Anita Grabovac
MOLARNI VOLUMEN
Molarni volumen je veličina koja se određuje za plinove. Plin se sastoji od čestica u neprestanom gibanju unutar prostora koji im je na raspolaganju. Udaljenost između čestica je velika jer su privlačne sile između čestica slabe.
Početkom 19. st. francuski znanstvenik Gay – Lussac je definirao je
Zakon volumnih omjera :
Omjeri volumena plinova koji međusobno reagiraju ili nastaju kemijskom reakcijom jesu mali cijeli brojevi, ako se mjerenja izvode pri stalnom tlaku i temperaturi.
Tek je Avogadro pretpostavio da su čestice plinova molekule.
Avogadrov zakon glasi :
Plinovi jednakih volumena pri istoj temperaturi i tlaku sadrže jednak broj čestica i jednake množine.
Drugim rječima : jednak broj molekula pri jednakim uvjetima zauzimaju jednake volumene.
Molarni volumen
Je fizikalna veličina određena omjerom volumena plina i množine. Pri istoj temperaturi i istom tlaku molarni volumen jednak je za sve plinove.
Vm = V(plina) / n(plina)
Jedinica molarnog volumena je m3/mol a češće se koristi dm3 / mol.
1 mol bilo kojeg plina pri tlaku 101 325 Pa i 0°C zauzimat će volumen od 22,4 dm3
to je standardni molarni volumen V°m
V°m = V° ( plin) / n (plin) = 22,4 dm3mol-1 pri 101,3 kPa i 0° C
Primjeri:
Izračunaj množinu plina koji zauzima volumen od 5 L pri 101,3 kPa i 0°C.
V°(plin) = 5 L
n (plin) =?
V°m = V°(plin) / n(plin)
n(plin) = V°(plin) / V°m
= 5 L / 22,4 l mol-1
= 0,22 mol
Izračunaj volumen amonijaka pri 101,3 kPa i 0°C ako je masa amonijaka 100g.
m (NH3) = 100g
V°(NH3) = ?
m (NH3) / M(NH3) = V°(NH3) / V°m
V°(NH3) = m (NH3) / M (NH3) V° m
= 100 g . 22,4 L mol -1 / 17, 03 g mol -1
= 131,53 L
Zakon o očuvanju mase (Lavoisier, Lomonosov 18. st.)
Ukupna masa tvari koje nastaju kemijskom reakcijom jednaka je ukupnoj masi tvari koje ulaze u kemijsku reakciju.
Maseni udio sastojka u smjesi
w (sastojak) = m (sastojak) / m (smjesa)
Maseni udio elementa u spoju
W (A) = m (A) / m (AxB) = XAr(A) / Mr(AxB)
Određivanje empirijske i molekulske formule
Empirijska formula prikazuje vrstu i najmanji omjer broja atoma u molekuli ili formulskoj jedinki kemijskog spoja.
npr. etin i benzen imaju empirijsku formulu CH
Molekulska formula prikazuje vrstu i broj atoma kemijskih elemenata u molekuli.
npr. molekulska formula etina je C2H2 tj. (CH)2 a benzena C6H6 odnosno (CH)6
Primjeri
1.Empirijska formula nekog organskog spoja je CH2O. Relativna molekulska masa spoja je 90,08. Odredi molekulsku formulu spoja.
CH2O
Mr (spoj) = 90,08
Molekulska formula spoja = ?
Odredi se relativna masa empirijske jedinke Er
Er(CH2O) = Ar (C) + 2 Ar(H) + Ar(O)
= 12,01 + 2 . 1.01 + 16,00
= 30,03
Podijeli se relativna molekulska masa spoja s relativnom masom empirijske jedinke.
Mr (spoj) / Er(CH2O)= 90,08/30,03 = 2,999 što je približno = 3
Molekulska formula spoja je (CH2O)3 = C3H603
Kvantitativna kemijska analiza je metoda određivanja kvantitativnog sastava nekog kemijskog spoja. Iskazuje se masenim udjelima a na osnovi tih podataka može se izračunati molekulska formula spoja.
2.Kemijskom analizom ustanovljeno je da je u nekom fosforovom oksidu maseni udio fosfora 0,4364, a kisika 0,5636. Relativna molekulska masa tog oksida je 283,88.
w(P) = 0,4364
w(0) = 0,5636
Mr( fosforov oksid) = 283,88
empirijska, molekulska formula ?
Izračuna se masa pojedinog elementa u 100 g spoja:
w(P) = m(P) / m(spoj)
U 100 g spoja je :
m (P) = w(P) . m (spoj) = 0,4364 . 100 g = 43,64g
m(0) = w(O) . m(spoj) = 0,5636 . 100 g = 56,36 g
Kako je broj jedinki razmjeran množini može se pisati :
N(P) : N(O) = n(P) : n(O)
n(P) : n(O) = m(P) / M(P) : m(O) / M(O) = 43,64g / 30,97 gmol-1 : 56,36g / 16gmol-1
= 1,4091:3,5225
Ovi odnosi prikazuju odnose brojnosti atoma i trebaju biti izraženi cijelim bojevima.Dijele se s najmanjom vrijednosti.
N(P):N(O) = 1,4091 / 1,4091 : 3,5225 / 1,4091
= 1: 2,499 = 1: 2,5 / . 2
N(P) : N(O) = 2 : 5
- empirijska formula je P2O5.
