Uždaviniai ir jų sprendimas

Site:
Curs:	★ CHEMIJA išlyginamieji mokymai
Carte:	Uždaviniai ir jų sprendimas

Tipărit de:	Utilizator vizitator
Dată:	miercuri, 15 aprilie 2026, 09:39

Cuprins

1. Kai nebūtina reakcijos lygtis
2. Kai vyksta tik viena reakcija
3. Kai vyksta kelios reakcijos lygiagrečiai
4. Kai vyksta kelios reakcijos nuosekliai
5. Kai vyksta kelios reakcijos lygiagrečiai ir nuosekliai
6. Kai reikia įvertinti reakcijų išeigas

1. Kai nebūtina reakcijos lygtis

Šiame skyriuje rasite uždavinių sprendimo pavyzdžių, kuriuose reikia:

įvertinti dujinių ir kietųjų medžiagų tirpumą vandenyje;
skaičiuoti procentinę (masės dalies) ir molinės koncentracijas;
nustatyti mišinių ir junginių sudėtį.

1.1. Kai reikia įvertinti dujų tirpumą

Kai kurių dujų tirpumo vandenyje priklausomybės nuo temperatūros (kai p=101,325 kPa)

Dažniausiai įvairių dujų tirpumo vandenyje priklausomybės nuo temperatūros yra atvaizduojamos grafiškai. Tačiau tikslias dujų tirpumo vertes galima rasti žinynų lentelės.
Atkreipkite dėmesį: didėjant temperatūrai daugumos dujų tirpumas vandenyje mažėja!!! Ypač menkai tirpių dujų tirpumas vandenyje beveik nekinta didėjant temperatūrai.
Pagrindinių orą sudarančių dujų (N₂, O₂) tirpumas vandenyje yra gan mažas. Vandenilio bei visų inertinių dujų tirpumas vandenyje yra ypač mažas.
CO₂ ir H₂S tirpumas yra gerokai didesnis nei pagrindinių orą sudarančių dujų.
Tačiau tokių dujų, kurios ištirpę vandenyje gana gerai jonizuojasi (NH₃, SO₂, HCl), tirpumas vandenyje yra ypač didelis.

1 pav. Azoto (N₂), deguonies (O₂) ir vandenilio (H₂) dujų tirpumo vandenyje priklausomybė nuo temperatūros (kai p=101,325 kPa)

2 pav. CO₂ ir H₂S dujų tirpumo vandenyje priklausomybė nuo temperatūros (kai p=101,325 kPa)

3 pav. NH₃, SO₂ ir HCl dujų tirpumo vandenyje priklausomybė nuo temperatūros (kai p = 101,325 kPa)

Uždavinys Nr.1

Kiek litrų reikia paimti 50 ºC temperatūros vandens, norint ištirpinti 1,12 l deguonies dujų?

Uždavinio sprendimas:

1. Iš 1 pav. pavaizduotų tirpumo kreivių surandame deguonies dujų tirpumą 50 ºC temperatūros vandenyje.

50 ºC temperatūros vandenyje gali ištirpti 3 mg deguonies dujų 100 g vandens.

2. Apskaičiuojame, kiek molių sudaro 1,12 l deguonies dujų:

$n = \frac{V}{ V_m } = \frac{1,12 l}{22,4 l/mol} = 0,05 mol$

3. Apskaičiuojame deguonies dujų masę:

m = n · M = 0,05 mol · 32 g/mol = 1,6 g

4. Apskaičiuojame, kiek litrų reikia paimti vandens, norint ištirpinti 1,6 g deguonies dujų:

3 mg – 100 g (vandens)

1600 mg – x g (vandens)

x = 53333 g = 53,333 kg

V = m / ρ = 53333 / 1 g/ml = 53333 ml = 53,333 l

Atsakymas: reikia 53,333 litrų vandens.

Uždavinys Nr.2

Apskaičiuokite, koks tūris amoniako dujų išsiskirs šildant 1 kg sotųjį amoniako tirpalą nuo 20 ºC iki 40 ºC temperatūros. Kokia bus amoniako masės dalis 20 ºC ir 40 ºC temperatūros tirpaluose?

