pembentukan air. Larutan yang diperoleh setelah melewatkan gas melalui air mempunyai reaksi asam. Ketika larutan ini diolah dengan perak nitrat, terbentuk 14,35 g endapan putih. Tentukan komposisi kuantitatif dan kualitatif campuran gas awal. Larutan.

Gas yang terbakar membentuk air adalah hidrogen; ia sedikit larut dalam air. Hidrogen dengan oksigen dan hidrogen dengan klorin bereaksi secara eksplosif di bawah sinar matahari. Jelas sekali ada klorin dalam campuran dengan hidrogen, karena HC1 yang dihasilkan sangat larut dalam air dan menghasilkan endapan putih dengan AgN03.

Jadi, campurannya terdiri dari gas H2 dan C1:

1 mol 1 mol

HC1 + AgN03 -» AgCl 4- HN03.

x mol 14,35

Ketika mengolah 1 mol HC1, 1 mol AgCl terbentuk, dan ketika mengolah x mol, 14,35 g atau 0,1 mol. Mr(AgCl) = 108 + 2 4- 35,5 = 143,5, M(AgCl) = 143,5 g/mol,

v= - = = 0,1 mol,

x = 0,1 mol HC1 terkandung dalam larutan. 1 mol 1 mol 2 mol H2 4- C12 2HC1 x mol y mol 0,1 mol

x = y = 0,05 mol (1,12 l) hidrogen dan klorin bereaksi membentuk 0,1 mol

NS1. Campuran tersebut mengandung 1,12 liter klorin dan 1,12 liter hidrogen + 1,12 liter (berlebih) = 2,24 liter.

Contoh 6. Di laboratorium terdapat campuran natrium klorida dan natrium iodida. 104,25 g campuran ini dilarutkan dalam air dan kelebihan klorin dilewatkan melalui larutan yang dihasilkan, kemudian larutan diuapkan hingga kering dan residu dikalsinasi hingga berat konstan pada suhu 300 °C.

Massa bahan keringnya ternyata 58,5 g Tentukan komposisi campuran awal dalam persentase.

Mr(NaCl) = 23 + 35,5 = 58,5, M(NaCl) = 58,5 g/mol, Mr(Nal) = 127 + 23 = 150 M(Nal) = 150 g/mol.

Pada campuran awal: massa NaCl - x g, massa Nal - (104,25 - x) g.

Ketika natrium klorida dan iodida dilewatkan melalui suatu larutan, yodium digantikan oleh larutan tersebut. Ketika residu kering dilewatkan, yodium menguap. Jadi, hanya NaCl yang dapat menjadi zat kering.

Pada zat yang dihasilkan: massa NaCl awal x g, massa hasil (58,5-x):

2 150 gram 2 58,5 gram

2NaI + C12 -> 2NaCl + 12

(104,25 - x) g (58,5 - x) g

2.150 (58,5 - x) = 2.58,5 (104,25-x)

x = - = 29,25 (g),

itu. NaCl dalam campuran adalah 29,25 g, dan Nal - 104,25 - 29,25 = 75 (g).

Mari kita cari komposisi campurannya (dalam persen):

w(Nal) = 100% = 71,9%,

©(NaCl) = 100% - 71,9% = 28,1%.

Contoh 7: 68,3 g campuran nitrat, iodida dan kalium klorida dilarutkan dalam air dan diolah dengan air klorin. Akibatnya, 25,4 g yodium dilepaskan (kelarutannya dalam air diabaikan). Larutan yang sama diolah dengan perak nitrat. 75,7 g sedimen jatuh. Tentukan komposisi campuran awal.

Klorin tidak berinteraksi dengan kalium nitrat dan kalium klorida:

2KI + C12 -» 2KS1 + 12,

2 mol - 332 g 1 mol - 254 g

Mg(K1) = 127 + 39 - 166,

x = = 33,2 g (KI ada di dalam campuran).

v(KI) - - = = 0,2 mol.

1 mol 1 mol

KI + AgN03 = Agl + KN03.

0,2 mol x mol

x = = 0,2 mol.

Tuan(Agl) = 108 + 127 = 235,

m(Agl) = Mv = 235 0,2 = 47 (r),

maka AgCl akan menjadi

75,7 gram - 47 gram = 28,7 gram.

74,5 gram 143,5 gram

KCl + AgN03 = AgCl + KN03

X = 1 L_ = 14,9 (KCl).

Jadi campuran tersebut mengandung: 68,3 - 33,2 - 14,9 = 20,2 g KN03.

Contoh 8. Untuk menetralkan 34,5 g oleum, digunakan 74,5 ml larutan kalium hidroksida 40%. Berapa mol sulfur oksida (VI) yang ada untuk setiap 1 mol asam sulfat?

