VASTUS: Saadud lahus on 38,5%-line NÄIDE2 Kui palju 16%-list suhkrulahust saab valmistada 500g suhkrust? VASTUS: 500g suhkrust saab valmistada 3,125kg 16% suhkrulahust Reaktsioonivõrrandi ülesanded Reaktsioonivõrrandil baseeruvate ülesannete lahendamisel on mõistlik järgida järgmisi etappe: 1. Kirjutage ja tasakaalustage reaktsioonivõrrand 2. Kirjutage reaktsioonivõrrandi kohale ülesandes antud ja otsitava aine kohta toodud andmed 3. Leidke nende ainete molaarmassid, mille kogus on antud või mille kogust soovitakse leida 4. Leidke nende ainete moolid, mille mass (või gaasilise aine ruumala) on antud 5. Reaktsioonivõrrandi kordajate suhte järgi leidke otsitud aine moolid 6. Leidke küsitud aine mass(ruumala) NÄIDIS: Mitu liitrit hapnikku kulub 35g raua roostetamiseks, kui rauast tekib RAUD(III)oksiid? Lahendus: 1. Kirjutame ja tasakaalustame reaktsioonivõrrandi: 4Fe + 3O2 = 2Fe2O3 2
m3=m1 - mõhk m3=149,04g – 0,3710943g=148,669g CO2 massi arvutamine CO2 suhtelise tiheduse (D) arvutamine: CO2 molaarmassi arvutamine: CO2 molaarmassi arvutamine Mendelejev–Clapeyroni võrrandi abil: Kus R on gaasi constant Katse veaarvutamine, lähtudes CO2 tegelikust molaarmassist 44,0 g/mol ja katseliselt määratud molaarmassist M(CO2). Δ=38,23/mol-44g/mol=-5,77g/mol Kokkuvõtte Selle katse peamine eesmärk oli täidetud. M(CO2)= 38,23g/mol (Kuna saadud molaarmassid on sarnased, ma kasutan seda, mis oli saatud Mendelejev-Clapeyroni võrrandi abil) Veaks oli -13,11%, mida saab selgitada sellega, vaatamata sellele, et tehnilised kaalud on väga täpsed, et viga tuli kaalumises. Isegi kergemgi õhuvoog kaalu juures võib tulemust mõjutada.
Tasakaalukonstant K'x - - 12,32556 12,32556 Tabel 1. Katseandmed ja arvutustulemused Aine Molaarmass g/mol Etaanhape 60 Etanool 46 Etüületanaat 88,1 Vesi 18 NaOH 40 HCl 36,5 Tabel 2. Ainete molaarmassid Katsevea arvutus Kirjanduse andmetel peaks antud reaktsiooni tasakaalukonstandi väärtus toatemperatuuril olema K=4. K ' 100% 12,326 100% Sellisel juhul on erinevus katsetulemusega lausa x = = 308,15% . K 4 Ühest allikast leidsin siiski ka veidi erinevaid tasakaalukonstandi väärtusi: K55°C=6,68 ja
Vett tasakaalusegus, mol nH2O_tasakaal - - 0,2323 0,2323 Tasakaalukonstant K'x - - 6,911 6,911 Tabel 1. Katseandmed ja arvutustulemused Molaarmass Aine g/mol Etaanhape 60 Etanool 46 Etüületanaat 88,1 Vesi 18 NaOH 40 HCl 36,5 Tabel 2. Ainete molaarmassid Lahus nr 2 Aine Mooli Reageerib ära Tekib Tasakaalus moole lähtelahuses Etaanhape - - 0,0275 0,0275 Etanool - - 0,0275 0,0275 Etüületanaat 0,050 0,0225 - 0,0225