Uždavinio sprendimas:

1. Iš 3 pav. pavaizduotų tirpumo kreivių surandame amoniako dujų tirpumą 20 ºC ir 40 ºC temperatūros vandenyje.

20 ºC temperatūros vandenyje gali ištirpti 52,5 g amoniako dujų 100 g vandens.

40 ºC temperatūros vandenyje gali ištirpti 30 g amoniako dujų 100 g vandens.

2. Apskaičiuojame, kiek gramų amoniako ir vandens (tirpiklio) yra 20 ºC temperatūros 1 kg sotaus tirpalo:

m(tirpalo) = 100 g (vandens) + 52,5 g (NH₃) = 152,5 g

152,5 g (tirpalo) – 52,5 g (NH₃)

1000 g (tirpalo) – x g (NH₃)

x = 344,26 g (NH₃)

m (H₂O) = 1000 g – 344,26 g = 655,74 g

3. Apskaičiuojame kiek gramų amoniako gali ištirpti 40 ºC temperatūros vandenyje (655,4 g):

100 g (vandens) – 30 g (NH₃)

655,4 g (vandens) - x g (NH₃)

x = 196,72 g

4. Apskaičiuojame koks tūris amoniako dujų išsiskirs šildant tirpalą nuo 20 ºC iki 40 ºC:

m(NH₃)_išsiskirs = 344,26 g – 196,72 g = 147,54 g

Norint masę paversti į tūrį, reikia susirasti molius:

$n= \frac{m}{M} = \frac{147,54 g}{17 g/mol} = 8,68 mol$

V = n · V_m= 8,68 mol · 22,4 l/mol = 194,4 l

5. Apskaičiuojame 20 ºC temperatūros amoniako masės dalį tirpale:

1000 g (tirpalo) – 344,26 g (NH₃)

100 g (tirpalo) – x g (NH₃)

x = 34,43 %

(arba w % (NH₃) = $\frac{344,26}{1000} \cdot 100 \% = 34,43 \%$ )

6. Apskaičiuojame 40 ºC temperatūros amoniako masės dalį tirpale:

m(tirpalo) = 655,74 g + 196,72 g = 852,46 g

852,46 g (tirpalo) – 196,72 g (NH₃)

100 g (tirpalo) – x g (NH₃)

x = 23,08 %

Atsakymas: 194,4 l; 34,43 %; 23,08 %

1.2. Kai reikia įvertinti kietųjų medžiagų tirpumą

Kai kurių kietųjų medžiagų tirpumo vandenyje priklausomybės nuo temperatūros

Tirpalai – tai vienalyčiai mišiniai. Jie yra skirstomi į:

Nesočiuosius (tam tikroje temperatūroje, į tirpalą pridėjus dar medžiagos, ji ištirpsta).
Sočiuosius (tam tikroje temperatūroje, į tirpalą pridėjus dar medžiagos, ji nebetirpsta).
Persotintuosius (tam tikroje temperatūroje ištirpusios medžiagos yra daugiau, negu jos gali būti sočiajame tirpale).

Medžiagos tirpumas – tai medžiagos (tirpinio) kiekis gramais, kuris gali ištirpti tam tikroje temperatūroje, šimte gramų vandens. Medžiagos tirpumas priklauso nuo jos prigimties ir temperatūros. Daugelio kietųjų medžiagų tirpumas didėjant temperatūrai didėja. Tačiau yra tokių medžiagų, kurių tirpumas didėjant temperatūrai mažėja, pvz. Ca(OH)₂(4 pav.). Medžiagų tirpumo priklausomybę nuo temperatūros vaizduoja tirpumo kreivės:

Bet kuris tirpumo kreivės taškas rodo, kiek medžiagos tam tikroje temperatūroje maksimaliai ištirpsta 100 g vandens, susidarant sočiajam tirpalui.

Iš nesotaus sotųjį tirpalą galima gauti ištirpinus tam tikrą kiekį medžiagos arba tirpalą atšaldžius.
Iš sotaus tirpalo nesotųjį galima gauti tirpalą pašildžius arba įpylus daugiau tirpiklio.
Persotintas tirpalas susidaro lėtai šaldant sotųjį tirpalą. Jeigu šaldant iškrenta kristalai, gauname sotųjį tirpalą žemesnėje temperatūroje. Persotintieji tirpalai yra labai nepatvarūs, atsiradus kristalizacijos centrui – jie išsikristalizuoja.

