תרגול מסכם סטוכיומטריה


תרגול מסכם סטוכיומטריה

תרגול מסכם סטוכיומטריה

  1. ישנן מערכות שונות שנועדו לקליטה של פחמן דו-חמצני CO2(g) . אחת השיטות לקליטת הפחמן הדו-חמצני, שמשתמשים בה גם בחלליות ובמעבורות חלל, היא שימוש במיכלים המכילים ליתיום הידרוקסידי LiOH(s). התגובה המתרחשת בין הליתיום ההידרוקסידי לבין הפחמן הדו-חמצני מנוסחת כך:

    CO2(g) + 2LiOH(s)  →   Li2CO3(s) + H2O(ℓ)

    1. התבצע ניסוי לחקר כמות הפחמן הדו-חמצני שנפלטת בזמן נשימה של אדם הנמצא במנוחה, והתגלה כי כמות הפחמן הדו-חמצני הנפלטת ביממה היא 1.232 ק"ג. בכמה ק"ג של ליתיום הידרוקסידי, LiOH(s), יש להשתמש כדי לקלוט (להגיב) עם הפחמן הדו-חמצני שנפלט ביממה? פרטו חישוביכם.
    2. בניסוי אחר השתמשו ב-5.4 ק"ג של LiOH(s). איזה נפח של פחמן דו-חמצני הגיב, אם ידוע שמול גז בתנאים אלה תופס נפח של 30 ליטר?
    3. הֵכינו 300 מ"ל תמיסה, ע"י המסת 7.2 גר' LiOH במים.
      מהו ריכוז התמיסה? פרטו חישוביכם.

    מחלקים את התמיסה מסעיף ג לשני חלקים שווים.
    לחלק הראשון מוסיפים מים עד לנפח של 300 מ"ל.

    1. מה ריכוז יוני הליתיום Li+(aq) בתמיסה החדשה? פרטו חישוביכם.

    לחלק השני מוסיפים 1.1 גרם Li2SO4(s) (החומר נמס היטב במים).

    1. מה ריכוז יוני הליתיום Li+(aq) בתמיסה החדשה? פרטו חישוביכם.
  2. לשם בדיקת ריכוז יוני כלור Cℓ(aq) במאגר מים, נלקח מדגם של 300 מ"ל מהמאגר למעבדה ובוצעו בו מספר ניסויים. בשלב הראשון חִלקו את המדגם לשלוש מבחנות שוות .
    למבחנה הראשונה הוסיפו 100 מ"ל תמיסת AgNO3(aq) בריכוז של 0.8M והתרחשה התגובה הזו:

    Ag+(aq)  + Cℓ(aq) →  AgCℓ(s)

    התגובה התרחשה בשלמות.

    1. כמה מול יוני כסף Ag+(aq) הוכנסו לתגובה? פרטו חישוביכם.
    2. כמה גרם משקע AgCℓ(s) התקבלו בתגובה במבחנה הראשונה? פרטו חישוביכם.
    3. מהו ריכוז יוני הכלור במבחנה הראשונה? פרטו חישוביכם.
    4. כמה מול יוני כלור היו במדגם? פרטו חישוביכם.

    את שתי המבחנות האחרות ערבבו והוסיפו להן 300 מ"ל תמיסת NaCℓ(aq) בריכוז של 0.4M.

    1. האם בעקבות ההוספה ריכוז יוני הכלור היה גדול מריכוזם במי המאגר, קטן ממנו או שווה לו? פרטו חישוביכם.
  3. השאלה עוסקת בתחמוצות הברזל Fe והפחמן.
    ניתן להפיק בתעשייה ברזל Fe(s) מן התחמוצת Fe2O3(s), ע"פ התגובה הזו:

    I. Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO2(g)

