORGNICA

Exercici 0.Escriviu el smbol o anomeneu el segents elements

a) Na b) Ca

c) Cr d) Co

e) Ag f) P

g) Br h) oxigen

i) potassi j) magnesi

k) clor l) coure

m) ferro n) mercuri

Exercici 1. Formuleu els xids segents:

a) xid destronci

b) xid de ferro (III)

c) xid de mangans (II)

d) xid de mangans (VII)

e) xid de plom (IV)

f) Monxid de nitrogen

g) Monxid de carboni

h) xid de coure (II)

i) xid de coure (I)

j) xid de ferro (III)

k) Perxid dhidrogen

Exercici 2. Anomeneu els cids que tenen la frmula segent:

a) HCl

b) HI

c) HNO3

d) H2SO3

e) H2 CO3

f) H2SO4

g) H3PO4

h) H3AsO4

i) H2S

Exercici 3. Formuleu els segents oxocids:

a) cid iods

b) cid sulfurc

c) cid crmic

d) cid perclric

e) cid fosfric

f) cid carbnic

Exercici 4. Anomeneu i formuleu els anions que tericament sn possibles dels cids

segents:

a) HNO2

b) H2SO3

c) H3AsO3

d) cid hipoclors

e) cid carbnic

f) cid fosfric

Exercici 5. Formuleu els anions que tenen els noms segents:

a) I nitrit

b) I hidrogencarbonat

c) I hidrogensulfat

d) I dihidrogenfosfat

Exercici 6. Formuleu les sals segents:

a) Perclorat de potassi

b) Nitrat damoni

c) Carbonat dalumini

d) Nitrit de ferro(III)

e) Hidrogensulfur de potassi

f) Cromat de plom (II)

g) Dihidrogenfosfat de calci

h) Sulfit de coure (II)

Exercici 7. Anomeneu els compostos que tenen la frmula segent:

a) Fe(NO3)3

b) NaHSO4

c) CuSO4

d) Mg(ClO4)2

e) KMnO4

f) NiCrO4

Exercici 8. Completeu la taula segent:

Frmula Nom

FeCl2

Na2S2O3

Al2(SiO3)3

(NH4)2CO3

Cu(HS)2

CuHPO4

Sulfur de plata

Perclorat de crom (III)

Sulfat de plom (II)

Permanganat de sodi

cid tiosulfuric

Hidrogensulfat de cadmi

Hidrogencarbonat de magnesi

Exercici 9. Formuleu i anomeneu:

Nom Frmula

I alumini

I cobalt (III)

Amonac

Hidrur dalumini

xid de mercuri (II)

OH-

NH4+

HCl (aq)

HBr

ZnH2


Nom Frmula

xid de bari

cid sulfhdric

cid dcrmic

cid fosfric

Hidrxid de bari

CaSO3

Na2S

Be(OH)2

PbO

HClO4


Nom Frmula

I perclorat

Sulfat de calci

Nitrat de magnesi

Hidrogenfosfat de bari

cid dicrmic

NaHCO3

PbCl2

K2CO3

Mn(OH)3

CdS


Nom Frmula

Cromat de magnesi

Hidrogensulfur dalumini

Sulfat de zinc

Nitrit de cadmi

Permanganat de plata

H2MnO4

ClO3-

Na2S2O7

Fe2(SO3)3

HCO3-


Nom Frmula

Fosfat de coure (I)

xid de magnesi

I dihidrogenfosfat

cid selnic

I nitrat

NH3

BaO

Co(NO3)2.6H2O

Pt(SO4)2

K3AsO3

TEMA 1. FORMULACI INORGNICA

Exercici 0.Escriviu el smbol o anomeneu el segents elements

a) Na sodi b) Ca calci

c) Cr crom d) Co cobalt

e) Ag plata f) P fsfor

g) Br brom h) oxigen O

i) potassi K j) magnesi Mg

k) clor Cl l) coure Cu

m) ferro Fe n) mercuri Hg

Exercici 1. Formuleu els xids segents:

a) xid destronci SrO

b) xid de ferro (III) Fe2O3

c) xid de mangans (II) MnO

d) xid de mangans (VII) Mn2O7

e) xid de plom (IV) PbO2

f) Monxid de nitrogen NO

g) Monxid de carboni CO

h) xid de coure (II) CuO

i) xid de coure (I) Cu2O

j) xid de ferro (II) FeO

k) Perxid dhidrogen H2O2

Exercici 2. Anomeneu els cids que tenen la frmula segent:

a) HCl cid clorhdric

b) HI cid iodhdric

c) HNO3 cid ntric

d) H2SO3 cid sulfurs

e) H2 CO3 cid carbnic

f) H2SO4 cid sulfric

g) H3PO4 cid ortofosfric (c. fosfric)

h) H3AsO4 cid ortoarsnic (c. arsnic)

i) H2S cid sulfhdric

Exercici 3. Formuleu els segents oxocids:

a) cid iods HIO2

b) cid sulfurc H2SO4

c) cid crmic H2CrO4

d) cid perclric HClO4

e) cid fosfric H3PO4

f) cid carbnic H2CO3

Exercici 4. Anomeneu i formuleu els anions que tericament sn possibles dels cids

segents:

a) HNO2 nitrit: NO2-

b) H2SO3 hidrogen sulfit: HSO3- sulfit: SO32-

c) H3AsO3 dihidrogen arsenit: H2AsO3- hidrogen arsenit: HAsO32-

arsenit: AsO33-

d) cid hipoclors hipoclorit: ClO-

e) cid carbnic hidrogencarbonat: HCO3- carbonat: CO32-

f) cid fosfric dihidrogenfosfat: H2PO4- hidrogenfosfat: HPO42-

fosfat: PO43-

Exercici 5. Formuleu els anions que tenen els noms segents:

a) I nitrit NO2-

b) I hidrogencarbonat HCO3-

c) I hidrogensulfat HSO4-

d) I dihidrogenfosfat H2PO4-

Exercici 6. Formuleu les sals segents:

a) Perclorat de potassi KClO4

b) Nitrat damoni NH4NO3

c) Carbonat dalumini Al2(CO3)3

d) Nitrit de ferro(III) Fe(NO2)3

e) Hidrogensulfur de potassi KHS

f) Cromat de plom (II) PbCrO4

g) Dihidrogenfosfat de calci Ca(H2PO4)2

h) Sulfit de coure (II) CuSO3

Exercici 7. Anomeneu els compostos que tenen la frmula segent:

a) Fe(NO3)3 Nitrat de ferro (III)

b) NaHSO4 Hidrogen sulfat de sodi

c) CuSO4 Sulfat de coure (II)

d) Mg(ClO4)2 Perclorat de magnesi

e) KMnO4 Permanganat de potassi

f) NiCrO4 Cromat de nquel (II)

Exercici 8. Completeu la taula segent:

Frmula Nom

Ag2S

Cr(ClO4)3

FeCl2

Na2S2O3

PbSO4

Al2(SiO3)3

(NH4)2CO3

NaMnO4

H2S2O3

Cu(HS)2

Cd(HSO4)2

CuHPO4

Mg(HCO3)2

Sulfur de plata

Perclorat de crom (III)

Clorur de ferro (II)

Tiosulfat de sodi

Sulfat de plom (II)

Silicat dalumini

Carbonat damoni

Permanganat de sodi

cid tiosulfuric

Hidrogensulfur de coure(II)

Hidrogensulfat de cadmi

Hidrogenfosfat de coure (II)

Hidrogencarbonat de magnesi


Nom Frmula

I alumini Al3+

I cobalt (III) Co3+

Amonac NH3

Hidrur dalumini AlH3

xid de mercuri (II) HgO

I hidroxil OH-

I amoni NH4+

cid clorhdric HCl (aq)

