Investeşte în oameni !FONDUL SOCIAL EUROPEANProgramul Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 –2013 Axa prioritară nr. 1 „Educaţiaşiformareaprofesionalăînsprijinulcreşteriieconomiceşidezvoltăriisocietăţiibazatepecunoaştere”Domeniul major de intervenţie 1.2 „Calitateînînvăţământulsuperior”

Numărulde identificareal contractului:POSDRU/156/1.2/G/138821 Beneficiar:UniversitateaPOLITEHNICA din BucureştiTitlulproiectului: Calitate, inovare, comunicare-instrumenteeficienteutilizatepentrucreştereaaccesuluişipromovabilităţiiînînvăţământulsuperior tehnic

Activitatea A5. Introducerea unor module specifice de pregătire a studenţilor în vederea asigurării de şanse egale

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

1

MODUL DE INSTRUIRE: CHIMIE

Curs: 7

Grupele: G1, G2, G3

Formator: AlinaMarietaSIMION

Noiembrie / 2015

2

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

RECAPITULARE

1) Sǎ se stabileascǎ poziţia în sistemul periodic a elementului cu Z= 26

Rezolvare:

Configuraţia electronicǎ a elementului este:

1s22s22p63s23p64s23d6

1s22s22p63s23p63d64s2

=> metal tranziţional (deoarece in curs de ocupare este substratul 3d)

=> perioada a 4-a (deoarece are 4 straturi electronice), grupa a 8-a (a 6-

a secundarǎ, deoarece are 8 electroni pe ultimul strat şi in substratul aflat

in curs de completare)

2) Arǎtaţi care din transformǎrile urmǎtoare sunt corecte:

Cl + 1e → Cl- A

He - 2e → He2+ A

H + 1e → H+ F

S + 2e → S2- A

Al - 3e → Al3- F

3

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

3) Arǎtaţi care din urmǎtoarele afirmaţii sunt greşite:

a) un atom al unui element din perioada a 3-a va ceda 3e- F

b) un atom al unui element din perioada a 4-a va avea 4 substraturi F

c) un atom al unui element din grupa a 6-a principalǎ şi perioada a 4-a, va

ceda 4 e- transformându-se într-un ion cu 4 sarcini poztive F

d) un atom al unui element din grupa a 6-a principalǎ va accepta 2e

transformqndu-se într-un ion cu 2 sarcini negative A

4) Precizaţi tipul de legǎturi chimice din urmǎtorii compuşi: amoniac, apǎ,

bromurǎ de potasiu, hidroxid de magneziu, oxid de calciu, acid fosforic,

etanol, sulfat de sodiu

Rezolvare:

NH3 , H2O– legǎturi covalente polare

KBr, Mg(OH)2, CaO, Na2SO4 – legǎturi ionice; legǎturi

covalente în ionul SO42-

H3PO4 – legǎturi covalente polare

CH3CH2OH – legǎturi covalente polare (C-O, O-H) şi

nepolare (C-C, C-H)

4

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

5) Egalaţi reacţia redox:

Cl2 + KOH + H2O2 → KCl + O2 + H2O

Rezolvare:

Cl0 + 1e → Cl-1

O-1 - 2e → O0

Cl2 + 2KOH + H2O2 → 2KCl + O2 + 2H2O

6) Scrieţi reacţiile de ionizare ale acidului fosforic.

Rezolvare:

H3PO4 + H2O H2PO4- + H3O

+

H2PO4 + H2O HPO42- + H3O

+

HPO4 + H2O PO43- + H3O

+

5

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

7) Pentru un amestec alcǎtuit din 440 L oxigen şi 220 L dioxid de

carbon (c.n.), sǎ se calculeze:

a) procentele molare, volumetrice şi masice

b) fracţiile molare, volumetrice şi masice

Rezolvare:

se calculeazǎ numǎrul de moli de gaze cu formula: n = V / 22,4

şi masa fiecǎrui gaz cu formula n = V / 22,4 = m / M;

se calculeazǎ numǎrul total de moli si masa totalǎ a amestecului

MO2 = 32; MCO2 = 44

=> nO2 = 19,64 moli; nCO2 = 9,82 moli; nt = 29,46 moli amestec

=> mO2 = 628,48g; mCO2 = 432,08g; mt = 1060,56 g amestec

6

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Pentru gaze, procentele molare sunt egale cu procentele volumetrice