2H2 + O2 = 2H2O 2 : 1 : 2 (ruumalade vahekord) AVAGADRO SEADUS kõikide gaaside võrdsed ruumalad sisaldavad võrdsel tempeartuuril ja võrdsel rõhul võrdse arvu gaasi molekule. · kõikide gaaside molaarruumalad normaaltingimustel on 22,4 l/mol · üks mool gaasi sisaldab NA gaasi molekuli 6,02*1023 = 1 mol = 22,4 l/mol gaasi molekuli GAASIDE SEADUSTE RAKENDUSI · tiheduse leidmine · gaaside tihedused suhtuvad üksteisesse nagu nende molaarmassid M1/M2, mis näitab mitu korda on üks gaas teisest raskem või kergem REDOKSREAKSIOONID reaksioonid, milles aatomite oksüdatsiooniaste muutub · ÜHINEMISREAKTSIOONID tekib liht- või liitainetest ühend o OKSÜDEERIMINE keemiline protsess, kus aine loovutab elektrone (redutseerija) o HÜDROGEENIMINE vesiniku molekuli liitmine keemilise reaktsiooni käigus
suletud süsteem püüab üle minna korrastatud olekust korrastamata olekusse; protsess, mille ainsaks tulemuseks on soojuse muundumine tööks, ei ole võimalik. Ülesanded: 1. Kolmetoalise korteri õhus on 3,6 10 27 molekuli. Mitu mooli see on? 2. Hõbesõrmuse ainehulk on 0,06 mooli. Mitu aatomit on sõrmuses. 3. Arvuta looduses esinevate saasteainete CO, SO2, NO3 ja PbSO4 molaarmassid. 4. Vannis on 5 kilomooli vett. Leia vee molaarmass ja arvuta vannis oleva vee ruumala. 5. Arvuta veemolekuli ruumala ja hinda mõõtmeid. Ühes kuupsentimeetris vees on 3,3 10 22 molekuli. 6. Kiirkeedupoti ventiil avaneb, kui rõhk potis on 2 10 5 Pa. Arvuta ventiili pindala, kui klapi kaal on 0,8 N. 7. Gaasiballoonis on rõhk 12 MPa. Kui suure jõuga mõjub gaas ballooni seinale, mille pindala on 0,8 m2. 8
21. Gaasisegu sisaldus mahuliselt 20% vesinikku ja 80% lämmastikku. Milline on segu koostis massiprotsentides? Leida vesiniku ja lämmastiku osarõhk gaasisegus, kui üldrõhk on 775 mmHg. Väljendada see osarõhk nii atm kui Pa. p N 2 = 0,8 775mmHg = 620mmHg = 0,816atm = 82660 Pa p H 2 = 0,2 775mmHg = 155mmHg = 0,204atm = 20665 Pa Olgu gaasi ruumala 1l, siis vesinikku on 0,2 l ja lämmastikku on 0,8 l. Molaarmassid on vastavalt 2g/mol ja 28g/mol. m V 2 0,2 28 0,8 n= = mH 2 = = 0,018 g mN2 = = 1g mlahus = 1,018 g M 22,4 22,4 22,4 0,018 g 100% C% H2 = = 1,8% 1,018 g 1g 100% C% H2 = = 98,2% 1,018 g 22
21. Gaasisegu sisaldus mahuliselt 20% vesinikku ja 80% lämmastikku. Milline on segu koostis massiprotsentides? Leida vesiniku ja lämmastiku osarõhk gaasisegus, kui üldrõhk on 775 mmHg. Väljendada see osarõhk nii atm kui Pa. p N 2 = 0,8 775mmHg = 620mmHg = 0,816atm = 82660 Pa p H 2 = 0,2 775mmHg = 155mmHg = 0,204atm = 20665 Pa Olgu gaasi ruumala 1l, siis vesinikku on 0,2 l ja lämmastikku on 0,8 l. Molaarmassid on vastavalt 2g/mol ja 28g/mol. m V 2 0,2 28 0,8 n= = mH 2 = = 0,018 g mN2 = = 1g mlahus = 1,018 g M 22,4 22,4 22,4 0,018 g 100% C% H2 = = 1,8% 1,018 g 1g 100% C% H2 = = 98,2% 1,018 g 22
kg/mol. Teades molaarmassi µ ja molekulide arvu ühes moolis, avaldub ühe molekuli mass m0 järgmiselt µ m0 = . NA 1 Näidisülesanne 1. Kui suur on vee (H 2 O) molaarmass? Lahendus. Lähtume vee keemilisest valemist H 2 O, mille kohaselt veemolekul koosneb kahest vesiniku ja ühest hapniku aatomist. Keemiliste elementide perioodilisuse tabelist saame aatommassidest vesiniku ja hapniku molaarmassid µ H = 1 g/mol = 0,001 kg/mol , µO = 16 g/mol = 0,016 kg/mol . Arvestades, et vee molekulis on kaks vesiniku aatomit, saame eelnevat arvestades vee molaarmassiks µH 2O = 2 µ H + µO = ( 2 0,001 + 0,016 ) kg/mol = 0,018 kg/mol. Vastus: vee molaarmass on 0,018 kg/mol. Kommentaar. Toodud ülesandest on näha, et molaarmassi leidmine on keemiliste elementide perioodilisuse tabelit ja aine keemilist koosseisu näitavat valemit kasutades üsna lihtne. Võttes