Bromur dhidrogen HBr

Hidrur de zinc ZnH2


Nom Frmula

xid de bari BaO

cid sulfhdric H2S

cid dcrmic H2Cr2O7

cid fosfric H3PO4

Hidrxid de bari Ba(OH)2

Sulfit de sodi CaSO3

Sulfur de calci Na2S

Hidrxid de berili Be(OH)2

xid de plom(II) PbO

cid perclric HClO4


Nom Frmula

I perclorat ClO4-

Sulfat de calci CaSO4

Nitrat de magnesi Mg(NO3)2

Hidrogenfosfat de bari BaHPO4

cid dicrmic H2Cr2O7

Hidrogencarbonat de sodi NaHCO3

Clorur de plom(II) PbCl2

Carbonat de potassi K2CO3

Hidrxid de Manganes(III) Mn(OH)3

Sulfur de cadmi CdS


Nom Frmula

Cromat de magnesi MgCrO4

Hidrogensulfur dalumini Al(HS)3

Sulfat de zinc ZnSO4

Nitrit de cadmi Cd(NO2 )2

Permanganat de plata AgMnO4

cid mangnic H2MnO4

I clorat ClO3-

Disulfat de sodi Na2S2O7

Sulfit de ferro (III) Fe2(SO3)3

I hidrogencarbonat HCO3-


Nom Frmula

Fosfat de coure (I) Cu3PO4

xid de magnesi MgO

I dihidrogenfosfat H2PO4-

cid selnic H2SeO4

I nitrat NO3-

Amonac NH3

xid de bari BaO

Nitrat de cobalt (II)

hexahidratat

Co(NO3)2.6H2O

Sulfat de plat (IV) Pt(SO4)2

Arsenit de potassi K3AsO3

TEMA 2 - GASOS I DISSOLUCIONS

2.1- CONCEPTES BSICS

Nmero dAvogadro (NA) s el nombre dtoms que hi ha en 12 g de C12 i val 6.023 10 23

El mol (n) s la quantitat de substncia que cont un NA (6.023 10 23) de partcules.

La massa molar (M) s la massa dun mol de partcules, i es mesura en g mol-1.

Aix si volem conixer el nombre de mols que hi ha en x g dun compost, haurem de conixer lafrmula del compost, calcularem la seva massa molar coneixent les masses atmiques dels elementsi calcularem el nombre de mols com: n = x g / M

Exemple 1:Quants mols de AgNO3 hi ha en 0.5 g de AgNO3 ? Masses atmiques (g mol-1): Ag: 107.9, N:

14, O:16

M = 107,9 + 14 + 16x3 = 169.9 g mol-1

3-

3

3 10 . 2.94 NO Agg 169.9

NO Agmol 1 x g . =50 mol Ag NO3

Exemple 2:Quantes molcules de CO2(g) hi ha 1g de dixid de carboni? Masses atmiques (g mol-1): C:

12, O: 16

M = 12 + 16x2 = 44 g mol-1

22

2

223

2

22 10 41.36 CO mol 1

COmolec 10 6.023. x

CO g 44CO mol 1

x COg =1 molcules CO2

Exemple 3:Quants toms de carboni hi ha en 10 g de benz?. Massa molecular del benz: 78 g mol-1

C de atoms10 4.63 HCmolec 1C atoms 6x

HC mol 1HCmolec 10 6.023.

x HC g 78HC mol 1

x g 10 236666

6623

66

66 =

Exemple 4:

Quina s la massa de 1022 molcules de Na?. Massa atmica (g mol-1): Na 23

Na g 3.81 Na mol 1Na g 23 x

Namolec 10 6.023.Na mol 1 x Namolec 10

2322 =

Exemple 5:Quin s el nombre de ions que hi ha en 100 g de clorur de magnesi? El clorur de magnesi

(massa molecular 95.3 g mol-1) s un compost inic:MgCl2 Mg 2+ + 2 Cl

2423

22

22 10 .89ions mol 1

ions10 6.023.xMgCl mol 1

ions mols 3 x MgCl g 95.3MgCl mol 1

x MgCl g 100 1= ions

2.2- GASOS

Un gas es una substncia que t una densitat molt baixa, un volum variable que depn del recipienton est, i que es pot comprimir i expandir fcilment, es dilata quan saugmenta la temperatura i escontrau quan es refreda.

La pressi dun gas es mesura en millmetres de mercuri (mmHg), en atmosferes (atm) o en Pascals(Pa).

1 atm = 1.013 105 Pa = 760 mm Hg

En un gas ideal el volum s directament proporcional a la temperatura i inversament proporcional a lapressi. Aquest comportament es recull en lequaci dels gasos ideals o perfectes:

P V = n R T on

P es la pressi del gas (en atm)R es la constant molar dels gasos (0.082 atm dm3 K 1 mol-1, 8,31 J K 1 mol-1)T es la temperatura absoluta en graus kelvin (K) (K = 273 + T (en centigraus))V es el volum del gas (en dm3)n es el nmero de mols

Si tenim en compte que el nmero de mols es g/M i que la densitat () s els grams per unitat devolum, podem escriure = PM / RTLa densitat relativa (r) dun gas respecte a un altre s igual al quocient de les seves massesmoleculars:

r = MA / MBLa mesura de la densitat dun gas s un mtode per determinar la massa molar (M)

El volum molar (Vm) s el volum dun mol de gas en condicions normals (T=273 K i P=1atm) i el seuvalor s 22,4 dm3.

Sanomena pressi parcial dun gas (Pi) en una mescla de gasos, a la pressi que exerciria el gas sitot ell ocups tot el volum de la mescla (V), a la mateixa temperatura:

PiV = niRT (a)

En una mescla de gasos es compleix la llei de Dalton que diu que la pressi total (PT) de la mesclas la suma de la pressi parcial (Pi) de cada gas:

PT = Pa + Pb + Pc+....I per tant, es compleix que:

PTV = nTRT (b)

Si dividim les equacions (a) i (b) obtenim:

Pi = PT ni / nT

El quocient ni/nT sanomena fracci molar del gas en la mescla gasosa i sacostuma a representarper

i = ni / nTPer tant, la pressi parcial del gas, en la mescla de gasos, s igual a la pressi total multiplicada perla fracci molar del gas.

Pi = PT i

Exemple 1:

Calculeu el volum que ocupen 10 g de CO2(g) mesurats en condicions normals

l 5.09 xCO mol 1

22.4l x CO g 44CO mol 1

x COg 22

22 =10

o b

P V = n R T l .atm

KxmolKlatm.xgmol44

g10

V1-

0951

2730820 11

==

Exemple 2:

Sintrodueixen 2g de heli i 2g dhidrogen en dos recipients digual volum, de 3 l, separats peruna membrana i la mateixa temperatura, de 298 K. a) Quin dels dos recipients t ms mols?. b) Quintindr major pressi? c) Quina ser la pressi si es treu la membrana que els separa?

a) 2 g He / 4 g mol-1 = 0.5 mols He 2 g H2 / 2 g mol-1 = 1 mol H2(g) per tant hi ha ms mols dhidrogen.

b) Pi V = ni RT n (H2(g)) > n (He(g)) P (H2(g)) > P (He(g)) c) PT = nT R T / V = (n (H2(g)) + n (He(g)) R T / V

1.5 mols x 0.082 atm l K-1 mol-1 x 298 K / 6 l = 6.16 atm

Exemple 3:

Una mescla doxigen i dhidrogen cont un 25% en volum dhidrogen a la pressi de 5 x 10 4Pa i a una T de 325K. Calculeu la pressi parcial de cada gas.

Pi = PT i (H2(g)) + (He(g)) = 1(H2(g)) = 0.25 P (H2(g)) = 5 x 10 4 Pa x 0.25 =1.25 x 10 4 Pa

P (O2(g)) = 5 x 10 4 Pa x (1 0.25) =3.75 x 10 4 Pa

2. 3- COMPOSICI DE DISSOLUCIONS

Una dissoluci s una mescla homognia de dos o ms components. En una dissoluci sanomenadissolvent al component que est en major proporci i solut al que est en menor proporci.

Depenent de la naturalesa del dissolvent i del solut es pot parlar de diferents tipus de dissolucions. Les dissolucions lquides sn les ms utilitzades i es poden classificar:

1. Dissoluci dun gas en un lquid, per exemple dixid de carboni en aigua. Totes les begudesamb gas contenen dixid de carboni.

2. Dissoluci de un lquid en un altre lquid. Per exemple, la gasolina.3. Dissoluci dun slid en un lquid. Aquest tipus de dissoluci s el que t ms importncia tant

en lmbit industrial, com en el biolgic o en la Naturalesa. Hi ha un gran nombre de reaccionsqumiques, en les que els reactius estan en dissoluci. Si no es diu res el dissolvent quesutilitza es aigua, i sanomenen dissolucions aquoses.