Mlekulska formula dobije se tako da se podijeli relativna molekulska masa spoja s relativnom masom empirijske jedinke
Mr(spoja)/Er(P2O5) = 283,88 / 141,94 = 2
Molekulska formula spoja je (P2O5)2 = P4O10
3.Zagrijavanjem 0,05 mola hidratne soli CaSO4 . x H2O ispari sva voda. Pri tome se masa soli smanji za 1,802 g.Koliko molekula vode sadrži molekulska jedinka te hidratne soli?
n (CaSO4 . x H2O) = 0,05 mol
m(H2O)=1,802g
N(H2O) =?
n (H2O) = m(H2O) / M(H2O) = 1,802 g / 18,02 gmol-1 = 0,1 mol
n(CaSO4 . x H2O) : n( H2O) = 0,05 mol : 0,1 mol
n(CaSO4 . x H2O) : n ( H2O) = 0,05 / 0,05 : 0,1 / 0,05 = 1:2
formula glasi: CaSO4 . 2 H2O
MOGUĆI ZADACI ZA PROVJERU
1. Za uzorak amonijaka mase 100 g izračunaj:
a) množinu (Rj. n(NH3) = 5,87mol)
b) volumen pri 101,3 kPa i 0°C (Rj. V°(NH3) = 131,5 dm3)
c) brojnost molekula (Rj. N(NH3) = 35,4 . 10 23)
2. U 1 mm 3 zlata gustoće 19,3 g/ cm3 izračunaj brojnost atoma zlata.
(Rj. N(Au) = 5,9 . 10 19 )
3. Koja je od navedenih duljina najveća?
A 1,0 . 10 -9 km
B 1,0 . 10-3 m
C 1,0. 10 6 nm
D 1,0 . 10 5 mm
E 1,0 . 10-4 cm
4. Dovrši sljedeće jednadžbe reakcija :
a) C(s) + O2(g) ’ CO(g)
b) Na(s) + H2O(l) ’ NaOH(aq) + H2(g)
c) CaCO3 (s) + HCl(aq) ’ CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)
d) SbCl3(aq) + H2S(g) ’ Sb2S3(s) + HCl(aq)
e) Al2O3(l) ’Al(l) + O2(g)
f) NaHCO3(s) ’ Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)
g) Zn(s) + I2(s) ’ ZnI2(s)
5. Maseni udio vode u mlijeku je 87,7%, bjelančevina 3,2%, masti 3,6
%, mliječnog šećera 5,5 %. Izračunaj masu svih sastojaka u 1L
mlijeka ako je gustoća mlijeka 1,029 g/cm3
(Rj. m(H2O) = 902,4g ; m(mast) = 37,04g ; m(bjelanč.)= 32,93 g ;
m(šećer) = 56,60 g)
6. Izračunaj: a) maseni udio kisika, b) maseni udio kristalne vode u
100g gipsa (CaSO4 . 2H2O) Rj. w(O) = 55,75 % , w(H2O) = 20,93%
7. Umjetno gnojivo je načinjeno miješanjem jednakih masa kalijevog
nitrata (KNO3) i amonijevog fosfata ((NH4)3PO4). Izračunaj koliki je u
tom gnojivu maseni udio :a) fosfora (Rj. 10,39 %) , b) dušika (Rj. 21,03
%) i c) kalija (Rj. 19,43%).
8. Analizom nekog kromovog spoja ustanovljeno je da je maseni udio
kalija w(K) = 26,57%, kroma w(Cr) =35,36 % i kisika w(O) = 38,07 %.
Izračunaj empirijsku formulu spoja. (Rj. K2Cr2O7)
9. Sastav spoja iskazan masenim udjelima je w(H) = 2, 24%, w(C) =
26,65% i w(O) = 71,11%. Relativna molekulska masa spoja je 90.
Izračunaj molekulsku formulu spoja. (Rj. H2C2O4 )
10. Ako se bakar grije sa suviškom sumpora, nastaje bakrov (I)
sulfid. Kolika je masa tog sulfida koji se može dobiti zagrijavanjem
100g bakra s 50g sumpora?
( Rj. m(Cu2S) =125g)
11. a) Koliko željezovog (III) oksida nastaje potpunom oksidacijom 100g željeza?
b) Koliki je utrošeni volumen kisika pri 1 bar i 0°C?
(Rj. a) m(Fe2O3) = 143 g, b) V°(O2) = 30,1 dm3 )
12. Neki spoj sastoji se od 0,0887 mola kalija, 2,65 . 10 22 atoma ugljika i 0,132 mola atoma kisika. Odredi empirijsku formulu spoja!
(K2CO3)
13. 3,245 g uzorka titan – klorida reducirano je do elementarnog titana. Masa titana iznosila je 0,819g. Odredi formulu spoja ! (TiCl4)
14. Odredi empirijsku formulu manganoksida u kojemu je maseni udio mangana 0,696 ! (Mn2O3)
15. Enzim peroksidaza izoliran iz eritrocita ima 0,29% selena. Koja je najmanja moguća molekulska masa tog enzima, ako pretpostavimo da u 1 molu enzima ima 1 mol selena? (2,7 . 104 g/ mol)
16. Produkti izgaranja saharoze jesu ugljik(IV)- oksid i voda. Kolika je masa saharoze koja može sagorjeti s 5 mola čistog kisika? (142,5g)
17. Kolika je masa živog vapna, CaO, koje se može proizvesti termičkom razgradnjom 1 tone vapnenca u kojem je maseni udio čistog kalcijevog karbonata 0,90? (504 kg)
Pripremila i objavila:
Anita Grabovac
Post je objavljen 31.08.2009. u 11:26 sati.