Asam sulfat 100% melarutkan sulfur oksida (VI) dalam proporsi berapa pun. Komposisi yang dinyatakan dengan rumus H2S04*xS03 disebut oleum. Mari kita hitung berapa banyak kalium hidroksida yang dibutuhkan untuk menetralkan H2S04:

1 mol 2 mol

H2S04 + 2KON -> K2S04 + 2Н20 xl mol y mol

y - 2*x1 mol KOH digunakan untuk menetralkan S03 dalam oleum. Mari kita hitung berapa banyak KOH yang dibutuhkan untuk menetralkan 1 mol S03:

1 mol 2 mol

S03 4- 2KOH -> K2SO4 + H20 x2 mol z mol

z - 2 x2 mol KOH digunakan untuk menetralkan SOg dalam oleum. 74,5 ml larutan KOH 40% digunakan untuk menetralkan oleum, yaitu. 42 g atau 0,75 mol KOH.

Jadi, 2 xl + 2x 2 = 0,75,

98 xl + 80 x2 = 34,5 gram,

xl = 0,25 mol H2S04,

x2 = 0,125 mol S03.

Contoh 9 Ada campuran kalsium karbonat, seng sulfida dan natrium klorida. Jika 40 g campuran ini terkena asam klorida berlebih, 6,72 liter gas akan dilepaskan, yang jika berinteraksi dengan sulfur (IV) oksida berlebih, akan melepaskan 9,6 g sedimen. Tentukan komposisi campurannya.

Jika campuran terkena asam klorida berlebih, karbon monoksida (IV) dan hidrogen sulfida dapat dilepaskan. Hanya hidrogen sulfida yang bereaksi dengan sulfur (IV) oksida, sehingga volumenya dapat dihitung dari jumlah endapan yang dilepaskan:

CaC03 + 2HC1 -> CaC12 + H20 + C02t(l)

100 g - 1 mol 22,4 l - 1 mol

ZnS + 2HC1 -> ZnCl2 + H2St (2)

97 g - 1 mol 22,4 l - 1 mol

44,8 liter - 2 mol 3 mol

2H2S + S02 -» 3S + 2H20 (3)

xl l 9,6 g (0,3 mol)

xl = 4,48 l (0,2 mol) H2S; dari persamaan (2 - 3) jelas bahwa ZnS adalah 0,2 mol (19,4 g):

2H2S + S02 -> 3S + 2H20.

Jelaslah bahwa karbon monoksida (IV) dalam campuran tersebut adalah:

6,72 liter - 4,48 liter = 2,24 liter (C02).

Komposisi campuran kesetimbangan dapat dinyatakan dengan menggunakan:

a) derajat disosiasi ()

b) derajat konversi ()

c) hasil produk (x)

Mari kita lihat semua kasus ini dengan menggunakan contoh:

A) berdasarkan derajat disosiasi

Derajat disosiasi () adalah pecahan molekul yang terdisosiasi dari jumlah molekul aslinya. Hal ini dapat dinyatakan dalam jumlah zat

Di mana N dis– jumlah mol zat asal yang hancur; N referensi– jumlah mol zat awal sebelum reaksi.

Misalkan ada 5 mol NO 2 sebelum reaksi, dan adalah derajat disosiasi NO 2.

Menurut persamaan (1.20)
, NO 2 akan tetap tidak bereaksi (5 – 5).

Menurut persamaan reaksi, ketika 2 mol NO 2 berdisosiasi, diperoleh 2 mol NO dan 1 mol O 2, dan dari 5, 5 mol NO dan mol O2. Garis kesetimbangannya adalah:

B ) menurut derajat transformasinya

Derajat konversi suatu zat () adalah perbandingan molekul yang bereaksi suatu zat tertentu dengan jumlah awal molekul zat tersebut. Kami menyatakannya dalam jumlah zat dalam mol

(1.21)

Misalkan diambil 2 mol CO dan 2 mol H2,  adalah derajat konversi hidrogen dalam reaksi

Mari kita jelaskan garis kesetimbangan. Kita mulai dari suatu zat yang diketahui derajat konversinya, yaitu H 2. Dari persamaan (1.21) diperoleh n reaksi = n keluar· = 2 .

Dari persamaan stoikiometri terlihat bahwa CO yang dikonsumsi 3 kali lebih sedikit dari H2, yaitu jika H2 bereaksi 2, maka CO akan bereaksi , dan sisanya akan tetap tidak bereaksi pada saat kesetimbangan. Kami juga beralasan sehubungan dengan produk menggunakan persamaan stoikiometri.