Hi ha diferents maneres dexpressar la composici de les dissolucions segons relacionem lamassa, el volum o la quantitat de solut i la massa, el volum o la quantitat de dissoluci o dissolvent.

Aix tenim:1. Tant per cent en massa2. Tant per cent en volum3. Concentraci o Molaritat 4. Densitat 5. Molalitat6. Fracci molar

Tant per cent en massa

s el nombre de grams de solut dissolts en 100 grams de soluci.

100=solucidemassa

solutdemassasolutde%

Si es vol preparar una dissoluci aquosa de NaCl al 3% haurem de pesar 3 grams del solut, NaCl, per100 grams de dissoluci. Com que la dissoluci est formada per el dissolvent (aigua) i el solut (clorurde sodi), haurem de dissoldre els 3 grams de NaCl en 97 grams daigua, aix tindrem 100 grams dedissoluci (aigua + clorur de sodi)

Tant per cent en volum

s el nombre dunitats de volum de solut dissolts en 100 unitats de volum de soluci. Sutilitzanormalment en mescles de gasos o lquids.

100=solucidevolum

solutdevolumsolutdevolumen%

Una aigua oxigenada del 30% en volum, ens indica que hi ha 30 volums de H2O2 per cada 100 volumsde dissoluci.

Concentraci o Molaritat

Indica el nombre de mols dissolts per unitat de volum de dissoluci. En el SI, la unitat s elmol/m3, per habitualment sutilitza el mol/dm3 (o mol/l). Sindica per una M.

dissolucidevolum

solutdemolsM =

Quan es dissolen 0.25 mols de sacarosa en 0.5 dm3 daigua, la concentraci s de 0.5 mol dm-3 o 0.5M (molar)

Densitat

Indica la massa de la dissoluci que correspon a un volum de la mateixa dissoluci. Les unitatsn de g/ dm3

dissolucidevolum

dissolucidegramsdensitat =

Molalitat

s la quantitat de substncia (nombre de mols) dissolta a cada unitat de massa de dissolvent.Sexpressa en mol/kg. Sindica per una m.

dissolventdekg

solutdemolsm =

s una unitat utilitzada noms quan sutilitza variacions de temperatura.

Fracci molar

La fracci molar dun dels components duna dissoluci s el quocient entre el nombre demols daquest component i el nombre de mols de tots els components.Si nd i ns sn els mols de dissolvent i de solut respectivament, la fracci molar de solut s:

t

s

ds

ss n

nnn

n =+=

i la del dissolvent:

t

d

ds

dd n

nnn

n =+=

La fracci molar s un nombre adimensional ms petit que la unitat. La suma de les fraccionsmolars s sempre igual a la unitat.

Preparaci de dissolucions

Les dissolucions dun slid en un lquid es preparen per pesada. Per a fer-ho, es pesa unaquantitat determinada del slid (solut) i shi afegeix el volum de dissolvent adequat per obtenir laconcentraci desitjada.

Per exemple: Per preparar 1 litre duna dissoluci aquosa 1 M de NaOH shan de pesar:

1 mol NaOHdm-3 x 40 g mol-1 NaOH x 1 dm3 H2O = 40 g NaOH

i afegir-hi 1 litre d H2O (en aquests casos, es suposa que el slid no provoca variaci de volum i queel volum de la dissoluci s igual que el volum del dissolvent)

Tamb es poden preparar dissolucions per diluci de dissolucions concentrades, afegint-hi msdissolvent.

Per exemple:Quin volum de la dissoluci anterior shauria dagafar per preparar 500 ml de NaOH 0.1 M?

500 10-3 dm3 x 0.1 mol dm-3 = 0.05 mol NaOH

0.05 mol NaOH / 1 mol dm-3 = 0.05 dm3

s a dir, haurem dagafar 50 ml de la dissoluci de NaOH 1 M i afegir-hi 450 ml d H2O.

1TEMA 2. GASOS I DISSOLUCIONS

2.1. toms, molcules i mols

Exercici 1. Quants mols dtoms doxigen hi ha en 0.1 mols dxid de fsfor(V)?. Quantesmolcules dxid de fsfor(V) hi ha?

Exercici 2. Quants grams hi ha en 0.5 mols dtoms de coure?.

Exercici 3. Tenim en recipients separats: 1 g de iode, 1 g de brom i 1 g de trixid de sofre,tots gasos. Quin recipient cont ms mols?

Exercici 4. Quants mols dtoms doxigen existeixen en cadascun dels segents casos?a) 11.5 g de Ob) 4.62x1024 toms de Oc) 4.2x10-2 mols de Na2Od) 3.93x10-3 mols P4O10

2.2 Gasos ideals

Exercici 5.Un recipient cont 5.0 grams darg gass a la temperatura de 25C i a la pressid1atm. Quin volum ocupar el gas?.

Exercici 6. Sintrodueixen 1g dhidrogen gass, 2g doxigen gass i 1 g de nitrogen gass enun recipient de 10 dm3 de capacitat a 125C. Calculeu:a) les fraccions molars de cadascun dels components en la mescla.b) les pressions parcials i la pressi total.

2.3 Composici de les dissolucions

Exercici 7. Es dissolen 5 g de clorur de sodi amb 50 g daigua. Quina s la seva concentracien tant per cent en massa?.

Exercici 8. Safegeixen 5 g de clorur de sodi a 1000 ml daigua. Calculeu la molaritat de ladissoluci.

Exercici 9. Quina s la molalitat duna dissoluci que cont 15 g de sulfat de coure (II)pentahidratat en 100 g de aigua?.

Exercici 10 Fins a quin volum shan de diluir 250cm3 duna dissoluci de clorur de sodi 0.5M per a qu la seva concentraci sigui 0.1 M?.

Exercici 11. Es mesclen 50 cm3 de clorur de sodi de concentraci 0.25 mol.dm-3 amb 50 mlde clorur de potassi de concentraci 0.25 mol dm-3. Quina s la concentraci de cada un delsions en la mescla?

Exercici 12. Si es mesclen 50 cm3 de clorur de sodi de concentraci 1.0 mol.dm-3 amb 10 mlde nitrat de potassi de concentraci 1.0 mol dm-3. Quina s la concentraci de cada un delsions en la mescla?

2Exercici 13. Tenim un cid clorhdric concentrat de densitat 1.175 gcm-3 i una riquesa del35.20 % en massa. Determineu la molaritat daquest cid.

Exercici 14. Un cid sulfric concentrat de densitat 1813 kg/m3 cont un 91.33% de H2SO4 enmassa.

a) Calculeu la seva concentraci (mol/dm3).b) Calculeu el volum de dissoluci concentrada que es necessita per preparar 500 cm3 de

dissoluci 0.2 M.