% O2 = % vol.O2 = 19,64/29,46 = 440/660 = 66,67% (molar)

% CO2 = % vol.CO2 = 9,82/29,46 = 220/660 = 33,33% (molar)

% O2 = 628,48/1060,56 = 59,25%; (masic)

% CO2 =432,08/1060,56 = 40,75% (masic)

Fracţia molarǎ/masicǎ/volumetricǎ (x) a unui component dintr-un

amestec se calculeazǎ ca raportul dintre numǎrul de moli/masa/volumul)

de component şi numǎrul total de moli/masa totalǎ/volumul total al

amestecului.

Au valori subunitare, iar suma fracţiilor componenţilor este egalǎ cu 1.

=> xO2 = 19,64/29,46 = 0,67 ; xCO2 = 0,33 (molar/vol.);

=> xO2 = 628,48/1060,56 = 0,59 ; xCO2 = 0,41 (masic)

7

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

8. Sǎ se calculeze ce cantitate de NaOH este necesarǎ pentru a

neutraliza 196g H2SO4

Rezolvare:

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O

196g acid = 2 moli => 4 moli NaOH necesari => 160g NaOH

9. Sǎ se calculeze ce volum de H2O (vapori) se formeazǎ prin

combinarea a 80 g oxigen lichid cu cantitatea stoichiometricǎ de

hidrogen (amestecul de H2 si O2 este folosit drept combustibil in

motoarele rachetelor - naveta spatiala americana sau rachetele

europene de tip Ariane).

Rezolvare:

2H2 + O2 → 2 H2O

80g O2 = 2,5 moli => 2,5 x 22,4 L = 56 L

8

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Soluţii

Soluţiile sunt sisteme monofazice, deci amestecuri omogene cu

compoziţie variabila, alcătuite din două sau mai multe substanţe, numite

componenţi, între care se exclud reacţiile chimice

Prin amestec omogen se

înţelege ca subtanţele ce

compun o soluţie nu sunt

perceptibile cu ochiul liber, sau

chiar cu microscopul, nici nu

sunt separabile prin mijloace

mecanice, ca filtrare,

centrifugare etc.

9

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

O soluţie este alcatuita din componenta care dizolvă şi care

este de obicei în cantitate mai mare, numita solvent (dizolvant)

şi componenta care se dizolvă, numită solvat (solut, dizolvat).

10

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Clasificare

A. Din punct de vedere al stării lor fizice:

a. Gazoase: gaz în gaz: gazele sunt miscibile în orice proporţie

b. Lichide:

- gaz în lichid: CO2 în apa

- lichid în lichid: etanol în apa

- solid în lichid: sare sau zahăr în apa

c. Solide: compuse din două sau mai multe metale rezultând aliaje

11

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

B. După numărul componenţilor:

a. soluţii binare

b. soluţii ternare

c. soluţii multicomponente

C. După concentraţie:

a. soluţii diluate

b. soluţii concentrate

D. După proprietăţile termodinamice (în particular după forma

potenţialului chimic):

a. soluţii ideale (proprietăţile lor sunt dirijate de reguli simple şi

sunt independente de natura chimică a componenţilor, depind

însă de concentraţie)

b. soluţii reale (manifestă abateri de la comportarea ideală,

proprietăţile lor depind de natura componenţilor, de interacţiile

în soluţie între particulele substanţei dizolvate şi intensitatea

acestora).

12

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Mărimi şi unităţi pentru exprimarea

concentraţiei soluţiilor

Concentraţia unei soluţii exprimă raportul dintre substanţa

dizolvată şi soluţie sau solvent.

Există numeroase moduri de exprimare/calcul a concentraţiei

soluţiilor, în funcţie de unităţile de măsură în care se exprimă cele

două componente (dizolvatul şi soluţia sau solventul)

Concentraţia procentuală

Concentraţia molară (molaritatea)

Concentraţia normală (normalitatea)

Concentraţia molală (molalitatea)

Fracţia molară

Titrul soluţiei

Factorul soluţiei

13

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Concentraţia procentuală

Concentraţia procentuală de masă: reprezintă cantitatea de

substanţă dizolvată, exprimată în grame din 100 grame de soluţie.

