Autor: prof. Aurelia Cezar, Scoala ,,Ciprian Porumbescu,, Constanta

Unitate de coninutTema: Concentratia molara a solutiilor Clasa: a IX-a Tipul leciei: lecie mixt Obiective cognitive: La sfarsitul lectiei elevii trebuie: Ol - Sa cunoasca diferite modalitati de exprimare a concentratiei solutiilor (procentuala, molara). O2- Sa stie algoritmul de calcul al concentratiilor solutiilor: procentuala, molara. O3- Sa cunoasca aplicabilitatea diferitelor modalitati de exprimare a concentratiei. Obiective operationale: La sfarsitul lectiei elevii trebuie sa fie capabili: O1 - Sa deduca formulele de calcul pentru concentratia molara. O2 - Sa prepare experimental solutii de diferite concentratii molare. O3 - Sa rezolve probleme si exercitii referitoare la concentratia solutiilor (concentratia procentuala si concentratia molara). O4 - Sa faca corelatii intre concentratia procentuala si cea molara. Strategii didactice: a) Metode si procedee: Experimentul, conversatia euristica, descoperirea dirijata, algoritmul, rezolvarea de exercitii si probleme. b) Mijloace de invatamant: Manual, culegere, sistem periodic, fisa de activitate independenta, ustensile de laborator, substante chimice. Organizarea procesului de predare-invatare Informatie: Deoarece numeroase reactii chimice au loc in solutie este necesara cunoasterea concentratiei solutiilor. Concentratia este un termen general care exprima cantitatea de solut dizolvat intr-o masa sau un volum de solvent sau solutie.

Autor: prof. Aurelia Cezar, Scoala ,,Ciprian Porumbescu,, Constanta Intrebare: Ce modalitati de exprimare a concentratiei cunoasteti? Raspuns: Concentratia procentuala. Inlrebare: Ce reprezinta concentratia procentuala? Raspuns: Concentratia procentuala reprezinta masa de solut exprimata in grame substan dizolvat n 100 g soluie. Informatie: O alta modaliate de exprimare a concentratiei este concentratia molara (cm) sau molaritatea. Concentratia molara reprezinta numarul de moli de substanta dizolvata intr-un litru de solutie. Intrebare: Cum se calculeaza numarul de moli dintr-o substanta dizolvata intrun litru de solutie stiind ca in VS litri de solutie sunt dizolvati n moli de solvat? Indicatie: Folositi relatia de calcul a numarului de moli: n = md/M, unde md= masa de substanta dizolvata; M = masa molara a dizolvantului. Raspuns: VS lsolutie .n = md/M moli solut 1 lsolutie .x m d/M X = -----------------= CM Vs. l Concluzie: md CM = --------------M.Vs Informatie: Concentratia molara se exprima in moli/l. Exemplu: - o solulie 2 M HCl (dublu molara) contine 2 moli HCI dizolvati intr-un litru de solutie; - o solutie 0,1 M HCI (decimolara) contine 0,1 moli HCl intr-un litru de solutie; - o solutie 0,01 M HCl (centimolara) contine 10-2 moli HCl intr-un litru de solutie. Informatie: Pentru a prepara o solutie de concentratie molara cunoscuta se parcurg urmatoarele etape: 1) Se calculeaza numarul de moli de solut necesari si masa de solut necesara. 2) Se cantareste masa de solut necesara si se introduce printr-o palnie de

Autor: prof. Aurelia Cezar, Scoala ,,Ciprian Porumbescu,, Constanta sticla intr-un balon cotat. 3) Se adauga un volum mic de apa distilata si se agita pana la dizolvarea completa a solutului. 4) Se adauga apa pana la semn. Tinand cont de indicatiile de mai sus se efectueaza experimentul 1 din "Fisa de activitate independenta". Rezolvare: Se calculeaza numarul de moli de K2Cr2O7, necesari: 1 lsolutie ..................................................0,1 moli K2Cr2O7 0, 5 lsolutie ..............................................x 0,5.0,1 x = ----------------------------------= 0,05 moli K2Cr2O7, 1 Se calculeaza masa de K2Cr2O7, necesara: M(K2Cr2O7) = 294 m(K2Cr2O7) = 0,05.284 - 14,7 g K2Cr2O7 Informatie: Pe baza concentratie molare a solutiilor se pot efectua diverse calcule. Se efectueaza activitatea independenta 1 din "Fisa de activitate independenta". Raspuns: Datele problemei VS = 1500 ml CM= l M ----------------md = ? Rezolvarea problemei Relatii de calcul: md CM =----------------M.Vs Calcule preliminarii: M(H2S04)=2+32+64=98 VS = 1500 ml= 1,5l Stabilirea si determinarea necunoscutei md = cM.M.Vs = 1.98.1,5 = 147 g H2SO4 Rezolvarea problemei: 1 l solutie 1.98 g H2SO4 1, 5l solutie. x x= 1,5.1.98 = 147 g H2SO4