Tema 2. GASOS I DISSOLUCIONS

Exercici 1

OmolOPmolOmolOPmol 5.0

151.0

5252 =

molculesOPmol

OPmolecOPmol 2252

5223

52 10023.6110023.61.0 =

Exercici 2

CugCumolCugCumol 75.31

15.635.0 =

Exercici 3

)(23

)(2

)(2)(2 1094.39.1262

11 g

g

gg ImolsIg

ImolIg =

)(23

)(2

)(2)(2 1026.62.792

11 g

g

gg BrmolsBrg

BrmolBrg =

)(3)(3

)(3)(3 0125.080

11 g

g

gg SOmolsSOg

SOmolSOg = el que cont ms mols

Exercici 4

a) OmolsOgOmolOg 7188.0

1615.11 =

b) OmolsatomsOmolOatoms 67.7

10023.611062.4 23

24 =

c) OmolsONamol

OmolONamols 22

22 102.4

11102.4 =

d) OmolsOPmolOmolOPmols 2

104104

3 1093.31

101093.3 =

Exercici 5

5 g Ar (g) , T = 25C , P = 1 atm

)()(

)()( 125.09.39

15 g

g

gg ArmolArg

ArmolArgn ==

Latm

KKmolLatmmol

PTRnVTRnVP 05.3

1

298082.0125.0

====

Exercici 6

1 g H2(g) , 2 g O2(g) , 1 g N2(g) V = 10 dm3 , T = 125C = 398 K

a) 25.0/21

2Hmol

molggnH ==

2036.0/281

2Nmol

molggnN == molsnTotal 599.0=

20625.0/322

2Omol

molggnO ==

835.0599.05.02

2===

Total

HH n

nX

0602.0599.0036.02

2===

Total

NN n

nX 1

222=++== ONHi XXXXX

104.0599.0625.02

2===

Total

OO n

nX

b) atmL

KKmolLatmmols

PTRnVP TTTT 954.110

398082.0536.0

===

atml

KKmollatmmols

PTRnVP HHTH 632.110

398082.05.0

222===

atml

KKmollatmmols

PN 117.010

398082.0036.0

2==

atml

KKmollatmmols

PO 204.010

398082.00625.0

2==

Comprovar que 222 ONHiT

PPPPP ++==Exercici 7

5 g NaCl , 50 g H2O

( ) %9100.5505 =+ disgNaClg

Exercici 8

88 % Sn, 9 % Sb, 3 % Cu

aliatgegSnmol

SngSnmol

aliatgegSngnSn

3104.77.118

188.0 ==

aliatgegSbmol

SbgSbmol

aliatgegSbgnSb

4104.77.121

109.0 == molsnn iTot 31061.8 ==aliatgegCumol

CugCumol

aliatgegCugnCu

4107.45.163

103.0 ==

859.01061.8104.7

3

3

===

Tot

SnSn n

nX

0859.0106.8104.7

3

4

===

Tot

SbSb n

nX 1= iX0545.0

1061.8107.4

3

4

===

Tot

CuCu n

nX

Exercici 9

MNaClgNaClmol

LmL

mLNaClg

085.05.58

11

1010005 3 =

Exercici 10

15 g CuSO4 5H2O en 100g dH2O

( ) OHCuSOmolgmolgn OHCuSO 245 506.0185416325.63

115

24=+++=

kgmol

kgOHg

OHgmolm 6.0

110

10006.0 2

3

2

==

Exercici 11

250 cm3 de NaCl 0.5M. Volum necessari per tenir NaCl 0.1M?

mLcmM

McmV

MVMcm

NaCl

NacL

125012501.0

5.0250

1.05.0250

33

3

===

=

Hem de diluir fins a un volum de 1250 mL.

Exercici 12

50 cm3 NaCl, 0.25 M50 mL KCl, 0.25 M

Tenim un Vtotal = 50 + 50 = 100 mL

I les reaccions:

NaCl Na+ + Cl-KCl K+ + Cl-

[ ] MLLmolcm

Na 125.0100

125.050 3

=

=+

[ ] MLLmol

mLK 125.0

1001

25.050

=

=+

[ ] ML

LmolmL

Lmolcm

Cl 25.0100

125.050

125.050 3

=

+

=

Exercici 13

50 cm3 NaCl, 1 M10 mL KNO3, 1 M

VTotal = 50 + 10 = 60 mL

NaCl Na+ + Cl-

KNO3 K+ + 3NO

[ ] [ ] MmLMmLClNa 833.0

60150 === +

[ ] [ ] MmLMmLKNO 17.0

60110

3 === +

Exercici 14

HCl concentrat ; = 1.175 g/cm3 ; riquesa en massa = 35.2%

Mdmcm

HClgHClmol

HClgHClg

cmHClg

conc

conc 33.1110

5.361

1002.35

175.1 333

3 =

Exercici 15

H2SO4 concentrat ; = 1813 kg/m3 ; 91.33 % de H2SO4 en massa

a) Mdmm

mkg

kgg

SOHgSOHmol

concentratgSOHg

89.1610

11

18131

10981

10033.91

33

3

3

3

42

4242 =

b)

mLV

MVMcm

9.589.16

2.050089.162.0500 3

===

TEMA 3 REACCIONS QUMIQUES. IGUALACI DE REACCIONS.

3.1 - Reaccions qumiques

Una reacci qumica s un procs en el qual unes substncies (reactius) es transformen en unes altres(productes).

A continuaci es mostren algunes de les reaccions qumiques ms importants:

Reaccions de descomposici: Una nica substncia es transforma en substncies ms simples.

Algunes substncies es descomponen al escalfar-se en reaccions que sanomenen de descomposici trmica:

NH4Cl(s) HCl(g) + NH3(g)CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

Les reaccions de descomposici tamb poden tenir lloc quan saplica un corrent elctric, aleshores sanomenendelectrlisi. Per exemple a altes temperatures i en estat fos:

NaCl(l) Na(l) + Cl2(g)Reaccions de formaci. s lobtenci dun mol de substncia a partir dels seus elements en estat estndard perexemple:

N2(g) + 3/2 H2(g) NH3(g)Reaccions de sntesi. s lobtenci duna substncia a partir de dos o ms substncies, per exemple:

CO(g) + 2 H2(g) CH3OH(g)Reaccions de neutralitzaci.Les substncies cides i les substncies bsiques sn dos grans grups dimportncia en qumica. Si un compostcid reacciona amb un de bsic es diu que t lloc una reacci de neutralitzaci i es forma una sal ms aigua. Perexemple:

H2SO4(aq)+ 2 NaOH(aq) Na2SO4(aq)+ H2O(l)Ca(OH)2(s) + 2 HCl(aq) CaCl2(aq) + 2H2O (l)

Reaccions de precipitaci.Son aquelles en les que en mesclar dissolucions de sals solubles es forma una sal insoluble que precipita.

AgNO3(aq) + NaCl(aq) AgCl(s) + NaNO3(aq)Reaccions doxidaci-reducci (red-ox)Sn aquelles reaccions en les que hi ha una transferncia delectrons, s a dir que lestat doxidaci dels elementsque actuen com a reactius canvia al transformar-se en productes. Per exemple,

2 Fe(s) + 3/2 O2(g) Fe2O3(s)ZnO(s) + CO(g) Zn(s) + CO2(g)

Reaccions de combusti: En el cas dels compostos orgnics, quan aquests reaccionen amb lO2(g) desprenen calor i la reacci sanomenade combusti. Es un tipus de reacci red-ox.En la combusti dels hidrocarburs es forma dixid de carboni iaigua:

C2H6(g) + 7/2 O2(g) 2CO2(g) + 3 H2O(l)Reaccions en forma inica. Moltes substncies en dissoluci aquosa estan en forma dions. Per tant, les reaccions que tenen lloc endissoluci ho fan a travs dels ions. Sha de tenir en compte que en les reaccions iniques, les crregues handestar igualades.

Per exemple, per al cas de la reacci anterior,

AgNO3(aq) + NaCl(aq) AgCl(s) + NaNO3(aq)les dissolucions aquoses de AgNO3(aq) tenen ions Ag+ i ions NO3- i les dissolucions de NaCl(aq) tenen ions Na+i ions Cl-, mentre que el AgCl(s) s un precipitat que no est ja en dissoluci, per tant podem escriure:

Ag+(aq) + NO3-(aq) + Na+(aq) + Cl-(aq) AgCl(s) + Na+(aq) + NO3-(aq)i simplificant tindrem

Ag+(aq) + Cl-(aq) AgCl(s)aquesta s la reacci de precipitaci que en interessa.

Un altre exemple s loxidaci del zinc en medi cid:

Zn(s) + 2 HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)Si considerem els ions tenim:

Zn(s) + 2H+(aq) + 2Cl-(aq) Zn 2+ (aq)+ 2Cl-(aq) + H2(g)podem simplificar:

Zn(s) + 2H+ (aq) Zn 2+(aq) + H2(g)Un altre exemple:

CaCO3(s) + 2 HCl(aq) CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)s el mateix que:

CaCO3(s) + 2H+ (aq) ) + 2Cl-(aq) Ca2+(aq) + CO2(g) + 2Cl-(aq) + H2O(l)

3.2 Igualaci de reaccions

Per a complir la llei de conservaci de la massa, la reacci ha destar igualada, s a dir que hi ha dhaverel mateix nombre dun determinat tom a lesquerra i a la dreta. Per aix, de vegades s necessari collocarcoeficients a les frmules, en un procs que sanomena ajustar la reacci qumica. Els nombres que apareixendavant dels reactius i productes sanomenen coeficients estequiomtrics.

