Cap.III. Reacția de combinare.

• Probleme rezolvate.
• Exerciții.
• Test de autoevaluare.

Probleme rezolvate.

Problemă rezolvată - Calcule stoechiometrice cu procente de masă.

3.1. O sârmă de alamă de 70 g conține 60% cupru. Ea este încălzită în flacăra unei spirtiere. Determină masa de oxid de cupru II obținută.

Rezolvare:

• Scriem reacția chimică și apoi o egalăm (scriem ecuația chimică):

  • 2Cu + O₂ = 2CuO

  • Aceasta se citește astfel: 2 moli de cupru reacționează cu 1 mol de oxigen și formează 2 moli de oxid de cupru II.

• Aflăm masa de cupru din aliajul său numit alamă:

• Citim datele problemei și subliniem substanțele care se dau și cele care se cer și le trecem sub substanțe:

• Numai pentru substanțele subliniate, deasupra lor se notează masele molare înmulțite cu coeficienții respectivi din fața substanței.

  • Calculăm masa molară a oxidului de cupru II:

  • μCuO = 1∙ A_Cu + 1 ∙ A_O = 64 + 16 = 80 g/mol

• Din proporția astfel obținută se calculează necunoscuta:

Problemă rezolvată - Calcule stoechiometrice cu procente de masă.

3.2. 44 g oțel reacționează cu oxigenul la cald. Știind că se obține 60 g magnetită, află procentul de fier și al celuilalt element din oțel.

Rezolvare:

• Scriem reacția chimică și apoi o egalăm (scriem ecuația chimică):

  • 3Fe +2O₂ = Fe₃O₄

  • Aceasta se citește astfel: 3 moli de fier reacționează cu 2 moli de oxigen și formează 1 mol de magnetită.

• Citim datele problemei și subliniem substanțele care se dau și cele care se cer și le trecem sub substanțe:

• Numai pentru substanțele subliniate, deasupra lor se notează masele molare înmulțite cu coeficienții respectivi din fața substanței.

  • Calculăm masa molară a magnetitei :

  • μFe₃O₄ = 3 ∙ A_Fe + 4 ∙ A_O = 3∙ 56 + 4 ∙ 16 = 168 + 64 = 232 g/mol

• Din proporția astfel obținută se calculează necunoscuta:

• Aflăm procentul de fier din aliajul său numit oțel, cu regula de trei simplă :

• Oțelul este aliajul fierului cu carbonul. Aflăm procentul carbonului din oțel: 100- 98,72 = 1,28 % C.

Problemă rezolvată - Calcule stoechiometrice cu concentrații procentuale de masă și cu volum molar.

3.3. 365 g soluție de acid clorhidric 30% reacționează cu amoniac.

Se cere:

a) Ce masă de clorură de amoniu se obține ?

b) Ce volum de amoniac este necesar pentru a reacționa cu acidul clorhidric ?

Rezolvare:

• Scriem reacția chimică și apoi o egalăm (scriem ecuația chimică):

  • HCl + NH3 = NH4Cl

  • Aceasta se citește astfel: 1 mol de acid clorhidric reacționează cu 1 mol de amoniac și formează 1 mol de clorură de amoniu.

• Aflăm masa de acid clorhidric din soluția dată:

• Citim datele problemei și subliniem substanțele care se dau și cele care se cer și le trecem sub substanțe:

• Numai pentru substanțele subliniate, deasupra lor se notează masele molare înmulțite cu coeficienții respectivi din fața substanței.

  • Calculăm masa molară a HCl și NH₄Cl :

  • μHCl = 1∙ A_H + 1 ∙ A_Cl = 1 + 35,5 = 36,5 g/mol

  • μNH₄Cl = 1∙ A_N + 4 ∙ A_H + 1 ∙ A_Cl = 14 + 4 ∙ 1 + 35,5 = 53,5 g/mol

• Din proporțiile astfel obținute se calculează necunoscutele:

Problemă rezolvată - Calcule stoechiometrice cu exces de substanță.

3.4. 20 L clor reacționează cu 11,2 L hidrogen.

Se cere:

a) Ce reactant este în exces și care este excesul de volum al acestuia?

b) Masa acidului clorhidric obținut.

Rezolvare:

• Scriem reacția chimică și apoi o egalăm (scriem ecuația chimică):

  • Cl₂ + H₂ = 2HCl ↑

  • Aceasta se citește astfel: 1 mol de clor reacționează cu 1 mol de hidrogen și rezultă 2 moli de acid clorhidric.