seintele püsivat rõhku, mis on kõikides suundades ühesugune. Gaaside seadused: normaaltingimused – P=101325Pa=1 atm=760 mmHg; T=273K ja 1 mol=22,4 dm3.Gaasi lihtsaim mudel ideaalne gaas – molekulide vahelised tõmbejõud puuduvad. Ideaalne gaas allub Mendelejev-Clapeyroni ja Gay-Lussaci võrranditele. Gaaside tihedus ehk ühe liitri gaasi mass leitakse valemiga r=M/22,4, kus r on gaasi tihedus (g/l) ja M on molaarmass (g/mol). Gaaside tihedused suhtuvad teineteisesse kui molaarmassid. Ühe mooli gaasi ruumala norm. tingimustel on 22,4 l. Kriitiline temperatuur on temperatuur, millest kõrgemal ei saa gaasi veeldada ilma rõhu kasvamiseta. Kriitiline rõhk on rõhk, mille korral gaas on nii gaasilises kui ka vedelas olekus, s.t. vedela ja gaasilise oleku vahel on tasakaal. Kõiki gaase ja aure on võimalik viia vedelasse olekusse rõhu tõstmise ja temp.i alandamisega ja sealt edasi tahkesse olekusse rõhu alandamise ja temp.i tõstmisega
Avogadro seadus. Itaalia teadlane A. Avogadro selgitas, et kõikide gaaside võrdsed ruumalad sisaldavad võrdsel temperatuuril ja võrdsel rõhul võrdse arvu gaasi molekule. Avogadro seadust saab tuletada kahest eeldusest: 1. Kõikide gaaside molaarruumalad standardtingimustel on 22,7 dm3/mol. 2. Üks mool gaasi sisaldab NA gaasi molekuli. 88 Gaaside tihedused suhtuvad teineteisesse nii nagu nende molaarmassid. Kahe gaasi molaarmasside suhe näitab, mitu korda on üks gaas teisest raskem või kergem ehk milline on ühe gaasi tihedus teise suhtes. Praktikas hinnatakse sageli gaasi tihedust õhu suhtes. Sel juhul on õhu M arvväärtus 29. CO2 on õhust raskem 44/29 = 1,5 korda. Õhk on veeaurust 29/18 = 1,61 korda raskem. 89 Vesi Vesi ehk divesinikmonooksiid ehk vesinikoksiid ehk
i=1 Seega on gaasisegu keskmine molaarmass võrdne komponentide molaarmassi ja osamahu korrutiste summaga. Tuletõrjealaste praktiliste ülesannete lahendamisel, kus on vaja hinnata keskkonda tootmishoones või tehnoloogilises seadmes, tuleb kasutada gaasisegu tiheduse ja mahu väärtusi. Gaasisegu tihedust saame määrta järgmisest valemist: s = (m11 + m22 + ..... + mnn) / ms , kus 1, 2 ... n on gaasisegu komponentide tihedused. Kui on teada tihedused ja molaarmassid, siis s = r1 1 + r2 2 + ... + rn n Gaasisegu maht määratletakse kui komponentide mahtude summa. Kui on teada massiosad (lihtsuse mõttes võetakse 1 kg segu), siis komponentide mahud on: g1 / 1 ; g2 / 2 ; ....., gn / n , ja Vs = g1 / 1 + g2 / 2 + ... + gn / n (33) 3.4. Gaasisegu suhteline mahuline koostis. Kui me teame gaasisegu koostist massiosade kaudu, siis lähtudes: g = m /ms ; m = n ja ms = ksk n ksk
annaabi.ee 