3.2.1 Cas general

Per ajustar una reacci hem de tenir en compte algunes normes:

1. Les formules qumiques no poden modificar-se2. Primer sigualen el elements que sn diferents de loxigen i de lhidrogen, afegint un nmero al davant

del compost.3. Si existeixen anions (grups dtoms NO3-, SO4 2-) sigualaran els grups.4. Es deixa per igualar al final aquells elements que es troben sense combinar.

Exemple 1: la reacci de lxid de ferro (III) amb lcid clorhdric, en la que es forma clorur de ferro (III) iaigua:

Fe2O3 (s) + HCl (aq) FeCl3 (aq) + H2O(l)Per igualar-la, primer igualarem els elements diferent doxigen i hidrogen. Comencem pel Fe, caldr

collocar el coeficient 2 al clorur de ferro (III) igualant aix el nombre de ferro a ambds costats. Llavors, perigualar els toms de Cl, lcid clorhdric haur de portar el coeficient 6. Perqu el nombre dhidrgens sigui elmateix a un costat i a laltre caldr collocar el coeficient 3 a la frmula de laigua i loxigen ja ens quedaigualat.:

Fe2O3 (s) + 6 HCl (aq) 2 FeCl3 (aq) + 3 H2O (l)Ara la reacci est ajustada.

Exemple 2: Un altre exemple seria la combusti del prop, que dna dixid de carboni gass i aigua:

C3H8(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(g)Primer igualarem els C,

C3H8(g) + O2(g) 3 CO2(g) + H2O(g)desprs igualarem els H,

C3H8(g) + O2(g) 3 CO2(g) + 4H2O(g)i finalment els O

C3H8(g) + 5 O2(g) 3 CO2(g) + 4H2O(g)

3.2.2 Cas de les reaccions redox

Quan la reacci a igualar s una reacci redox, es segueix un procediment diferent per a la seva igualaci.

Donada la segent reacci:Mg(s) + Cl2(g) MgCl2(s)

Els reactius estan en estat doxidaci 0 (elements lliures), els productes de reacci estan en diferents estatsdoxidaci: Mg 2+ i Cl-1, per tant, cada tom ha canviat el seu estat doxidaci: hi ha hagut una transferncia deelectrons.Una reacci redox es composa de dues semireaccions

Cl2(g) + 2e- 2 Cl- semireacci de reducci (guany de electrons)Mg(s) Mg2++ 2e- semireacci doxidaci (prdua de electrons)

El magnesi sha oxidat i el clor sha redut.

Evidentment, un procs doxidaci comporta simultniament un procs de reducci (un element perd ocedeix electrons i aquests sn guanyats o acceptats per laltre element). Per tant, les reaccions doxidaci-reducci, o reaccions redox, sn reaccions de transferncia delectrons.

Un element que accepta electrons s un agent oxidant perqu provoca que un altre element li cedeixielectrons, s a dir, fa que aquest altre element soxidi, el Cl2(g), i ell es redueix (disminueix el seu estatdoxidaci).

I al revs un agent reductor s el que provoca la reacci de reducci, per tant s el que cedeix electrons,en el nostre cas el Mg(s), i ell soxida (augmenta el seu nombre doxidaci).

Per poder ajustar aquestes reaccions, disposem de dos mtodes:

Mtode de canvi de valncia: estudiar el canvi de nombre doxidaci que experimenten els toms dels elementsen una reacci redox. Consisteix a igualar el nombre delectrons que ha perdut lelement que sha oxidat amb elnombre delectrons que ha guanyat lelement que sha redut.Per exemple, en la reacci:

Fe3+ + Cd (s) Fe2+ + Cd2+

El Fe sha redut (ha passat de Fe3+ a Fe2+ ) guanyant 1 e-: Fe3+ + 1 e- Fe2+ El Cd sha oxidat (ha passat de Cd a Cd2+) perdent 2 e-: Cd (s) Cd2+ + 2 e-Per igualar el nombre delectrons, haurem de multiplicar la primera semireacci per 2: 2 x (Fe3+ + 1 e- Fe2+)Sumant ara aquesta semireacci amb la de loxidaci del Cd:

2 Fe3+ + Cd (s) 2 Fe2+ + Cd2+la reacci ja est ajustada.Aquest mtode no s aconsellable per sistemes complexes.

Mtode de li-electr: es consideren els ions i les crregues elctriques que intervenen en la reacci. Aquest sel mtode recomanant. El procediment que es segueix s el segent:

Igualaci en medi cid

1. Identificar quines espcies qumiques canvien el seu estat doxidaci2. Escriure les semireaccions doxidaci i de reducci separadament 3. Siguala la matria diferent dO i H 4. Sigualen els O afegint molcules de aigua on sigui necessari5. Sigualen els H afegint H+ 6. Sigualen les crregues amb electrons ( e-.) 7. Una vegada igualades les semireaccions, com que el nmero delectrons guanyats ha de ser igual al

nmero delectrons perduts, es multiplica cada semireacci pel nombre delectrons intercanviats en laltraper aconseguir la reacci global

Per exemple, per a la segent reacci:

K2Cr2O7(aq) + KBr(aq) + H2SO4(aq)Cr2 (SO4)3(aq) + Br2(g) +H2O(l)+ K2SO4(aq)1. Espcies que canvien lestat doxidaci: Cr, Br2. Semireaccions:

Cr2O72- Cr3+ Br- Br2

3. Igualar Cr i Br: Cr2O72- 2 Cr3+ 2 Br- Br2

4. Igualar O amb H2OCr2O72- 2 Cr3+ + 7 H2O2 Br- Br2

5. Igualar H amb H+14 H+ + Cr2O72- 2 Cr3+ + 7 H2O2 Br- Br2

6. Igualar crregues14 H+ + Cr2O72- + 6 e- 2 Cr3+ + 7 H2O 2 Br- Br2 + 2 e-

7. Igualar electrons intercanviats: la semireacci del Cr per 2 i la del Br per 6, o simplifiquem, i la delBr per 3 i sumem les dues semireaccions:

14 H+ + Cr2O72- + 6 e- 2 Cr3+ + 7 H2O 6 Br- 3 Br2 + 6 e-

14 H+ + Cr2O72- + 6 Br- 2 Cr3+ + 7 H2O + 3 Br2

Aix tenim la reacci inica i si tenim en compte el productes podrem aconseguir la reacci molecular:

K2Cr2O7(aq) +6 KBr(aq) + 7H2SO4(aq) Cr2 (SO4)3(aq) + 3Br2(g) +7H2O(l)+ 4 K2SO4(aq)

Igualaci en medi bsic

El procediment a seguir en aquest cas s el segent:

1. Igualar la reacci com si fos en medi cid2. Sumar o restar a la reacci neta obtinguda, tantes vegades com H+ hi apareixen, la reacci de

dissociaci de laigua [H2O H+ + OH-] per tal de anular els H+ a la reacci.

3. Si en fer aix apareixen molcules daigua a ambds costats de la reacci, se nhan de cancellar elmateix nmero a banda i banda, de manera que noms quedin aiges en un dels costats.

Per exemple, la reacci segent t lloc en medi bsic:

MnO4- (aq) + CN- (aq) MnO2 (s) + OCN- (aq)1. [ MnO4- (aq) + 4 H+ + 3 e- MnO2 (s) + 2 H2O ] x 2

[ CN- (aq) + H2O OCN- (aq) + 2 H+ + 2 e- ] x 3 -------------------------------------------------------------------------

2 MnO4- (aq) + 3 CN- (aq) + 2 H+ 2 MnO2 (s) + 3 OCN- (aq) + H2O2. 2 MnO4- (aq) + 3 CN- (aq) + 2 H+ 2 MnO2 (s) + 3 OCN- (aq) + H2O

2 [H2O H+ + OH-] ---------------------------------------------------------------------------------------

2 MnO4- (aq) + 3 CN- (aq) + 2 H+ + 2 H2O 2 MnO2 (s) + 3 OCN- (aq) + H2O + 2 H+ + 2 OH-

3. 2 MnO4- (aq) + 3 CN- (aq) + H2O 2 MnO2 (s) + 3 OCN- (aq) + 2 OH-

1EXERCICIS TEMA 3: REACCIONS QUIMIQUES

Exercici 1. Escriviu i igualeu les segents reaccions: (Les reaccions en dissoluci aquosa escriviu-les en formainica).

a) La formaci dun mol damonac gass a partir dels seus elements.b) La descomposici trmica del carbonat de calci slid que dna dixid de carboni gas i xid de calci slid.c) La combusti del met gas que dna dixid de carboni gas i aigua gas. d) La descomposici del clorur damoni slid en amonac gas i clorur dhidrogen gas.e) La descomposici del clorit de potassi, slid, que dna clorur de potassi slid i oxigen gas.