Se foloseşte pentru lichide.

c%m = md

ms100

c %m - concentraţia procentuală de masă [%];

md = masa solutului [g];

ms = masa soluţiei [g] = md+msolv

msolv = masa solventului [g].

Concentraţia procentuală de volum: exprimă numărul de litri de

dizolvat din 100 mL de soluţie.

Se foloseşte pentru gaze.

c %v - concentraţia procentuală de volum [%];

Vd = volumul solutului [mL];

Vs = volumul soluţiei [mL] = Vd+Vsolv

Vsolv = volumul solventului [mL].

c%v = Vd

Vs100

14

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Concentraţia molară (molaritatea)

Concentraţia molară reprezintă numărul de moli de

substanţă dizolvată într-un litru de soluţie.

m =md

Md Vs

m = concentraţia molară [mol/L];

md = masa solutului [g];

Md = masa molară a solutului [g].

Vs = volumul de soluţie [mL]

Exemplu:

1000 mL de soluţie în care este dizolvat 1 mol dintr-o substanţă

anume prezintă o concentraţie molară de 1M (se citeşte „unu molar”).

15

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Concentraţia normală (normalitatea)

Concentraţia normală reprezintă numărul de

echivalenţi-gram de solut dintr-un litru de soluţie.

m = concentraţia molară [val/L];

md = masa solutului [g];

Egd = echivalentul-gram al solutului [g].

Vs = volumul de soluţie [mL]

Exemplu:

1000 mL de soluţie în care este dizolvat 1 echivalent-gram dintr-o

substanţă anume prezintă o concentraţie molară de 1N (se citeşte „unu

normal”).

n =md

Egd Vs

16

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Obs. Calcularea valorii unui echivalent-gram (val) se realizează în

mod diferit, în funcţie de substanţa luată în discuţie:

element sau ion: E = A / valenţă

bază: E = M / nr. grupe OH

acid: E = M / nr. protoni cedati

sare: E = M / nr. cationi x sarcină cationi

17

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Concentraţia molală (molalitatea)

Concentraţia molală este definită ca fiind moli de solut la 1000 grame

de solvent.

a =md 1000

Md msolv

a = concentraţia molală [mol/1000g];

md = masa solutului [g];

Md = masa molară a solutului [g].

msolv = masa de solvent [g]

18

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Fracţia molară

Fracţia molară reprezintă numărul de moli ai unui compus

raportat la numărul total de moli din amestec

În cazul unei soluţii compusă din na moli de substanţă a, nb

moli din substanţa b, nc moli din substanţa c etc., se defineşte

fracţia molară a substanţei a: (xa)

Xa =na

na + nb + nc + ..... + nnsau

ni

ni

i = 1

nXi =

Suma fracţiilor molare ale tuturor componentelor soluţiilor = 1:

Xa+Xb+Xc+ …. + Xn =1

19

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Titrul soluţiei

Titrul soluţiei reprezintă cantitatea de substanţă dizolvată,

exprimată în grame, într-un mililitru de soluţie:

T =md

Vs

T = titrul soluţiei [g/mL];

md = masa solutului [g];

Vs = volumul de soluţie [mL]

20

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1

Factorul soluţiei

Factorul soluţiei (F) este un factor de corecţie al concentraţiei unei

soluţii, şi este numărul care arată corespondenţa dintre un mL soluţie

aproximativ normală şi o soluţie exact normală.

Exemplu: pentru o soluţie exactă 0,1N de NaOH titrul teoretic este de

0.004. Pentru o soluţie aproximativ 0,1 N să presupunem că titrul real

este 0.004328. Factorul acestei soluţii va fi:

F = Treal/Tteoretic = 0,004328 / 0,0040 = 1,0820

Aceasta înseamnă ca la 1mL din soluţia noastră corespund 1.082 mL

din soluţia exact 0.1N.

o Aplicatii

o Discutii

21

PO

SDR

U/1

56

/1.2

/G/1

38

82

1