1 pav. Kai kurių natrio druskų tirpumo vandenyje priklausomybė nuo temperatūros

2 pav. Kai kurių kalio druskų tirpumo vandenyje priklausomybė nuo temperatūros

3 pav. Kai kurių hidroksidų tirpumo vandenyje priklausomybė nuo temperatūros

4 pav. Kalcio hidroksido tirpumo vandenyje priklausomybė nuo temperatūros

Uždavinys Nr. 1

Kokia natrio karbonato masės dalis (procentais) sočiajame tirpale 30 °C temperatūroje?

Uždavinio sprendimas:

1. Iš 1 pav. pavaizduotų tirpumo kreivių surandame Na₂CO₃ tirpumą 30 ºC temperatūros vandenyje.

30 ºC temperatūros vandenyje Na₂CO₃ tirpumas yra 40 g/100 g vandens.

2. Apskaičiuojame tirpalo masę:

m (tirpalo) = 100 g (vandens) + 40 g (Na₂CO₃) = 140 g

3. Apskaičiuojame natrio karbonato masės dalis (procentais) sočiajame tirpale 30 °C temperatūroje:

140 g (tirpalo) – 40 g (Na₂CO₃)

100 g (tirpalo) – x g (Na₂CO₃)

x = 28,57 % (Na₂CO₃)

Atsakymas: 28,57 %

Uždavinys Nr. 2

500 g 40 °C temperatūros sočiojo KNO₃ tirpalo buvo pašildyta iki 100 °C. Apskaičiuokite, kiek gramų KNO₃ reikia pridėti, kad gautas 100 °C temperatūros tirpalas vėl taptų sotusis.

Uždavinio sprendimas:

1. Iš 2 pav. pavaizduotų tirpumo kreivių surandame KNO₃ tirpumą 40 ºC ir 100 ºC temperatūros vandenyje.

40 ºC temperatūros vandenyje KNO₃ tirpumas yra 65 g/100 g vandens.

100 ºC temperatūros vandenyje KNO₃ tirpumas yra 245 g/100 g vandens.

2. Apskaičiuojame, kiek gramų kalio nitrato ir vandens (tirpiklio) yra 40 ºC temperatūros 500 g sotaus KNO₃ tirpalo:

m(tirpalo) = 100 g (vandens) + 65 g (KNO₃ ) = 165 g

165 g (tirpalo) – 65 g (KNO₃)

500 g (tirpalo) – x g (KNO₃)

x = 196,97 g (KNO₃)

m(H₂O) = 500 g – 196,97 g = 303,03 g

3. Apskaičiuojame kiek gramų 100 ºC temperatūros 303,03 g vandens galima ištirpinti kalio nitrato, kad tirpalas būtų sotusis:

100 g (vandens) – 245 g (KNO₃)

303,03 g (vandens) – x g (KNO₃)

x = 742,42 g (KNO₃)

3. Apskaičiuojame kiek papildomai reikia įdėti kalio nitrato, kad tirpalas būtų sotusis:

m(KNO₃) = 742,42 g – 196,97 g = 545,45 g

Atsakymas: 545,45 g

Uždavinys Nr. 3

Į tris chemines stiklines buvo įpilta po 100 g vandens ir ištirpinta po 30 g KCl, KNO₃ ir NaNO₃ druskos. Naudodamiesi tirpumo kreivėmis, nustatykite, kuris iš pateiktų teiginių yra teisingas:

a) esant 0 °C temperatūrai, visi tirpalai buvo nesotieji;

b) esant 10 °C temperatūrai, KCl masės dalis tirpale buvo mažiausia;

c) esant 20 °C temperatūrai, visi tirpalai buvo sotieji;

d) esant 30 °C temperatūrai, visuose tirpaluose druskos masės dalis buvo tokia pati.

Uždavinio sprendimas:

Iš 1 ir 2 pav. pateiktų kreivių nustatome, kad teisingas atsakymas yra d)

1.3. Mišinių ir junginių sudėtis

Uždavinys Nr.1

Apskaičiuokite K₂Cr₂O₇ junginyje elementų sudėtį masės %.