V) berdasarkan keluaran produk.

Hasil produk (x) adalah jumlah zat akhir dalam mol. Misalkan "x" adalah hasil metanol dalam reaksi

dalam ketiga kasus tersebut, penalarannya serupa dan berasal dari suatu substansi yang diketahui sesuatu (dalam contoh, nilai ini digarisbawahi).

Dengan mengetahui komposisi campuran kesetimbangan, kita dapat menyatakan tetapan kesetimbangan. Jadi, untuk kasus "c"

dan dari persamaan (1.19)

Hasil zat dalam bentuk saham(atau %) – perbandingan jumlah produk yang terbentuk dengan jumlah total zat dalam campuran kesetimbangan:

Dalam contoh ini:

1.3.4 Pengaruh berbagai faktor terhadap pergeseran kesetimbangan (pada komposisi campuran kesetimbangan)

Pengaruh tekanan (atau volume) pada T=konstanta

Jika sistem ideal, maka konstanta kesetimbangan K p tidak bergantung pada tekanan (atau volume). Jika reaksi terjadi pada tekanan tinggi, maka perlu menggunakan persamaan:

, (1.22)

Di mana F– fugasitas.

K F tidak bergantung pada tekanan, namun nilai K p bergantung pada tekanan, namun seiring dengan penurunan tekanan mendekati nilai K F, karena campuran gas nyata mendekati keadaan ideal, F  P. Jadi, untuk reaksinya:

pada 350 atm K F = 0,00011 K R = 0,00037

Pada tekanan rendah hal ini dapat dipertimbangkan KE R independen dari tekanan, yaitu
. Berikut ini kita akan mempertimbangkan kasus khusus ini.

Dari relasi (1.12) terlihat jelas bahwa besaran
,
akan bergantung pada tekanan, oleh karena itu, tanpa mempengaruhi konstanta kesetimbangan , perubahan tekanan dapat mempengaruhi komposisi campuran kesetimbangan dan hasil produk.

(1.23)

Persamaan (1.23) menunjukkan bahwa pengaruh tekanan terhadap
ditentukan oleh kuantitasn:

n  0, reaksi terjadi dengan bertambahnya jumlah mol produk gas, misalnya:

, yaitu dengan peningkatan tekanan total KE X berkurang, dan jumlah produk dalam campuran kesetimbangan juga berkurang, yaitu kesetimbangan bergeser ke kiri menuju terbentuknya COCl 2.

n = 0-2-1= -3

, yaitu dengan meningkatnya tekanan, K x (dan hasil produk) meningkat.

K= K= konstanta. Dalam hal ini, komposisi campuran kesetimbangan tidak bergantung pada tekanan.

Menambahkan gas inert pada P = konstanta hal ini mempengaruhi pergeseran kesetimbangan dengan cara yang mirip dengan penurunan tekanan. Gas inert dalam kesetimbangan kimia dianggap sebagai gas yang tidak berinteraksi dengan reaktan atau produk reaksi.

Peningkatan volume pada tekanan konstan hal ini mempengaruhi pergeseran kesetimbangan dengan cara yang sama seperti penurunan tekanan.

Pengaruh rasio antar komponen

Komposisi campuran kesetimbangan juga dipengaruhi oleh perbandingan pereaksi yang diambil untuk reaksi.

Hasil produk tertinggi akan berada pada rasio stoikiometri. Jadi untuk reaksinya

perbandingan hidrogen dan nitrogen 3:1 akan memberikan hasil amonia tertinggi.

Dalam beberapa kasus, diperlukan konversi tingkat tinggi dari salah satu reagen, bahkan sampai merugikan hasil produk.

Misalnya, ketika hidrogen klorida terbentuk melalui reaksi

konversi klorin yang lebih sempurna diperlukan agar campuran kesetimbangan mengandung Cl 2 sesedikit mungkin. Campuran kesetimbangan dilarutkan dalam air dan diperoleh asam klorida. Dalam hal ini, hidrogen hampir tidak larut dalam air dan tidak terkandung dalam asam, sedangkan klorin bebas larut dan kualitas asam klorida menurun.

Untuk mencapai derajat konversi Cl 2 yang maksimum, ambil reagen kedua, H 2, dalam jumlah yang banyak.

Peningkatan derajat konversi kedua komponen dapat dicapai jika produk reaksi dikeluarkan dari zona reaksi, mengikatnya menjadi zat yang sedikit terdisosiasi, sedikit larut atau tidak mudah menguap.