Se efectueaza punctul a al experimentului 2 din "Fisa de activitate independenta"

Autor: prof. Aurelia Cezar, Scoala ,,Ciprian Porumbescu,, Constanta Raspuns: Datele problemei Vs(2) = 250 ml solutie HCl cM(2) = 2 M cl = 30% l = 1,17 g/ml ----------------------- ----VS(1) = ? Rezolvarea problemei Relatii de calcul: md m cM = ------------- ; p = ------------M.VS V Calcule preliminarii: Componenti: - solutia (1): - HCl md(l) = md(2) - H20 - m(H2O)(l) - solutia (2): - HCl md(1) = md(2) - H20 - m(H20)(2)= = m(H20)(1) + m(H20 adugata) MHCl = 1+ 35,5 = 36,5g/mol VS(2) = 250 ml= 0,25 l Stabilirea si determinarea necunoscutelor: md(2) = cm(2).M.Vs(2)= 2.36,5.0,25 = 18,25 g HCl md(1).100 18,25.100 ms(l) = -----------= ------------ = 60,83 g sol. HCl c1 30 Ml 60,83 VS(1) = --------- = --------------= 51,99 ml sol.HCl30% 1 1,17 Se efectueaza punctul b al experimentului 2 din "Fisa de activitate independenta". Raspuns: Relatia intre concentratia procentuala c% si concentratia molara cm a unei solutii este de forma: C% .10 CM = ------------------------------M unde: = densitatea (g/cm3); M = masa moleculara Se efectueaza punctul c al experimentului 2 din "Fisa de activitate independenta". Raspuns: Se introduc intr-un balon cotat de 250 ml, 52 ml solutie de acid clorhidric 30% masurati corect cu pipeta. Se efectueaza activitatea independenta 2 din "Fisa de activitate independenta" Raspun

Autor: prof. Aurelia Cezar, Scoala ,,Ciprian Porumbescu,, Constanta

Datele problemei VS(2) = 100 ml sol.HCI 3 M cM(1) = 0,25 M cM(2) = 3 M --------------------------------VS(1) = ?

Rezolvarea problemei Relatii de calcul: md CM = ----------------M.Vs Calcule preliminarii: Componenti: - solutia (1) Ca(OH)2: md(l) +H20 - solutia (2) HCl: md(2) +H2O M(Ca(OH)2) = 40 + 2(16+1) = 74g/mol M(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5g/mol Vs(2) = 100 ml= 0, 1l Ecuatia reactiei chimice: Ca(OH)2 + 2HCl -> CaCl2 + 2H20 Stabilirea si determinarea necunoscutelor: md(2) = cM(2).M(2).Vs(2) = 3.36,5.0,1 = 10,95 g HCl Calcularea md(1) stoechiometric pe baza principiului participarii numai a substantelor pure la reactie: md(1) 10,95 Ca(OH)2 + 2HCl -> CaCl2 + 2H20 74 g 2.36, 5 g 10,95.74 m,d(l) = -------------- = 11, 1 g Ca(OH)2 2.36, 5 md(1) 11,1 VS(1) = ------ = ------- =0,61 sol.Ca(OH)2 0,25 M cM(l)Ml 0,25.74

Observatie: Reactia de neutralizare sta la baza unei metode de analiza volumetrica. Tema: Activitatea independenta 3 din "Fisa de activitate independenta", diferentiat: integral pentru elevii buni; punctele a, b pentru elevii slabi si mediocri. La sfarsitul lectiei se efectueaza testul de progres nr.4 (10.4 - Teste de evaluare. Interpretari). FISA DE ACTIVITATE INDEPENDENTA Experimentul 1 Aveti la mesele de lucru baloane cotate, palnii de sticla, apa distilata, bicromat

Autor: prof. Aurelia Cezar, Scoala ,,Ciprian Porumbescu,, Constanta de potasiu. Preparati 500 cm3 solutie de bicromat de potasiu 0,1 M urmarind etapele indicate de profesor. Se dau: AK = 39; ACr. = 52; Ao = 16 Calculele necesare: Activitate independenta 1 Cate grame de acid sulfuric sunt necesare pentru a obtine 1500 ml solutie 1 M H2SO4? Indicatie: Rezolva in doua moduri! Rspuns:

Experimentul 2 Aveti la mesele de lucru baloane cotate, pipete, para de cauciuc, apa distilata, solutie concentrata de acid clorhidric. Atentie! Solutia concentrata de acid clorhidric ataca pielea si imbracamintea si nu se aspira in pipeta decat cu para de cauciuc. a) Calculati volumul de solutie de acid clorhidric 30% necesar pentru prepararea a 250 ml solutie de acid clorhidric 2 M. Se considera densitatea solutiei de acid clorhidric 30% ca find = 1,17 g/cm3. Rspuns: b) Stabileste o relatie matematica intre concentratia procentuala si concentratia molara a unei solutii. Rspuns: c) Modul de lucru: Pentru a prepara 250 ml solutie de acid clorhidric 2 M introduceti in balonul cotat de 250 ml,.. ml solutie de acid clorhidric 30% calculat la punctul a. Indicatie: Masurati corect cu pipeta! Completati apoi pana la semn cu apa distilata, in mai multe etape, cu agitare.

Autor: prof. Aurelia Cezar, Scoala ,,Ciprian Porumbescu,, Constanta Se lasa in repaus pentru a se scurge apa de pe peretii balonului si se aduce corect la semn. Activitate independenta 2 Ce volum de solutie 0,25 M de hidroxid de calciu este necesar pentru a neutraliza 100 ml solutie de acid clorhidric 3 M? Rspuns: Activitate independenta 3 Un chimist trebuie sa dilueze un volum de solutie de acid sulfuric 82% ( =1,75 g/cm) cu trei volume de apa distilata ( = 1 g/cm3). a) Calculeaza concentratia molara a solutiei de H2SO4 82%. Rspuns: b) Determina prin calcul concentratia procentuala si molara a solutiei de H2SO4 rezultata prin diluare. Rspuns: a) Peste 100 g solutie diluata de H2SO4 se adauga KOH solid, astfel incat concentratia solutiei de H2SO4 devine 10%. Calculeaza masa de KOH adaugata. Rspuns: FISA DE ACTIVITATE INDEPENDENTA (rezolvare) Experimentul 1 Aveti la mesele de lucru baloane cotate, palnii de sticla, apa distilata, bicromat de potasiu. Preparati 500 cm3 solutie de bicromat de potasiu 0,1 M urmarind etapele indicate de profesor. Se dau: AK = 39; ACr. = 52; Ao = 16 Calculele necesare: Se calculeaza numarul de moli de K2Cr2O7, necesari: 1 lsolutie ..................................................0,1 moli K2Cr2O7

Autor: prof. Aurelia Cezar, Scoala ,,Ciprian Porumbescu,, Constanta 0, 5 lsolutie ..............................................x 0,5.0,1 x = ----------------------------------= 0,05 moli K2Cr2O7, 1 Se calculeaza masa de K2Cr2O7, necesara: M(K2Cr2O7) = 294 m(K2Cr2O7) = 0,05.284 - 14,7 g K2Cr2O7 Activitate independenta 1 Cate grame de acid sulfuric sunt necesare pentru a obtine 1500 ml solutie 1 M H2SO4? Indicatie: Rezolva in doua moduri! Rspuns: Datele problemei VS = 1500 ml CM= l M ----------------md = ? Rezolvarea problemei Relatii de calcul: md CM =----------------M.Vs Calcule preliminarii: M(H2S04)=2+32+64=98 VS = 1500 ml= 1,5l Stabilirea si determinarea necunoscutei md = cM.M.Vs = 1.98.1,5 = 147 g H2SO4 Rezolvarea problemei: 1 l solutie 1.98 g H2SO4 1, 5l solutie. x x= 1,5.1.98 = 147 g H2SO4

Experimentul 2 Aveti la mesele de lucru baloane cotate, pipete, para de cauciuc, apa distilata, solutie concentrata de acid clorhidric. Atentie! Solutia concentrata de acid clorhidric ataca pielea si imbracamintea si nu se aspira in pipeta decat cu para de cauciuc. a) Calculati volumul de solutie de acid clorhidric 30% necesar pentru prepararea a 250 ml solutie de acid clorhidric 2 M. Se considera densitatea