Exercici 2. Escriviu i igualeu les reaccions qumiques corresponents (Les reaccions en dissoluci aquosaescriviu-les en forma inica):

a) La formaci dxid de coure (II) slid a partir dels seus elements en condicions estndard a 298 K.b) Lobtenci de lhidrxid corresponent a partir dxid de potassi slid i aigua.c) La reacci entre lcid clorhdric aqus i lhidrxid dalumini slid, per donar la sal corresponent ms aigua.d) La dissoluci de carbonat de zinc (s) en cid ntric (aq).e) La reacci entre lcid ortofosfric (aq) i el potassi (s) per donar fosfat de potassi aqus i hidrogen gasf) La reacci entre lcid clorhdric (aq) i el magnesi (s) per donar clorur de magnesi (aq) i hidrogen (g)g) La reacci del clorur de mercuri (II) (aq) amb lcid sulfhdric (aq) per donar sulfur de mercuri (II) slid i

cid clorhdric.h) La reacci de precipitaci del bromur de plata a partir de nitrat de plata(aq) i bromur de sodi(aq).i) La reacci de precipitaci a partir del sulfur de coure a partir de clorur de coure (II) (aq) i cid sulfhdric

(aq)

Exercici 3. Escriviu i igualeu les reaccions qumiques corresponents (Les reaccions en dissoluci aquosaescriviu-les en forma inica):

a) La reacci de combusti de sofre slid amb oxigen gas per donar dixid de sofre. b) La reacci entre lcid sulfric(aq) i lalumini(s) per donar hidrogen (g) i sulfat dalumini aqusc) La reacci de combusti de magnesi slid per donar el seu xid.d) La reacci del sulfur de sodi (aq) amb cid clorhdric (aq) per donar cid sulfhdric i clorur de sodi aqus.e) La reacci del dixid de sofre (g) i loxigen(g) per donar trixid de sofre gas.f) La reacci de precipitaci de iodur de plom a partir de nitrat de plom (II) (aq) i iodur de potassi(aq).

Exercici 4. La reacci segent s'utilitza per determinar la concentraci de ions SO32- present en les aigesresiduals de les plantes productores de paper:

SO32-(aq) + MnO41-(aq) + H+(aq) SO42-(aq) + Mn2+(aq) + H2Oa) Escriviu i igualeu les semireaccions d'oxidaci i reducci segons el mtode de lio-electr.b) Escriviu la reacci global ajustada i anomeneu totes les espcies que intervenen

Exercici 5. En les piles de bot, o cllules de plata zinc, el zinc slid soxida a xid de zinc slid, i lxid deplata slid es redueix a plata slida.

a) Escriviu les semireacions de reducci i oxidaci en medi bsic segons el mtode de lio-electr.b) Escriviu la reacci completa igualada.

Tema 3. REACCIONS QUMIQUES. Igualaci de reaccions

Exercici 1

a) )(3)(2)(2 23

21

ggg NHHN +

b) )()(2)(3 sgs CaOCOCaCO +

c) )(22)(2)(22)(4 gOHgCOgOgCH ++

d) )()(3)(4 ggs HClNHClNH +

e) )(2)()(2 gss OKClKClO +

Exercici 2

a) )()(2)( 21

sgs CuOOCu +

b) + ++ )()()(2)(2 )(22 aqaqls OHKOHOK

c) )(2)(3)(3)( 3)(3 laqsaq OHAlClOHAlHCl ++

Considerant els ions tenim:

)(2)(3

)()(3)()( 33)(33 laqaqsaqaq OHClAlOHAlClH ++++ ++

d) +++ +++++ )()(32 )(32 )()(3)()(3 aqaqaqaqaqaqs HNOCOZnNOHZnCO

e) )(23

)(4)()()(43 2333 gaqaqsaq HPOKKPOH +++ +

f) )(2)(2

)()()()( 222 gaqaqsaqaq HClMgMgClH ++++ ++

g) +++ +++++ )()()(2 )()()(2 )( 2222 aqaqsaqaqaqaq HClHgSSHClHg

Simplificant queda: )(2

)(2

)( saqaq HgSSHg + +

h) +++ +++++ )(3)()()()()(3)( aqaqsaqaqaqaq NONaAgBrBrNaNOAgSimplificada: )()()( saqaq AgBrBrAg + +

i) )(2

)(2

)( saqaq CuSSCu + +

Exercici 3

a) )(2)(2)( ggs SOOS +

b) )(342)(2)()(42 )(323 aqgsaq SOAlHAlSOH ++

En forma inica: ++ ++++ 2 )(43 )()(2)(2 )(4)( 323236 aqaqgsaqaq SOAlHAlSOH

c) )()(2)( 21

sgs MgOOMg +

d) )(2)()(2)( 22 aqaqaqaq SHNaClSNaHCl ++

Tenim: + + )(2 )()(2 2 aqaqaq HSSH+ + )()()( aqaqaq NaClNaCl

e) )(3)(2)(2 21

ggg SOOSO +

f) )(3)(2)()(23 22)( aqsaqaq KNOPbIKINOPb ++

En forma inica: )(2)(2

)( 2 saqaq PbIIPb + +

Exercici 4

a) > Reacci doxidaci: ( + +++ eHSOOHSO aqaqaq 22 )(2 )(422 )(3 ) x 5> Reacci de reducci: ( OHMneHMnO aqaqaq 2

2)()()(4 458 +++ ++ ) x 2

OHMnHSOMnOOHSOH 222

4422

3 8210525516 ++++++ +++ 6 H+ 3 H2O

b) La reacci global degudament ajustada queda:

OHMnSOMnOSOH 222

442

3 325256 ++++ ++ (prot) (sulfit) (permanganat) (sulfat) (i mangans) (aigua)

Exercici 5

a) > Reacci doxidaci: + +++ eHZnOOHZn aqss 22 )()(2)( > Reacci de reducci: )(2)()()(2 222 aqsaqs OHAgeHOAs +++ +

b) )()()(2)( 2 ssss AgZnOOAsZn ++

TEMA 4. ESTEQUIOMETRIA

4.1. La reacci qumica i lestequiometria

Lestequiometria s el nom qu es dona a la part de la qumica que relaciona les quantitats de matriaque intervenen en una reacci qumica (significa literalment: mesurar els elements). La relaci entre el nombrede mols de les diverses substncies sobt a partir de la reacci qumica ajustada amb els seus coeficientsestequiomtrics.

La reacci qumica ens indica la proporci de molcules que reaccionen; aix en la sntesi de lamonac

N2(g) + 3 H2(g)2 NH3(g)tenim que una molcula de nitrogen reacciona amb tres dhidrogen per donar-ne dues damonac, o b que unmol de nitrogen reacciona amb tres mols dhidrogen per donar dos mols damonac.

En les reaccions qumiques, reactius i productes reaccionen mol a mol i en la relaci dels seuscoeficients estequiomtrics.

Quan els reactius es consumeixen en una reacci qumica de forma completa i simultnia es diu que elsreactius estan en proporcions estequiomtriques. s a dir, en proporcions molars determinades pels seuscoeficients estequiomtrics de la reacci qumica ajustada .

Algunes vegades , com en les reaccions de precipitaci, un dels reactius es transforma completament enproductes perqu sutilitza un excs dels altres reactius. El reactiu que es consumeix per complet (est endefecte) sanomena reactiu limitant, i determina les quantitats de productes que es formen i la quantitat quereacciona de laltre o altres reactius. El reactiu limitant es consumeix totalment, s a dir, reacciona totalment iconsumeix el nombre de mols necessaris de la substncia o substncies que estan en excs.

