Blaszkę miedzianą o masie 0,48 g roztworzono całkowicie w stężonym wodnym roztworze kwasu azotowego(V). Doświadczenie wykonano pod wyciągiem. Przebieg reakcji miedzi z kwasem azotowym(V) ilustruje poniższe równanie.
Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2 H2O
Oblicz, ile centymetrów sześciennych (w przeliczeniu na warunki normalne) gazu wydzieliło się w czasie opisanej reakcji.
|
|
Przykłady poprawnych odpowiedzi
Dane: Szukane:
mCu = 0,48 g V NO2
MCu = 64 g · mol–1
Objętość molowa gazu w warunkach
normalnych Vmol = 22,4 dm3 · mol–1
Rozwiązanie:
I sposób
Z równania reakcji:
1 mol Cu –– 2 mole NO2 i MCu = 64 g · mol–1 i Vmol = 22,4 dm3 · mol–1 ⇒
64 g Cu –– 2 · 22,4 dm3 = 44,8 dm3 NO2
0,48 g Cu –– x NO2 x = 336 cm3
II sposób
Z równania reakcji:
nNO2nCu=21 nNO2=2nCu i nCu=mCuMCu=0,48 g64 g·mol-1=0,0075 mola ⇒
nNO2 = 2 ⋅ 0,0075 mola = 0,015 mola
VNO2 = nNO2Vmol = 0,015 mola · 22,4 dm3 ⋅ mol−1 = 0,336 dm3 = 336 cm3
Odpowiedź: W czasie opisanej reakcji wydzieliło się 336 cm3 (w przeliczeniu na warunki normalne) gazu.
Wskazówki do rozwiązania zadania
Rozwiązując zadanie, należy przeanalizować podane równanie reakcji. W reakcji powstają trzy produkty: sól o wzorze Cu(NO3)2, tlenek azotu(IV) o wzorze NO2 i woda. Jedynym produktem gazowym reakcji jest więc tlenek azotu(IV). Z równania reakcji wynika, że z 1 mola miedzi powstają 2 mole tlenku azotu(IV), jeżeli więc obliczymy liczbę moli miedzi, będziemy mogli obliczyć liczbę moli tlenku azotu(IV), która posłuży nam do obliczenia objętości wydzielonego gazu w warunkach normalnych. Wiemy, że w warunkach tych 1 mol gazu zajmuje objętość 22,4 dm3, a więc objętość n moli gazu w warunkach normalnych jest równa n · 22,4 (dm3). Musimy jeszcze zwrócić uwagę na polecenie, które wymaga podania wyniku w centymetrach sześciennych. Ponieważ 1 dm3 to 103 cm3 , więc wynik w decymetrach sześciennych powinniśmy pomnożyć przez 1000, aby otrzymać wynik w centymetrach sześciennych.
| Wymagania ogólne | II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Uczeń rozumie podstawowe pojęcia; |
| Wymagania szczegółowe | 1. Atomy, cząsteczki i stechiometria chemiczna. Uczeń: 5) dokonuje interpretacji jakościowej i ilościowej równania reakcji w ujęciu molowym, masowym i objętościowym; |