Uždavinio sprendimas:

Kiekvieno elemento masės dalis % junginyje apskaičiuojama:

1. Apskaičiuojame duotojo junginio molio masę:

2. Apskaičiuojame kiekvieno elemento masės dalį %:

3. Pasitikriname, ar teisingai suskaičiuota – visų elementų % suma tyri būti lygi 100 %:

Uždavinys Nr. 2

Junginyje yra 34,6% natrio, 23,3% fosforo ir 42,1% deguonies. Suraskite junginio formulę?

Uždavinio sprendimas:

1. Pirmiausia pasitikriname, ar sudėjus visas elementų procentines dalis gausime 100 %:

Vadinasi 100 g junginio yra 34,6 g natrio, 23,3 g fosforo ir 42,1 g deguonies.

2. Randame elementų molinį santykį:

3. Visus skaičius reikia padalinti iš mažiausio (šiuo atveju 0,752), tuomet gauname:

4. Kadangi vienas molinio santykio skaitmuo yra 3,5, tai visus padauginame iš 2, kad būtų sveikieji skaitmenys:

Tuomet junginio formulė bus Na₄P₂O₇

Uždavinys Nr. 3

Junginyje yra 77,4% anglies, 7,5% vandenilio ir 15,1% azoto. Junginio garų santykinis tankis oro atžvilgiu – 3,2. Kokia junginio formulė?

Uždavinio sprendimas:

1. Pirmiausia pasitikriname, ar sudėjus visas elementų procentines dalis gausime 100 %:

Vadinasi 100 g junginio yra 77,4 g anglies, 7,5 g vandenilio ir 15,1 g azoto.

2. Randame elementų molinį santykį:

3. Visus skaičius reikia padalinti iš mažiausio (šiuo atveju 1,08), tuomet gauname:

4. Empyrinė junginio formulė C₆H₇N

5. Apskaičiuojame tikrąją junginio molinę masę:

6. Apskaičiuojame empyrinio junginio molinę masę:

7. Kadangi empyrinio junginio molio masė yra lygi tikrojo junginio masei, tai junginys yra

C₆H₇N arba C₆H₅NH₂- fenilaminas

1.4. Tirpalų procentinė ir molinė koncentracijos

Uždavinys Nr.1

Gaminant praskiestos sulfato(VI) rūgšties H₂SO₄ tirpalą į 1 litrą distiliuoto vandens buvo įpiltas 1 litras koncentruotos 88 % H₂SO₄ tirpalo. Apskaičiuokite pagaminto praskiestos sulfato(VI) rūgšties H₂SO₄ tirpalo procentinę (masės dalies) ir molinę koncentracijas bei tikrąjį tūrį. Distiliuoto vandens, koncentruotos ir praskiestos sulfato(VI) rūgšties H₂SO₄ tirpalų tankius suraskite iš žemiau pateikto grafiko.

Uždavinio sprendimas:

1. Pirmiausiai iš grafiko surandami distiliuoto vandens ir 88 % koncentracijos H₂SO₄ tirpalo tankiai:

distiliuoto vandens tankis ρ (H₂O) = 1,00 g/cm³ – šiuo atveju jis atitinka H₂SO₄ tirpalo, kuriame H₂SO₄ masės dalis tirpale yra lygi 0 %, tankį;
88 % koncentracijos H₂SO₄ tirpalo tankis ρ(88 % H₂SO₄) = 1,80 g/cm³

2. Po to, taikant tirpalo tankio formulę, apskaičiuojamos 1 litro (1000 cm³) distiliuoto vandens ir 1 litro (1000 cm³) 88 % koncentracijos H₂SO₄ tirpalo masės:

3. Apskaičiuojama grynos H₂SO₄masė skiedžiamame 88 % koncentracijos H₂SO₄ tirpale:

4. Apskaičiuojama po 88 % H₂SO₄ tirpalo ir distiliuoto vandens sumaišymo gauto tirpalo – praskiestos H₂SO₄ tirpalo – masė ir H₂SO₄ procentinė (masės dalies) koncentracija:

Kadangi tai yra grynos H₂SO₄ masė, esanti 100 g tirpalo, jos skaitinė verte atitinka praskiestos H₂SO₄ tirpalo procentinę (masės dalies) koncentraciją, t.y. w = 57 %