Per exemple:El tetraclorur de carboni es pot obtenir a partir del disulfur de carboni gass i clor gass donanttetraclorur de carboni gass i diclorur de disofre gass. Si es mesclen 1 kg de disulfur de carboni i 2 kgde clor gass i sescalfen, t lloc la reacci: CS2(g) + 3 Cl2(g) CCl4(g) + S2Cl2(g)a) Quin dels dos reactius est en excs?.b) Quina quantitat de tetraclorur de carboni es forma?.

Massa molecular CS2 M =12+ 2x32 = 76 g mol-1Cl2 M= 35,5x2 = 71g mol-1

Com que les reaccions qumiques tenen lloc mol a mol, anem a veure quina quantitat de reactius tenim:

)g(CS mols 13.15 g 76

)g(CS mol 1 x CS g 2

22 =1000

)g(Cl mols 28.16 g 71

)g(Cl mol 1 x Cl g 2000 2

22 =

En principi sembla que el clor est en excs respecte al disulfur de carboni. Ara b, com que laproporci en qu reaccionen ens la donen els coeficients estequiomtrics, haurem de calcular quinaquantitat de disulfur de carboni necessita el clor:

)g(CS mols 9.38 )g(Cl mol 3)g(CS mol 1

x g 71

)g(Cl mol 1 x Cl g 000 2 2

2

222 =

i quina quantitat de clor necessita el sulfur de carboni:

)g(Cl mols 39.47 )g(CS 1mol)g(Cl mol 3

x g 76

)g(CS mol 1 x CS g 2

2

222 =1000

En contra del que semblava, com que el sulfur de carboni necessita ms clor del que disposem, elreactiu limitant s el clor. Per tant es formaran

)g(CCl mols 9.38 )g(Cl mol 3)g(CCl 1mol

x g 71

)g(Cl mol 1 x Cl g 000 2 4

2

422 =

i quedaran 13.15 9.38 = 3.77 mols CS2(g) sense reaccionar.

4.2. Altres aspectes prctics relacionats amb lestequiometria de la reacci

Moltes vegades sobtenen quantitats de productes diferents a les que serien desperartericament segons la estequiometria de la reacci qumica. En concret, la quantitat de producte pot serinferior a lesperada.

El rendiment real duna reacci qumica es defineix com la relaci entre la quantitat deproducte que sobt i la quantitat esperada segons lestequiometria de la reacci i les quantitats donadesde reactius. El rendiment percentual es defineix com:

100 x teric producte de massa

obtingut producte de massa rendiment =

En algunes reaccions el rendiment teric i el real son quasi iguals i llavors es diu que lesreaccions son quantitatives.Exemple:Lacetil es pot obtenir al fer reaccionar carbur de calci amb aigua . Si la reacci t un rendiment del73%, quina massa dacetil es pot obtenir a partir de 200 g de carbur de calci?.

CaC2(s) + 2 H2O(l) C2H2(g) + Ca(OH)2(s)Massa molecular de CaC2 : M = 40+12x2 = 64 g mol-1

Utilitzant factors de conversi tindrem

)g(HC g 59,31 )g(HC g 100)g(HC g 73

x)g(HC 1mol)g(HC g 26

x )s(CaC 1mol)g(HC 1mol

x g 64

)s(CaC mol 1 x (s)CaC g 00 2 22

22

22

22

22

2

2222 =

Riquesa de una mostra

Moltes vegades els reactius no sn purs, per tant sha de tenir en compte el seu grau de puresa.

Exemple:

Calculeu els mols de dixid de sofre que es poden obtenir en cremar 1 kg dun sulfur de plom que contel 47.8% de PbS(s)?. Quants mols doxigen gas sn necessaris?

PbS(s) + 3/2 O2 (g) SO2(g) + PbO(s)

)g(SO mol 2 PbS(s) 1mol

(g)SO mol 1x

PbS(s) g 239PbS(s) mol 1 x

PbS g 100PbS g 47.8 x PbS g 000 1 2

2 =

)g(O mol 3 PbS(s) 1mol

(g)O mol 3/2x

PbS(s) g 239PbS(s) mol 1 x

PbS g 100PbS g 47.8 x PbS g 000 1 2

2 =

En lexemple anterior hi intervenen gasos, per tant si volem calcular el volum de dixid de sofre quesobtindr si es recull a la temperatura de 546 oC i a una pressi d1 atm:

Considerem que s un gas ideal

P V = n R T

l 134.3 atm 1

819Kx molK l atm 0.082 x mol 2 P

TR n V-1-1

===

Exemple:

Per determinar la riquesa duna pedra calcria es valora una mostra amb cid clorhdric. 1 g de lapedra ha gastat 7.3 ml dcid clorhdric de concentraci 2 mol dm-3. Calculeu la riquesa de la pedracalcria.

La reacci que t lloc s

CaCO3(s) + 2 HCl(aq) CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)

)s(CaCO g 0.73 (s)CaCO 1mol(s)CaCO g 100

x HCl mol 2(s)CaCO mol 1

x dm

HCl mol 2 x HCldm 10 7.3 33

333-

3-3- =

73% 100x pedra de g 1CaCO g 0.73

iquesar 3 ==

1TEMA 4. EXERCICIS DESTEQUIOMETRIA

Exercici 1. El carboni (grafit) crema amb loxigen i sobt dixid de carboni. Es cremen 5 g de carboni i eldixid de carboni obtingut es fa passar a travs d1 dm3 duna dissoluci de 2 mol.dm-3 dhidrxid de potassi. Eldixid de carboni reacciona amb lhidrxid de potassi, segons:

CO2(g) + 2 KOH(aq) K2CO3(aq) + H2O(l)Calculeu:

a) La massa de CO2 obtinguda en la primera reacci.b) La massa dhidrxid de potassi que queda sense reaccionar.

Exercici 2. A temperatura ambient, lhidrogen no reacciona amb loxigen, per en fer saltar una guspira elctricaen una mescla dambds gasos, t lloc una reacci qumica molt violenta: es produeix una explosi.Lhidrogen reacciona amb loxigen i sobt aigua.Lequaci qumica corresponent s:

2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(g)Es disposa duna mescla formada per 10 g de H2(g) i 10 g de O2(g).Una vegada que els gasos han reaccionat, calculeu el volum de vapor daigua obtingut mesurat a 200C i 1 atmde pressi.

Exercici 3. Es mescla una dissoluci que cont 25 g de clorur de calci amb una altra que cont 30 g de carbonatde sodi. Sobserva laparici dun precipitat que respon a la formaci duna sal insoluble: carbonat de calci.Calculeu els grams que se nhauran format si la reacci est totalment desplaada cap al producte.

Exercici 4. En un experiment sescalfen 0.685 g de clorat de potassi slid i sobtenen 113 ml doxigen gas encondicions normals (P= 1 atm, T= 273 K), i clorur de potassi aqus. Determineu el rendiment de la reacci.

Exercici 5. La reacci segent s'utilitza per determinar la concentraci de ions SO32- presents en les aigesresiduals de les plantes productores de paper:

SO32- (aq) + MnO4- (aq) + H+ SO42- (aq) + Mn2+ (aq) + H2Oa) Si una mostra de 25 ml d'unes aiges residuals que contenen com a nic agent reductor l'i sulfit, necessita 32ml de dissoluci de permanganat 0.022 moldm-3 per la seva valoraci, determineu la concentraci, expressadaen molaritat, de ions sulfit en l'aigua residual analitzada.b) Per la reacci cal utilitzar un excs del 50% d'un cid fort monoprtic de concentraci 0.1 moldm-3, respectea la quantitat estequiomtrica. Quin volum d'aquest cid ser necessari?

Exercici 6. En un reactor tancat de 30 dm3 a 210C, l'amonac reacciona amb el clor per donar clorur d'hidrogeni triclorur de nitrogen (tant reactius com productes sn gasos). Sota aquestes condicions i amb clor en excs, estroba en completar-se la reacci que s'han format 0.114 mols de triclorur de nitrogen i la pressi total en elreactor s de 1.5 atm. (Considereu que el rendiment de la reacci s del 100%).a) Determineu la fracci molar del clor que hi havia en excs.b) Per eliminar l'excs de clor se'l fa reaccionar amb hidrxid de potassi aqus, donant clorat de potassi aqus,clorur de potassi aqus i aigua. Calculeu el volum de la dissoluci dhidrxid de potassi de concentraci 4.0mol.dm-3 necessari per qu reaccioni tot el clor?

