Modernizace výuky odborných předmětůReg. č. projektu: CZ.1.07/1.1.08/03.0032

3 Chemické výpočty

Výpočty z chemických rovnicChemické rovnice vyjadřují průběh reakce. Rovnice jednak udávají, z kterých prvků asloučenin vznikly reakční produkty, jednak vyjadřují vztahy mezi množstvímijednotlivých reagujících látek.

Příklad: NH3 + HCl → NHCl• na levou stranu rovnice píšeme látky, které vstupují do reakce (reaktanty)• na pravou stranu píšeme látky, které vznikají reakcí (produkty)

Co reakce vyjadřuje?

1. Do reakce vstupuje 1 mol NH3 a 1 mol HCl a vzniká 1 mol NH4Cl. Hmotnost 1molu látky = molární hmotnost M.• M(NH3) = 17 g·mol-1• M(HCl) = 36,5 g·mol-1• M(NH4Cl) = 53,5 g·mol-1Hodnoty molárních veličin jsou zaokrouhleny na jedno desetinné místo.

2. Do reakce vstupuje 17 g NH3, 36,5 g HCl a vzniká 53,5 g NH4Cl.

Postup při výpočtu:1) Napíšeme chemickou rovnici reakce a správně vyčíslíme (musí platit zákonzachování hmotnosti - počty atomů jednotlivých prvků musí být na oboustranách rovnice stejné).2) Vyjádříme molární hmotnosti látek.3) Na základě těchto údajů příklad numericky vypočítáme.

Příklad:Kolik gramů Zn musí reagovat s kyselinou chlorovodíkovou (HCl), aby vzniklo 8 gvodíku?rovnice reakce:Zn + 2HCl → H2 + ZnCl2M(Zn) = 65,4 g·mol-1M(HCl) = 36,5 g·mol-1M(H2) = 2 g·mol-1

Příklad:

Modernizace výuky odborných předmětůReg. č. projektu: CZ.1.07/1.1.08/03.0032

Kolik gramů Zn musí reagovat s kyselinou chlorovodíkovou (HCl), aby vzniklo 8 gvodíku?rovnice reakce:Zn + 2HCl → H2 + ZnCl2M(Zn) = 65,4 g·mol-1M(HCl) = 36,5 g·mol-1M(H2) = 2 g·mol-1Z 1 molu Zn (65,4 g) vznikne 1 mol (2 g) vodíku, množství Zn vypočítáme z příméúměry:65,4 g Zn ...............................2 g Hx g Zn.....................................8 g H------------------------------------------------------------------x g = 8 g65,4 g 2 gx = 65,4 g × 8 g2 gx = 261,6 gMusí reagovat 261,6 g Zn, aby vzniklo 8 g vodíku.

Jiné řešení:rovnice reakce:Zn + 2HCl → H2 + ZnCl21 mol H2 odpovídá 2 g H28 g H2 odpovídá 4 molům H2z 1 molu Zn............................1 mol H2z n molů Zn............................4 moly H2n(Zn) = 4 moly

m (Zn) = n( Zn). M( Zn)

m (Zn) = 4 moly 65,4 g .mol-1

m (Zn) = 261,6 g

PříkladKolik litrů oxidu uhličitého vznikne rozkladem 500 gramů uhličitanu vápenatého(CaCO3). který obsahuje 10 % nečistot. Objem CO2 je měřen za normálníchpodmínek.

1 mol plynné látky zaujímá za normálních podmínek 22,41 l.

Modernizace výuky odborných předmětůReg. č. projektu: CZ.1.07/1.1.08/03.0032

1. řešení:Uhličitan obsahuje 10 % nečistot, tzn. 50 g; čistého uhličitanu je tedy 450 g.Z 1 molu CaCO3 (100,8 g) vzniká 1 mol CO2 (22,41 l).100,8 g CaCO3.......................22,41 l CO2

450 g CaCO3..........................x l CO2

-450100,8

= x22,41

X = 100,04 l

2. řešení:CaCO3 → CaO + CO2

1 mol CaCO3..........................1 mol CO2

n ( CaCO3) = m(CaCO3)M(CaCO3)

n ( CaCO3) = 450100,8

n ( CaCO3) = n(CO2)n(CO2) = 4,46 molV(CO2) = 4,46 mol . 22,41 mol-1

V (CO2) = 100,04 l

Reakce probíhá pouze z 90 % (10 % nečistot):111,16 l · 0,9 = 100,04 lRozkladem 500 g CaCO3, který obsahuje 10 % nečistot, vznikne 100,04 l CO2.

PříkladDo roztoku obsahujícího 27 g CuCl2 se přidalo 12 g železných pilin. Kolik gramůmědi vzniklo?rovnice reakce:CuCl2 + Fe → Cu + FeCl2

M(CuCl2) = 134,5 g·mol-1M(Fe) = 55,9 g·mol-1M(Cu) = 63,5 g·mol-11 mol (134,5 g) CuCl2 reaguje s 1 molem (55,9 g) Fe134,5 g CuCl2 ........................55,9 g Fe27 g CuCl2 .............................12 g Fe---------------------------------------------------------------------------------Určíme jakému látkovému množství odpovídá 27 g CuCl2 a 12 g Fe.

Fe je v nadbytku, proto výpočet sestavíme podle CuCl2.134,5 g CuCl2 ........................63,5 g Cu27 g CuCl2 .............................x g Cu

Modernizace výuky odborných předmětůReg. č. projektu: CZ.1.07/1.1.08/03.0032

---------------------------------------------------------------------------------Při reakci CuCl2 s Fe vzniklo 12,75 g Cu.

Spalováním 2 g směsi síry a uhlíku vzniklo 6 g směsi SO2 a CO.Kolik gramů uhlíku bylo v původní směsi?Uhlí ve směsi je x gSíry ve směsi je (2-x) gM(C) = 12g ⋅mol−12 M(O ) = 32g ⋅mol−Nejprve vypočítáme kolik g CO2 bylo ve směsi.2 2 C + O →CO12 g C ............................................. 44g CO2

Do roztoku, který obsahuje 196 g HSO4 se přidal roztok NaOH s obsahem 60 gNaOH. Vypočítejte, kolik gramů KOH je třeba ještě dodat k úplné neutralizaci roztoku uvedené kyseliny.Z textu vyplývá, že přidaný NaOH nezneutralizuje 196 g kyseliny sírové.Nejprve vypočítáme, kolik molů H2SO4 zneutralizuje 60 g NaOH.rovnice neutralizace:H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O