5. Gauto praskiestos H₂SO₄ tirpalo tūris apskaičiuojamas taikant tirpalo tankio formulę, prieš tai iš grafiko suradus 57 % koncentracijos H₂SO₄ tirpalo tankį:

Dėmesio: kadangi ruošiant praskiestos H₂SO₄ tirpalą tarpusavyje yra sumaišomi du skysčiai, kurių tankiai ženkliai skiriasi, t.y. distiliuotas H₂O ir 88 % koncentracijos H₂SO₄ tirpalas, todėl jų tūrių matematinė suma nebus lygi gauto praskiestos H₂SO₄ tirpalo tikrajam tūriui:

6. Apskaičiuojamas praskiestos H₂SO₄ tirpalo molinė koncentracija (mol/l) taikant jos apskaičiavimo formulę:

Uždavinys Nr.2

Vario sulfatas naudojamas mikroelementiniam (Cu) tręšimui bei pagrindinių grybinių ligų prevencijai. Tręšimui naudojamas 1 % vario sulfato tirpalas Pradžioje Linas 100 ml vandens ištirpino 10 g vario sulfato pentahidrato duskos. Iš šio tirpalo Linas turi paruošti reikiamos koncentracijos vario sulfato tirpalą. Kokia vario sulfato procentinė koncentracija šiame tirpale ? Kiek reikia Linui įpilti vandens, į pradinį tirpalą, kad paruoštų 1% tirpalą?

Uždavinio sprendimas:

1. Apskaičiuojame vario sulfato ir varios sulfato pentahidrato molines mases:

2. Apskaičiuojame, kiek CuSO₄ g yra 10 g CuSO₄ ∙ 5H₂O:

3. Skaičiuojame tirpalo masę:

4. Skaičiuojame vario sulfato procentinę koncentraciją šiame tirpale:

5. Skaičiuojame, kiek reikia įpilti vandens, į pradinį tirpalą, kad paruoštų 1% tirpalą:

Paruošim 640 g tirpalo, tai H₂O reikia įpilti

Atsakymas: vario sulfato procentinė koncentracija šiame tirpale yra 5,82% ir Linui, į pradinį tirpalą, kad paruoštų 1% tirpalą, reikia įpilti 530 g (ml) vandens.

2. Kai vyksta tik viena reakcija

Uždavinys

Kiek gramų nuosėdų susidarys reaguojant 200 cm³ 0,65 mol/l K₃PO₄tirpalo su 115 ml 25 % MgCl₂ tirpalo, kurio tankis yra 1,082 g/cm³?

Uždavinio sprendimas:

1. Pirmiausia užrašome ir išlyginame reakcijos lygtį:

2. Virš reakcijos lygties susirašome kas duota ir ką reikia rasti:

3. Suskaičiuojame molines mases:

4. Apskaičiuojame kiek gramų gryno K₃PO₄ ir MgCl₂ buvo paimta:

Pagal proporciją suskaičiuojam kiek gryno MgCl₂ yra:

5. Skaičiuojame, kurios medžiagos yra perteklius. MgCl₂pasižymime x:

Kadangi mes MgCl₂turime 31,11 g, o mums reikia 18,525 g, tai vadinasi jo yra perteklius.

6. Skaičiuojame kiek susidarė nuosėdų:

Atsakymas: Susidarys 17,03 g Mg₃(PO₄)₂ nuosėdų.

3. Kai vyksta kelios reakcijos lygiagrečiai

Uždavinys

15,5 g Al, Mg ir Cu miltelių mišinio buvo paveikta praskiestos druskos rūgšties – 5 % koncentracijos vandeninio HCl tirpalo – pertekliumi. Reakcijos metu išsiskyrė 7,84 litrai (n.s.) bespalvių ir bekvapių dujų. Neištirpęs metalų mišinio likutis buvo paveiktas koncentruotos nitrato(V) rūgšties – 65 % koncentracijos vandeninio HNO₃ tirpalo – pertekliumi. Šios reakcijos metu išsiskyrė 5,6 litro (n.s.) rusvos spalvos, aštraus specifinio kvapo dujų. Apskaičiuokite kiekvieno metalo miltelių masę jų mišinyje.

