Розв’язування розрахункових задач на надлишок та вихід продукту.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Відносна атомна маса Аr – це відношення маси атома даного елемента до 1/12 маси атома Карбону.
Відносна молекулярна маса – це відношення маси молекули до 1/12 маси атома Карбону.
Мr(H₂SO₄) = 2Ar(H) + Ar(S) + 4Ar(O) = 2∙1 + 32 + 4∙16 = 98
Моль – це кількість речовини, що містить стільки молекул, атомів, іонів, електронів або інших структурних одиниць, скільки атомів міститься в 12 г ізотопу Карбону.
ν=
Молярна маса – величина, що дорівнює відношенню маси речовини до кількості речовини.
М(Х)=
Маса: m = ν∙M, m = V/ρ
Масова частка – це відношення маси даної речовини в системі до маси всієї системи.
W(X) = ,
де w(X) – масова частка речовини Х; m(X) – маса речовини, m – маса всієї системи.
Закон Авогадро: в однакових об'ємах різних газів за однакових умов (тиск, температура) міститься однакова кількість молекул.
Наслідок із цього закону: 1 моль будь-якого газу, який має однакову кількість молекул, займає однаковий об'єм. За нормальних умов (101325 Па, 0^oС) цей об'єм дорівнює 22,4 л і називається молярним об'ємом (V_m)

Молярний об’єм – це фізична величина, що дорівнює відношенню об’єму речовини до його кількості.
V_m =; V_m = 22,4 л/моль
V = V_m∙ν; V_m = М/ ρ
Нормальні умови:
• температура: 0°С, 273 К
• тиск: 1 атм, 760 мм рт. ст., 101325 Па.

Для розв’язування задач на надлишок потрібно:
1. з’ясувати насамперед, яка саме з вихідних речовин узята у надлишку, бо надлишок не реагуватиме.
2. далі обчислення робити за тією речовиною, яка прореагувала повністю.

Наприклад: До розчину, що містить 35 г нітратної кислоти, добавили 14 г кальцій оксиду. Визначте масу солі, що утворилася внаслідок реакції.

 

Дано: m(HNO3) =35г m(CaO) =14г

Розв’язання: 1) записуємо рівняння реакції (дані задачі і невідому величину пишемо над рівнянням під рівнянням підписуємо кількість речовини, молярні маси, маси речовин): 14 г 35 г Х г CaO + 2 HNO3 = Ca(NO3)2 + Н2О n=1моль 2 моль 1моль М=56г/моль 63г/моль 164г/моль m=56г 126г 164г 2) знаходимо кількість речовини кожного із продуктів для визначення надлишку і недостатності кожної з речовин (більше значення – надлишок, менше – недостача): n(CaO)=14г: 56г/моль=0,25моль n(HNO3)=35г: 63г/моль=0,55моль 0,55 моль HNO3 більше за 0,5 моль CaO, нітратна кислота взята з надлишком. Отже, подальші розрахунки треба робити не за нітратною кислотою, а за кальцій оксидом, оскільки він прореагував повністю. 3) визначаємо масу утвореної солі: 1 спосіб: з 0,25моль CaO утвориться 0,55моль Сa(NO3)2 m= ν∙М; m(Ca(NO3)2) =164г/моль ∙ 0,25моль = 41г 2 спосіб: за пропорцією Х= = 41 (г) Відповідь: маса одержаної солі склала 41г

m(Ca(NO3)2) =?

Вихід продукту – це відношення фактично добутого продукту до максимально можливого, обчисленого за рівнянням реакції.
η = ∙ 100% φ= ∙100%
Наприклад: Обчислити об’ємну частку виходу амоніаку, що утворюється під час нагрівання суміші амоній хлориду масою 160,5г з надлишком кальцій гідроксиду, якщо практично було добуто 52,42 л.

 

Дано: m(NН4Сl) =160,5 г V(NH3)пр = 52,42л

Розв’язання: 1) записуємо рівняння реакції (дані задачі і невідому величину пишемо над рівнянням під рівнянням підписуємо кількість речовини, молярні маси, маси речовин): 160,5г Х л 2NН4Сl + Са(ОН)2 = СаСl2 + 2NH3 ↑ + 2Н2О n=2моль 2моль M= 53,5г/моль Vm=22,4л/моль m =107г V= 44,8л Х= 67,2 (л) 2) Обчислюємо об’ємний вихід амоніаку: φ (NH3) = ∙ 100% φ (NH3) = ∙ 100% = 78 % Відповідь: об’ємний вихід амоніаку становить 78%.

φ (NH3)=?