Autor: prof. Aurelia Cezar, Scoala ,,Ciprian Porumbescu,, Constanta solutiei de acid clorhidric 30% ca find = 1,17 g/cm3. Rspuns: Datele problemei Vs(2) = 250 ml solutie HCl cM(2) = 2 M cl = 30% l = 1,17 g/ml ----------------------- ----VS(1) = ? Rezolvarea problemei Relatii de calcul: md m cM = ------------- ; p = ------------M.VS V Calcule preliminarii: Componenti: - solutia (1): - HCl md(l) = md(2) - H20 - m(H2O)(l) - solutia (2): - HCl md(1) = md(2) - H20 - m(H20)(2)= = m(H20)(1) + m(H20 adugata) MHCl = 1+ 35,5 = 36,5g/mol VS(2) = 250 ml= 0,25 l Stabilirea si determinarea necunoscutelor: md(2) = cm(2).M.Vs(2)= 2.36,5.0,25 = 18,25 g HCl md(1).100 18,25.100 ms(l) = -----------= ------------ = 60,83 g sol. HCl c1 30 Ml 60,83 VS(1) = --------- = --------------= 51,99 ml sol.HCl30% 1 1,17

b) Stabileste o relatie matematica intre concentratia procentuala si concentratia molara a unei solutii. Rspuns: C% .10 CM = ------------------------------M c) Modul de lucru: Pentru a prepara 250 ml solutie de acid clorhidric 2 M introduceti in balonul cotat de 250 ml,.. ml solutie de acid clorhidric 30% calculat la punctul a. Indicatie: Masurati corect cu pipeta! Completati apoi pana la semn cu apa distilata, in mai multe etape, cu agitare. Se lasa in repaus pentru a se scurge apa de pe peretii balonului si se aduce

Autor: prof. Aurelia Cezar, Scoala ,,Ciprian Porumbescu,, Constanta corect la semn. Rspuns: Se introduc intr-un balon cotat de 250 ml, 52 ml solutie de acid clorhidric 30% masurati corect cu pipeta. Activitate independenta 2 Ce volum de solutie 0,25 M de hidroxid de calciu este necesar pentru a neutraliza 100 ml solutie de acid clorhidric 3 M? Rspuns: Datele problemei VS(2) = 100 ml sol.HCI 3 M cM(1) = 0,25 M cM(2) = 3 M --------------------------------VS(1) = ? Rezolvarea problemei Relatii de calcul: md CM = ----------------M.Vs Calcule preliminarii: Componenti: - solutia (1) Ca(OH)2: md(l) +H20 - solutia (2) HCl: md(2) +H2O M(Ca(OH)2) = 40 + 2(16+1) = 74g/mol M(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5g/mol Vs(2) = 100 ml= 0, 1l Ecuatia reactiei chimice: Ca(OH)2 + 2HCl -> CaCl2 + 2H20 Stabilirea si determinarea necunoscutelor: md(2) = cM(2).M(2).Vs(2) = 3.36,5.0,1 = 10,95 g HCl Calcularea md(1) stoechiometric pe baza principiului participarii numai a substantelor pure la reactie: md(1) 10,95 Ca(OH)2 + 2HCl -> CaCl2 + 2H20 74 g 2.36, 5 g 10,95.74 m,d(l) = -------------- = 11, 1 g Ca(OH)2 2.36, 5 md(1) 11,1 VS(1) = ------ = ------- =0,61 sol.Ca(OH)2 0,25 M cM(l)Ml 0,25.74

Activitate independenta 3 Un chimist trebuie sa dilueze un volum de solutie de acid sulfuric 82%

Autor: prof. Aurelia Cezar, Scoala ,,Ciprian Porumbescu,, Constanta ( =1,75 g/cm) cu trei volume de apa distilata ( = 1 g/cm3). a) Calculeaza concentratia molara a solutiei de H2SO4 82%. Rspuns: b) Determina prin calcul concentratia procentuala si molara a solutiei de H2SO4 rezultata prin diluare. Rspuns: c) Peste 100 g solutie diluata de H2SO4 se adauga KOH solid, astfel incat concentratia solutiei de H2SO4 devine 10%. Calculeaza masa de KOH adaugata. Rspuns: a)Vs acid=1000ml Vapa adugat=3000ml Cm=md/VsM; =m/V m soluie de acid=V=1,751000=1750g c=md100/ms md=c ms/100=821750/100=1435g H2SO4 Cm=1435/198=14,64M b)Cm = md/VsM=1435/4981003.66M c%=md100/ms =1435/4750100=30,21% c) 98 22,45 256 y md H2SO4 = 30,21 H2SO4 + 2KOH K2SO4 + 2H2O m H2SO4 reacionat cu KOH = x m d H2SO4 rmas = 30,21-x 100 g sol. ..10 g H2SO4 100-x g sol.30,21 g H2SO4 3021-100x=1000-10x 2021= 90x x=22,45 y = 22,45256/98=25,66 g KOH