Uždavinio sprendimas:

1. Pirmiausiai užrašomos ir išlyginamos miltelių mišinį sudarančių metalų reakcijų su parskiesta druskos rūgštimi HCl lygtys:

→ reakcija nevyksta, nes Cu yra neaktyvus metalas - aktyvumo eilėje Cu yra „už vandenilio“

Vykstant reakcijoms (I) ir (II) išsiskiria bespalvės ir bekvapės vandenilio H₂ dujos.

2. Po to užrašoma ir išlyginama su druskos rūgštimi nereagavusios miltelių dalies – Cu miltelių – reakcijos su koncentruota nitrato(V) rūgštimi HNO₃ lygtis:

Vykstant reakcijai (III) išsiskyrė rusvos, aštraus specifinio kvapo NO₂ dujos

3. Pirmiausiai, remiantis reakcijos (III) lygtimi, apskaičiuojama Cu miltelių masė x₃:

– taip išreiškiama reakcijos (III) metu sureagavusių Cu miltelių masė.

4. Toliau surandama miltelių mišinyje esančių Al ir Mg miltelių bendra masė:

5. Bendrą Al ir Mg miltelių masę pažymėjus x₁ + x₂ = 7,5 g, remiantis reakcijų (I) ir (II) lygtimis apskaičiuojamos Al ir Mg miltelių masės x₁ ir x₂:

– taip išreiškiamas reakcijos (I) metu išsiskyrusių H₂ dujų tūris.

– taip išreiškiamas reakcijos (II) metu išsiskyrusių H₂ dujų tūris.

Bendras reakcijų (I) ir (II) metu išsiskyrusių H₂ dujų tūris yra:

Išsprendus šią lygtį, surandama Al miltelių masė

Mg miltelių masė x₂apskaičiuojama taip:

Atsakymas: metalų miltelių mišinyje yra 2,7 g Al, 4,8 g Mg ir 8,0 g Cu.

4. Kai vyksta kelios reakcijos nuosekliai

Uždavinys

Sudeginus (iškaitinu) ore nežinomą masę cinko(II) sulfido ZnS, išsiskyrė specifinio aštraus kvapo bespalvės dujos. Šios dujos, praturtintos deguonimi, buvo praleistos virš įkaitinto V₂O₅ katalizatoriaus. Virš jo praėjusių karštų dujų mišinys – katalizinės reakcijos produktas su nesureagavusio deguonies pertekliumi – buvo praleistas pro vandenį. Gautas rūgštinis tirpalas, kurio neutralizacijai buvo sunaudota 20 ml 1,0 mol/l koncentracijos NaOH tirpalo. Apskaičiuokite sudeginto ore ZnS masę.

Uždavinio sprendimas:

1. Pirmiausiai užrašomos ir išlyginamos visų nuosekliai vykstančių reakcijų lygtys:

2. Toliau apskaičiuojama paskutinėje, (IV) reakcijoje dalyvavusio NaOH kiekis moliais:

3. Pradedant (VI) ir baigiant (I) reakcijos lygtimi, nuosekliai yra skaičiuojama:

(VI) reakcijoje su NaOH sureagavusios H₂SO₄ kiekis n₄, kuris taip pat yra lygus (III) reakcijoje susidariusios H₂SO₄ kiekiui

(III) reakcijoje sureagavusios SO₃ kiekis n₃, kuris taip pat yra lygus (II) reakcijoje susidariusio SO₃ kiekiui

(II) reakcijoje sureagavusios SO₂ kiekis n₂, kuris taip pat yra lygus (I) reakcijoje susidariusio SO₂ kiekiui

(I) reakcijoje sureagavusio ZnS kiekis n₁

Dėmesio: (I) reakcijoje reagavusio ZnS kiekis yra 2 kartus mažesnis nei (IV) reakcijoje reagavusio NaOH kiekis.

4. Apskaičiuojama (I) reakcijoje reagavusio ZnS masė:

Atsakymas: sudeginto (iškaitinto) ore ZnS masė yra 0,97 g

5. Kai vyksta kelios reakcijos lygiagrečiai ir nuosekliai

Uždavinys

Sudeginus 5 litru (n.s.) dujų mišinio, kurį sudaro 40 % (tūrio) metano ir 60 % (tūrio) propano dujos, gauti degimo produktai buvo praleisti pro perteklių Ba(OH)₂ tirpalo. Reakcijos metu tirpalas drumstė, jame susidarė baltų nuosėdų. Kokios medžiagos nuosėdos ir kokia jų masė susidarė?