• Citim datele problemei și subliniem substanțele care se dau și cele care se cer și le trecem sub substanțe:

• Calculăm masa molară a HCl:

  • μ HCl = 1 ∙ A_H + 1 ∙ A_Cl = 1 ∙ 1 + 1 ∙ 35,5 = 36,5 g/mol

• Deoarece 1 mol de clor reacționează cu 1 mol de hidrogen, înseamnă că clorul este în exces. Clorul trebuie să aibă același volum cu cel al hidrogenului.

  • V_exces = 20 L – 11,2 L = 8,8 L exces Cl₂

• Din proporțiile astfel obținute se calculează necunoscutele:

Problemă rezolvată - Calcule stoechiometrice cu exces de substanță.

3.5. 168 g fier reacționează cu 112 L clor.

Se cere:

a) Ce reactant este în exces și care este excesul de volum al acestuia?

b) Excesul de masă al reactantului.

Rezolvare:

• Scriem reacția chimică și apoi o egalăm (scriem ecuația chimică):

  • 2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃

  • Aceasta se citește astfel: 2 moli de fier reacționează cu 3 moli de clor și rezultă 2 moli de clorură de fier III.

• Citim datele problemei și subliniem substanțele care se dau și cele care se cer și le trecem sub substanțe:

• Calculăm masa molară a Cl₂:

  • μ Cl₂ = 2 ∙ A_Cl = 2 ∙ 35,5= 71 g/mol

• Calculăm raportul molar al reactanților conform ecuației chimice:

  • υ₁ Fe : υ₂ Cl₂ = 2 : 3

• Calculăm numărul de moli al fiecărui reactant din datele problemei:

• Calculăm volumul de clor care trebuie să reacționeze cu 168 g Fe, din ecuația chimică:

• Calculăm volumul de clor în exces:

  • V_exces = 112 L – 100,8 L = 11,2 L exces Cl₂

• Calculăm excesul de moli de clor:

• Calculăm masa de clor în exces din formula nr. de moli:

Exerciții.

Exerciții recapitulative - Reacția de combinare.

3.6. Completează următoarele afirmații:

a) Reacția de combinare este reacția în care se obține…………………produs de reacție.

b) Schema reacției de combinare este :

c) Reactanții pot fi atât substanțe …………………, cât și substanțe ……………… .

d) …………………………………… este întotdeauna o substanță compusă.

3.7. Completează formulele chimice ale substanțelor lipsă și apoi scrie ecuațiile chimice:

a) Br₂ + H₂ → …….

b) Ag + ….. → Ag₂O

c) MgO + H₂O →……

d) NO + O₂ → NO₂

e) …… + H₂ → HF

f) HCl + NH₃ → ….

g) Ca + I₂ → ……

h) …… + F₂ → ZnF₂

i) Al + S →…….

j) …… + O₂ → Fe₃O₄

3.8. Calculează masa de clorură de cupru obținută în urma reacției dintre 450 g fier de puritate 70% cu clorul. Ce volum de clor trebuie introdus în reacție?

3.9. 40 L hidrogen reacționează cu 90 g fluor. Se cere:

a) Care reactant este în exces ?

b) Excesul reactantului.

c) Volumul de acid fluorhidric obținut.

Test de autoevaluare.

Test de autoevaluare - Reacția de combinare.

3.10. Completează formulele chimice ale substanțelor lipsă și apoi scrie ecuațiile chimice: 8spații libere x 0,25p = 2p

a) I₂ + H₂ → …….

b) HCl + NH₃ → ….

c) Fe + O₂ → ……

d) K + S → …….

e) Zn + ….. → ZnO

f) CaO + H₂O →……

g) SO₂ + ……→ SO₃

h) …… + H₂ → HBr

3.11. Se dă următoarea schemă:

a) Determină reactanții cu care hidrogenul reacționează pentru a forma substanțele chimice din schemă. -0,75p

b) Scrie ecuațiile chimice ale celor trei reacții chimice. -0,75p

c) Ce mase de amoniac, metan, respectiv acid fluorhidric se obțin din 20g de hidrogen? Se dau masele atomice: A_H = 1, A_N = 14, A_C = 12, A_F = 19. -1,5p

3.12. 67,2 L de dioxid de carbon reacționează cu apa. Ce masă de sifon se obține? Se dau masele atomice: A_H = 1, A_C = 12, A_O = 16. -1,5p

3.13. Ce masă de bromură de cupru se formează din 400 g cupru de puritate 80%? Se dau masele atomice: A_Cu = 64, A_Br = 80. -1,5p

Oficiu -2p