Используемые физико-химические величины (и их размерности)

Величина	Размерность
Количество вещества В, n(B)	моль
Масса вещества В, m(B)	грамм, г; килограмм, кг
Масса раствора, m(p)	грамм, г; килограмм, кг
Массовая доля вещества В в растворе, w(B)	доли единицы, %
Молярная масса вещества В, M(B)	грамм на моль, г/моль; килограмм на моль, кг/моль
Молярный объем газа, VM	литр на моль, л/моль; кубический метр на моль, м3/моль
Объем газа В, V(В)	литр, л; кубический метр, м3
Объем раствора, V(p)	литр, л; кубический метр, м3
Плотность вещества В, ρ(В)	грамм на литр, г/л; грамм на миллилитр, г/мл; килограмм на кубический метр, кг/м3
Плотность раствора, ρ(р)	грамм на литр, г/л; грамм на миллилитр, г/мл; килограмм на кубический метр, кг/м3

1. Обычные расчеты по уравнениям реакций

При выполнении расчетов по уравнениям химических реакций следует руководствоваться правилом: отношения вступивших в реакцию количеств веществ (реагентов) к отвечающим этим веществам стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции, а также аналогичные отношения для образовавшихся в результате реакции веществ (продуктов реакции), одинаковы для всех участников реакции.

Для химической реакции

aA + bB + ... = dD + eE + ...

n(A)/a = n(B)/b = ... = n(D)/d = n(E)/e = ...

Количество прореагировавшего или образовавшегося вещества В может быть выражено через его массу m(В) и молярную массу M(В):

или концентрацию в растворе (массовую долю w(В), молярную концентрацию c(В) и массу m(р.В) или объем раствора V(р.В):

а в случае газа также через его объем V и молярный объем V_M:

Пример 1

Рассчитайте объем (н.у.) монооксида углерода, образовавшегося в реакции углерода с 80 г кислорода.

Решение

m(O2) = 80 г V(CO) = ?

2C + O2 = 2 CO n(O2) = n(CO) / 2

Пример 2

При электролизе раствора хлорида натрия на катоде выделилось 11,2 л водорода. Определите массу образовавшегося гидроксида натрия.

Решение

V(H2) = 11,2 л m(NaOH) = ?

2NaCl + 2H2O H2 + 2NaOH + Cl2 n(H2) = n(NaOH) / 2

Пример 3

На титрование 20,00 мл раствора сульфита натрия в кислотной среде пошло 15,03 мл 0,1 М раствора перманганата калия. Определите молярную концентрацию раствора сульфита натрия.

Решение

с(Na2SO3) = ? с(KMnO4) = 0,1 моль/л Vр(KMnO4) = 15,03 мл Vр(Na2SO3) = 20,00 мл

5Na2SO3 + 8Н2SO4 + 2KMnO4 = = 2MnSO4 + K2SO4 + 5Na2SO4 + 8Н2О n(Na2SO3) / 5 = n(KMnO4) / 2

с(Na₂SO₃) = n(Na₂SO₃) / Vр(Na₂SO₃) =

= 5·n(KMnO₄)/ {2·Vр(Na₂SO₃)} =

= 5·с(KMnO₄)·Vр(KMnO₄)/ {2·Vр(Na₂SO₃)} = 5·0,1·15,03/{2·20} =

= 0,1879 моль/л

Расчеты по уравнениям реакций, протекающих без изменения степени окисления

1.1. Рассчитайте объем (н.у.) газа, полученного при взаимодействии 15 г сульфида алюминия с избытком воды.

1.2. При сливании водных растворов нитрата серебра(I) и ортофосфата натрия (изб.) образовалось 4,2 г осадка. Рассчитайте массу прореагировавшего нитрата серебра.

1.3. К раствору сульфита натрия объемом 250 мл добавили хлороводородную кислоту до прекращения выделения газа. Рассчитайте молярную концентрацию исходного раствора сульфита натрия, если выделилось 2,24 л газа (н.у.).

1.4. При взаимодействии сурика (Pb₂Pb)О₄ с избытком азотной кислоты образовалось 2,39 г твердого оксида свинца(IV). Рассчитайте массу нитрата свинца(II) в растворе после окончания реакции.

1.5. Рассчитайте массу воды, необходимой для полного превращения 3,34 г пентаоксида дииода в иодноватую кислоту.

1.6. Определите массу серной кислоты, необходимую для осаждения сульфата бария из раствора, содержащего 2,61 г нитрата бария.

1.7. Определите объем (н.у.) сероводорода, который необходим для полного осаждения сульфида висмута(III) из раствора, содержащего 3,95 г нитрата висмута(III).

1.8. Серную кислоту, содержащуюся в 10 мл раствора с концентрацией 0,2 моль/л, полностью нейтрализуют с помощью 0,5 М раствора гидроксида натрия. Определите затраченный объем раствора гидроксида натрия.

1.9. Рассчитайте объем сероводорода (н.у.), который можно получить действием избытка соляной кислоты на 8,8 г сульфида железа.

1.10. Какой максимальный объем диоксида углерода может быть поглощен с помощью 100 мл 0,1 М раствора гидроксида бария?