Sztöchiometriai feladatok
Ezúttal a bevezető feladatsor – látszólag – igen egyszerű folyamatokkal jelentkezik, kevés és egyszerű számítást igényel. A gondolat szárnyalása azonban határtalan lehet, s egyetlen reakcióegyenlet is magába foglalhatja akár a kémia tudományának legfontosabb fejezeteit, s alapvető természeti törvények, anyagszerkezeti és anyagismereti témák, tapasztalati tények és logikai következtetések forrása lehet.
- Az elemi hidrogén és az elemi oxigén reakciója során víz képződik
- A szódabikarbónából ecetsav hatására széndioxid-gáz keletkezik
- A vas a levegő és víz együttes hatására megrozsdásodik
- Klóros víz hozzáadására a káliumjodid-oldatból jód válik ki.
- A klóros víz a káliumjodidos jód-oldatot elszínteleníti
- A kén-dioxidos víz is elszínteleníti a káliumjodidos jód-oldatot.
- Ha szilárd ammónium-dikromátot meggyújtunk, mini-tűzhányó keletkezik, s a képződött „hegy” króm(III)-oxidból van.
Írja fel a kémiai egyenleteket a fenti jelenségekre! Azután gondolkodjon el rajta, mennyi mindent kell tudni ahhoz, hogy ezt megtehessük:
Ismerni kell a kiindulási és a keletkezett anyagok atomjainak vegyjelét, nevét, elektronszerkezetét, s a periódusos rendszerben elfoglalt helyét! Tudni kell az egyenletekben előforduló elemek és vegyületek képletét, szerkezetét, elem- és vegyülettípusát, halmazállapotát. Meg kell tudnunk határozni a kémiai egyenlet típusát, s le kell vonni a sztöchiometriai következtetéseket mólokkal és tömegekkel. Utánanézhetünk a termokémiai adatoknak is. Átgondolhatjuk az észlelhető jelenségeket, s a kísérleti végrehajtás módját is. Állapítsuk meg, hogy milyen természeti törvényeket kellett felidézni munka közben!
(Ha a fentieket táblázatokba foglalva írja le, akkor az eredmény hasonlatos lesz a kémiai „aktívteszt” (nem feleletválasztó, hanem válaszadó) kérdésekhez)
És most oldjon meg néhány egyszerű sztöchiometriai feladatot a fenti egyenletekkel:
Ad 1.: A víz képződésének reakcióját standard állapotú, 1:1 mólarányú H2-O2-elegyben indítjuk el, zárt edényben. Mekkora lesz a nyomás a reakció befejeztével a) 120oC-on, b) 25oC-on? Hány százalékkal csökken a gáztérfogat a b) esetben?
Ad 2.: Hány tömeg- és hány mol%-os az az ecetsav-oldat, amelynek 100 ml-e 1,00 g szódabikarbónával reagál? Mennyi gáz képződik? Milyen pH-jú lesz a „semlegesített” oldat, ha 1000 ml-es térfogatrra töltjük fel?
Ad 3.: Mi a rozsda összetétele, ha a reakció során egy vasdarab tömege 28%-kal nőtt, miközben a fém 50%-a változatlan maradt?
Ad 4.: A reakciók alapján milyen következtetést vonhatunk le a szereplő elemek és vegyületek redoxi-tulajdonságairól, s a megfelelő redoxi-potenciálok viszonyairól? Mi történik, ha 1 mmol káliumjodidot, 1 millimol kéndioxidot és 5 millimól klórt tartalmazó oldatokat összeöntünk és 1 liter végtérfogatra töltjük? Mennyi az oldat pH-ja?
Ad 5.: Hogyan értelmezné ennek a reakciónak a típusát, s tudna-e hasonló jellegű reakciót említeni? Mennyi gáz képződik 1 g vegyület bomlásakor, s hány gramm „hegy” marad?
----------------------- …-----------------------