Uždavinio sprendimas:

1. Pirmiausiai užrašomos ir išlyginamos metano CH₄ ir propano C₃H₈ degimo reakcijų lygtys:

2. Apskaičiuojami metano ir propano dujų tūriai mišinyje:

Kadangi metanas dujų mišinyje sudaro 40 % (tūrio), tai reiškia:

100 litrų dujų mišinio yra 40 litrų CH₄

5 litruose dujų mišinio yra x₁ litrų CH₄

Iš proporcijos apskaičiuojamas CH₄ dujų tūris

Kadangi propanas dujų mišinyje sudaro 60 % (tūrio), tai reiškia:

100 litrų dujų mišinio yra 60 litrų C₃H₈

5 litruose dujų mišinio yra x₂ litrų C₃H₈

Iš proporcijos apskaičiuojamas C₃H₈ dujų tūris

C₃H₈ dujų tūris gali būti apskaičiuojamas ir taip:

3. Apskaičiuojami metano ir propano dujų kiekiai mišinyje:

4. Apskaičiuojamas kiekvienos degimo reakcijos metu susidariusių CO₂ dujų kiekis:

5. Apskaičiuojamas bendras abiejų degimo reakcijų metu susidariusių CO₂ dujų kiekis:

6. Užrašoma ir išlyginama degimo produkto CO₂ reakcijos su Ba(OH)₂ lygtis ir pagal ją apskaičiuojama tirpale susidariusio netirpaus bario karbonato BaCO₃ (baltų nuosėdų) kiekis, o po to – masė:

Atsakymas: susidarė 96,73 g BaCO₃ nuosėdų.

6. Kai reikia įvertinti reakcijų išeigas

Apibrėžimas ir paaiškinimai

Išeiga – tai chemijoje bei įvairiose gamybos srityse vartojamas terminas, apibūdinantis iš pradinių medžiagų, reagentų, žaliavų ir pan., gaunamo produkto kiekį, masę ar tūrį.

Atskiros reakcijos išeiga yra jos metu praktiškai gauto produkto kiekio, masės arba tūrio santykis su teoriškai pagal reakcijos lygtį apskaičiuotu to produkto kiekiu, mase arba tūriu, išreikštas procentais;
Kartais išeiga gali būti išreiškiama gauto produkto ir jo gavimui sunaudotos medžiagos (žaliavos) masių santykiu, išreikštu procentais;
Išeiga dažnai žymima simboliu η (gr. „eta“).

Uždavinys Nr. 1

Perdirbant naftą yra gaunama labai daug įvairių jos perdirbimo produktų. Tačiau didžiausią dalį sudaro degalai – benzinas ir dyzelinas. Benzinas – tai degus skystis, priskiriamas lengvajai arba lakiajai naftos distiliacijos frakcijai ir daugiausiai susidedantis iš angliavandenilių, kurių molekulės turi nuo 6 iki 8 anglies atomų, mišinio. Dyzelinas – tai degus, tačiau mažiau lakus nei benzinas, skystis, priskiriamas vidutinei naftos distiliacijos frakcijai ir daugiausiai susidedantis iš angliavandenilių, kurių molekulės turi nuo 9 iki 20 anglies atomų, mišinio. Apskaičiuokite benzino ir dyzelino išeigas, jeigu žinoma, jog naftos perdirbimo gamykla per parą perdirba 15000 tonų naftos ir pagamina 4600 tonų benzino ir 8700 tonų dyzelino.

Uždavinio sprendimas:

1. Pirmiausiai užrašomos benzino ir dyzelino išeigų apskaičiavimui naudojamos matematinės formulės:

2. Pagal užrašytas matematines formules apskaičiuojamos benzino ir dyzelino išeigos, paimant per vieną parą perdirbamos naftos ir gaunamo benzino ir dyzelino mases:

Atsakymas: iš perdirbamos naftos gaunamo benzino išeiga – 30,67 %, o dyzelino išeiga – 58,00 %.