Exercici 7. Safegeixen 6.5 g de permanganat de potassi slid i suficient hidrxid de potassi slid (per esgotar elreactiu limitant) a 60 ml duna dissoluci 0.25 mol.dm-3 de sulfat de mangans (II). Els productes daquestareacci sn: sulfat de potassi aqus i dixid de mangans slid.a) Quants mols sobren del reactiu en excs?b) Quin pes sobt de dixid de mangans?

Tema 4. ESTEQUIOMETRIA

Exercici 1

a) C(s) + O2 (g) CO2 (g)

g CO2 obtinguts = gmolCOgCO

molCmolCO

gCmolCgCO 3.18

1)16212(

11

1215

2

222 =+

b) CO2 (g) + 2KOH (aq) K2CO3 (aq) + H2O (l)

inicialsKOHmolL

molKOHKOHl 221 =

22

2 416.04413.18 COmol

gmolCOCOg = Reactiu limitant

sreaccionatKOHmolsmolCOmolKOHCOmol 83.0

12416.0

22 =

molssreaccionatKOHmolsinicialsKOHmolsKOHexcsmols 17.183.02 ===

KOHgmolgKOHnatsKOHreacciomols 52.651

5617.1 =

Exercici 2

2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O (g)

22

2 52110 Hmols

gmolHgH = 2

12

2

2 ==

NHr tericamolar

22

2 31.032110 Omol

gmolOgO = 16

31.05

2

2 ==

NHr realmolar Reactiu limitant: O2

mols H2O obtinguts : OHmolsmolOOmolHmolsO 22

22 62.01

231.0 =

PV =nRT Latm

KKmollatmmols

PnRTV 24

1

)273200(082.062.0

=+

==

Exercici 3

25 g CaCl2 + 30 g Na2CO3 CaCO3 (s)CaCl2 2 Cl- + Ca2+

)(323

2sCaCOCOCa + +

Na2CO3 2 Na+ + 23CO

molsCaClgmolgnCa 225.09.110

1252

2 ==+ Reactiu limitant : Ca2+

molsCONag

molgnCO 283.0106130

3223

==

)(3)(3232 5.22

1100225.0

11225.0 ss CaCOgmol

gCaCOmolsCamolCaCOmolCamol == ++

Exercici 4

0.685 g KClO3 i sobtenen 113 mL dO2 (0C, 1 atm)

KClO3 23 O2 (g) + KCl (aq)

molsg

KClOmolKClOgnKClO33

3 106.545.1221685.0

3

==

molsKClOmol

OmolKClOmolsn gtericsO g

3

3

)(23

3 104.81

23

106.5)(2

==

Rendiment = 100)(2

)(2 g

g

OtericsgOobtingutsg

gOmolOgOmolsOtericsg gg 27.01

32104.82

2)(2

3)(2 ==

P V = n R T molsK

Kmollatm

atmOLobtingutsnO32

3

1005.5273082.0

1101132

=

=

gmolO

gOmolsobtingutsOgg

16.01

321005.5)(2

23

2 ==

Rendiment = %8.5910027.016.0 =

Exercici 5

Oxidaci : 5)22( 2 )(4223 +++ + eHSOOHSO aq

Reducci : ( ) 2485 224 +++ ++ OHMnHMnOeOHMnSOHMnOSO 2

2244

23 325625 ++++ ++

a) 25 mL 23SO

molsLmol

mLLMnOmLsreaccionatnMnO

434 1004.7

022.010

1324

==

molsMnOmolSOmolMnOmolsreaccionatnSO

3

4

23

44 106.17

251004.72

3

==

[ ] MLmol

L

nSO SO 07.0

1025106.17

1025 33

323

23 =

==

b) Excs 50 % dun cid monoprtic 0.1 M

[H+ ] estequiomtric = ++

= HmolsMnOmolHmolMnOmols 3

44

4 1011.22

61004.7

Excs 50 % molsHmols 333 10165.3100501011.21011.2 + =+=

Volum necessari dcid monoprtic:

( ) molsLVLmol 310165.31.0 = V = 31.5 mL

Exercici 6

Reactor de 30L a 210CCl2 (g) en excs. Es formen 0.114 mols de NCl3 (g) i PTot = 1.5atm

NH3 (g) + 3 Cl2 (g) NCl3 (g) + 3HCl(g)a) Al final de la reacci tindrem Cl2, NCl3 i HCl

mols NCl3 (g) = 0.114 molsmols HCl (g) = 3 0.114 = 0.342 mols

molsK

KmolLatm

LatmnTRnVP TotTotTT 136.1)273210(

082.0

305.1 =+

==

molsnnnnnnnn HClNClTotexcsClexcsClHClNClTot 68.0342.0114.0136.13223 ===++=

x = 0.68 / 1.136 = 0.599

b) 3 Cl2 (g) + 6 KOH(aq) KClO3 + 5 KCl + 3 H2O

Reducci: ( ) 5222 + CleClOxidaci (medi bsic) : + +++ eHClOOHCl g 101226 32)(2 ( )OHOHH 212 + + Reacci global : +++ ClOHClOOHCl g 1062126 23)(2

Simplificaci de la reacci

21 : +++ ClOHClOOHCl g 5363 23)(2

Queda finalment: KClOHKClOKOHCl g 5363 23)(2 +++

Mols necessaris per a reaccionar amb el Cl2 (g) en excs:

KOHmolmolClmolKOHClmols g 36.13

668.02

)(2 =

Volum necessari per a reaccionar amb el Cl2 (g) en excs:

LmolVKOHmols 436.1 = L

LmolmolsVKOH 34.0

4

36.1 == 340 mL

Exercici 7

Afegim 6.5 g KMnO4 + KOH en excs a 60 mL MnSO4 0.25M. Productes de reacci: K2SO4 i MnO2

Reducci en medi bsic:OHMnOHMnOe 224 243 +++ +

( ) 42 + + OHHOH 2)423( 224 +++ OHMnOOHMnOe

Oxidaci en medi bsic: ++ +++ eHMnOOHMn 242 222

( ) 42 + + OHOHH 3)224( 22

2 +++ + eOHMnOOHMnReacci global inica:

OHOHMnOOHOHMnOMn 22242 68512423 +++++ +

Reacci global molecular: OHSOKMnOKOHKMnOMnSO 242244 235423 ++++

a) Reactiu limitant ?

44

444 061.02

304.158

15.6 MnSOmolsKMnOmolMnSOmol

gKMnOmolMnOg = es necessiten

Mols inicials de MnSO4 : molsmLLmL

Lmol 015.0

1016025.0 3 = , per tant el reactiu

limitant s el MnSO4.

KMnO4 inici =

KMnO4 que reacciona =

KMnO4 en excs =

b) Pes MnO2 (s) ?

22

22 17.21

94.86025.0 MnOgMnOmolMnOgMnOmols =

24

24 025.03

5015.0 MnOmolMnSOmolMnOmolMnSOmols =

molsMnSOmolKMnOmolMnSOmols 01.0

32015.0

4

44 =

mols031.001.0041.0 =

molsg

molKMnOg 041.004.158

15.6 4 =

"QUMICA 1. Modalitat de cincies de la naturalesa i de la salut. Crdits 1, 2 i 3"; Ed. Casals "QUMICA 2. Modalitat de cincies de la naturalesa i de la salut. Crdits 4-5-6"; Ed. Casals.

INTRODUCCITEMA1:FORMULACI I NOMENCLATURA DE QUMICA INORGNICATeoriaExercicisSoluci

TEMA 2 - GASOS I DISSOLUCIONSTeoriaExercicisSoluci

TEMA 3- REACCIONS QUMIQUESTeoriaExercicisSoluci

TEMA 4- ESTEQUIOMETRIATeoriaExercicisSolucions

LLIBRES BSICS (Bibliografia)

Documents

Formulació Inorgànica. Teoria i Exercicis