    1. כמה גר' Fe2O3(s)  דרושים להפקת 2 ק"ג של ברזל, Fe(s)? פרטו את חישוביכם.
    2. כמה ליטרים של פחמן דו-חמצני משתחררים בתגובה, אם ידוע שבתנאים בהם מתרחשת התגובה, נפח 1 מול גז הוא 38 ליטר? פרטו את חישוביכם.
    3. ידוע שבתנאים בהם התרחשה התגובה, הטמפרטורה הייתה 25ºC. האם הלחץ היה 1 אטמוספרה (כמו בתנאי חדר), גדול מ-1 אטמוספרה או קטןן מ-1 אטמוספרה? נמקו.
    4. את הפחמן הדו-חמצני שהשתחרר בסעיף הקודם המיסו במים. נוצרה תמיסה שריכוזה 0.053M. מהו נפח התמיסה שנוצרה? פרטו את חישוביכם.
    5. בניסוי אחר, מגיבים את תחמוצת הברזל עם פחמן חד חמצני (תגובה I) ונוצרים 5.58 גרם ברזל. את הפחמן הדו-חמצני שנוצר בניסוי זה סופגים (מגיבים) עם ליתיום חמצני Li2O(s) באופן זה:

      II. CO2(g) + Li2O (s) → Li2CO3(s)

      כמה גרם Li2CO3(s) מתקבלים בתגובה? פרטו חישוביכם.

    6. ממיסים את המוצק שהתקבל בסעיף ה' ומתקבלת תמיסה בנפח של 300 מ"ל. מה ריכוז יוני הליתיום Li+(aq) בתמיסה? פרטו חישוביכם.
  4. במכרה בו כורים פוספטים (תרכובות המכילות זרחן) מן האדמה, יש לבדוק את איכות הקרקע ואת אחוז הפוספטים באדמה.
    אם האחוז המשקלי של הפוספטים עולה על 20, כדאי לכרות מן המכרה, ואם הוא נמוך מ- 20, לא כדאי לכרות במכרה זה.
    הנוסחה שעוזרת לחשב את האחוז המשקלי של הפוספטים היא:
    אחוז פוספטים = מסת פוספטים לחלק למסת האדמה כפול 100ידוע שהאדמה הנִכְרֵית במכרה מסויים מכילה את החומרים האלה: CaCO3(s) , Ca3(PO4)2(s).
    מכינים תמיסת חומצה מִלְחִית על פי התגובה:

    I. HCℓ(g) +  H2O(ℓ)   →   H3O+(aq)  +  Cℓ(aq)

    (בפרק חומצות ובסיסים שיילמד בהמשך נלמד על תגובות חומצה ומים ונדע לנסח את תגובה I. )
    בתגובה של תערובת החומרים עם תמיסת חומצה מלחית HCℓ(aq) מתרחשים התהליכים האלה:

    II. CaCO3(s) + 2H3O+(aq) → Ca2+(aq)   + CO2(g) +  H2O(ℓ)

    III.  Ca3(PO4)2(s) + 6H3O+(aq)  → 2H3PO4(ℓ) +  3 Ca2+(aq) +  6H2O(ℓ)

    לשם בדיקת המכרה, נלקחה דגימה של 855 גרם, המכילה את תערובת החומרים. מכינים תמיסת חומצה מלחית על ידי המסה (ותגובה) של HCℓ(g) במים. מתקבלת תמיסת חומצה מלחית בנפח של 5100 מ"ל (על פי תגובה .I). מגיבים את תערובת החומרים עם תמיסת החומצה המלחית (החומרים מגיבים בשלמות). בתגובה משתחררים 175 ליטר גז פחמן דו-חמצני CO2(g) בתנאי חדר.

    1. כמה מול פחמן דו-חמצני השתחררו בבדיקה? פרטו חישוביכם.
    2. מהי מסת ה- CaCO3(s) במדגם? פרטו חישוביכם.
    3. מהו האחוז המשקלי של הפוספט במדגם? פרטו חישוביכם.
    4. האם כדאי או לא כדאי לכרות במכרה זה?
    5. מה היה ריכוז תמיסת החומצה המלחית (HCℓ(g)) שהשתתפה בניסוי? פרטו חישוביכם.
      (עזרה לסעיף ה – יש לחשב כמה מול של HCℓ(g) הוכנסו לתמיסת החומצה המילחית, ולחלק בנפח התמיסה).

      המשך התוכן בעמוד זה למנויים בלבד

      אם הינך מנוי/ה אנא הכנס שם משתמש וסיסמא!

      לרכישת מנוי לחץ כאן

      לפתרון תרגול מסכם סטוכיומטריה