Uždavinys Nr. 2

Ore sudeginus 5,0 g baltojo fosforo, jo degimo produktas buvo ištirpintas 100 g vandens. Kurios medžiagos ir kokios procentinės koncentracijos tirpalas buvo gautas, jeigu baltojo fosforo degimo produkto išeiga h = 90 % ?

Uždavinio sprendimas:

1. Pirmiausiai užrašomos visų vykusių reakcijų lygtys:

P₄₍_k₎ + 5O_2(d) → 2P₂O_5(k) baltojo fosforo P₄ degimas (oksidacija)

P₂O_5(k) + 3H₂O₍_s₎ → 2H₃PO₄₍_aq₎ortofosfato(V) rūgšties susidarymas

2. Pagal pirmąją reakcijos lygtį apskaičiuojama teorinė susidariusio fosforo(V) oksido masė x₁:

Tai teorinė susidariusio fosforo(V) oksido P₂O₅masė.

3. Įvertinus fosforo(V) oksido P₂O₅susidarymo reakcijos išeigą, apskaičiuojama tikroji fosforo(V) oksido P₂O₅masė x₂:

4. Pagal antrąją reakcijos lygtį, imant tikrąją fosforo(V) oksido P₂O₅masę x₂, apskaičiuojama susidariusios ortofosfato(V) rūgšties masė x₃. Kadangi sąlygoje antrosios reakcijos išeiga neminima, todėl laikoma, kad ji yra lygi 100 %, t.y. praktinė susidariusios ortofosfato(V) rūgšties masė yra lygi teorinei masei x₃:

Tai teorinė susidariusio ortofosfato(V) rūgšties H₃PO₄masė, sutampanti su praktine jos mase.

5. Apskaičiuojama gauto ortofosfato(V) rūgšties H₃PO₄tirpalomasė:

Atkreipkite dėmesį: dalis vandens sureagavo su fosforo(V) oksidu P₂O₅ susidarant ortofosfato(V) rūgščiai H₃PO₄, o likęs vanduo yra tirpiklis, kuriame ši rūgštis ištirpsta susidarant jos tirpalui.

6. Apskaičiuojama ortofosfato(V) rūgšties H₃PO₄procentinė (masės dalies) koncentracija gautametirpale:

Atsakymas: buvo gautas 12,77 %, koncentracijos ortofosfato(V) rūgšties H₃PO₄ tirpalas.

Uždavinys Nr. 3

Vykdant amoniako sintezę iš N₂ ir H₂ dujų, optimaliomis sąlygomis grįžtamosios reakcijos metu susidarančio NH₃ išeiga siekia 72 %. Apskaičiuokite, kokio tūrio (n.s.) N₂ ir H₂ reikia, norint gauti 1 m³ (n.s.) amoniako NH₃.

Uždavinio sprendimas:

1. Pirmiausiai užrašomo amoniako sintezės reakcijos lygtis:

2. Kadangi sąlygoje nurodytas 1 m³ (n.s.) amoniako NH₃ tūris yra norimo gauti amoniako tūris arba praktinis tūris, todėl apskaičiuojamas teorinis amoniako NH₃ tūris (n.s.), kuris būtų gautas idealiu atveju, t.y. kai reakcijos išeiga būtų lygi 100 %:

3. Pagal reakcijos lygtį apskaičiuojami H₂ ir N₂ dujų tūriai (n.s.), imant iš jų gaunamo amoniako NH₃ teorinį tūrį, t.y. tokį tūrį, kuris būtų gautas idealiu atveju, kai amoniako sintezė vyksta be nuostolių:

Tai reikalingas N₂ dujų tūris (n.s.)

Tai reikalingas H₂ dujų tūris (n.s.)

Atkreipkite dėmesį: apskaičiuotas N₂ ir H₂ dujų tūrių (n.s.) santykis yra toks pat, kaip reakcijoje dalyvaujančių N₂ ir H₂ molekulių (molių) skaičiaus santykis, t.y.:

Atsakymas: norint gauti 1 m³ (n.s.) amoniako NH₃ reikia 694,5 dm³ (n.s.) N₂ ir 2083,5 dm³ (n.s.) H₂ dujų.