Pengaruh suhu terhadap kesetimbangan

Pengalaman menunjukkan bahwa suhu mempunyai pengaruh yang besar terhadap komposisi campuran kesetimbangan, meningkatkan kandungan produk reaksi pada beberapa reaksi dan menurunkannya pada reaksi lain. Ketergantungan ini tercermin secara kuantitatif persamaan isobar(1.24) dan isokore (1.25) Van't Hoff:

(1.24)
(1.25)

Dari persamaan ini jelas bahwa perubahan konstanta kesetimbangan dengan meningkatnya suhu (dan oleh karena itu perubahan hasil produk reaksi) ditentukan oleh tanda efek termal H dan U:

H0 atau U0 - reaksi endotermik (dengan penyerapan panas). Ruas kanan persamaan lebih besar dari nol, artinya turunannya juga lebih besar dari nol:

> 0;
> 0

Jadi, fungsi lnK p dan lnK c (serta K p dan K c) meningkat seiring dengan meningkatnya suhu.

H0 atau U0 - reaksinya eksotermik (dengan pelepasan panas).

< 0;
< 0

Konstanta kesetimbangan berkurang dengan meningkatnya suhu, yaitu. kandungan produk reaksi dalam campuran kesetimbangan berkurang, dan kandungan zat awal meningkat.

Dengan demikian, peningkatan suhu mendorong proses yang lebih lengkap endotermik proses. Mari kita integrasikan persamaan isobar.

Misalkan Hf(T) memisahkan variabel-variabelnya dan mengintegrasikannya,

;
(1.26)

Seperti yang dapat kita lihat, konstanta kesetimbangan bergantung pada suhu menurut hukum eksponensial:
, dan pada koordinat ln K = f( ) ketergantungan linier (persamaan 1.26, gambar 1.7)

Gambar 1.7 – Ketergantungan suhu pada konstanta kesetimbangan

Integrasi pasti dari persamaan isobar menghasilkan:

(1.27)

Mengetahui nilai konstanta kesetimbangan pada suatu suhu, kita dapat mencari K p pada suhu lain yang diketahui nilai H.

Komposisi campuran awal untuk produksi batu buatan. (Galeri foto “Teknologi Kami” di halaman dengan nama yang sama. Yang termasuk dalam komposisi batu hadap buatan yang diproduksi dengan menggunakan cetakan injeksi elastis fleksibel. Intinya, batu hadap dekoratif yang kita bicarakan adalah beton pasir khas yang berbahan dasar Portland semen, dibuat dengan pengecoran getaran ke dalam matriks elastis fleksibel khusus - cetakan dan diwarnai secara khusus. Mari kita pertimbangkan komponen utama campuran beton untuk produksi batu permukaan buatan menggunakan metode pengecoran getaran. Pengikat adalah dasar dari setiap batu permukaan buatan. In dalam hal ini adalah semen Portland grade M-400 atau M-500. Agar mutu beton selalu tetap tinggi secara konsisten, sebaiknya gunakan hanya semen “segar” (seperti diketahui, sifat-sifatnya akan cepat hilang seiring waktu dan dari waktu ke waktu. penyimpanan yang tidak tepat) dari produsen yang sama dengan reputasi yang baik. Untuk produksi batu hias menghadap, baik semen biasa, abu-abu, dan semen putih. Ada sejumlah warna dan corak di alam yang hanya bisa ditiru pada semen putih. Dalam kasus lain, Portland grey digunakan (untuk alasan kelayakan ekonomi).

Banyak produsen batu buatan dalam negeri baru-baru ini secara aktif menggunakan gipsum sebagai bahan pengikat. Pada saat yang sama, mereka mengklaim bahwa produk mereka adalah beton tanah liat yang diperluas. Dan, biasanya, beton tanah liat yang diperluas sebenarnya dipresentasikan di stand perusahaan. Namun ada satu hal yang menentukan perilaku produsen batu hadap buatan. Biaya cetakan injeksi elastis fleksibel yang memungkinkan Anda meniru tekstur batu secara akurat sangat tinggi.

Dan jika teknologinya diikuti, maka pergantian cetakan injeksi, yaitu waktu dari saat beton dituang hingga bekisting dilepas, adalah 10-12 jam, dibandingkan 30 menit untuk plesteran. Hal inilah yang mendorong perusahaan untuk menggunakan gipsum sebagai bahan pengikat. Dan harga gipsum setidaknya lima kali lebih rendah dibandingkan harga semen putih. Semua ini memberi perusahaan keuntungan besar. Namun harga bagi konsumen akhir sangat tinggi! Ketahanan beku yang sangat rendah dan kekuatan produk tersebut tidak akan memungkinkan Anda menikmati tampilan fasad untuk waktu yang lama.

Foto-foto yang disajikan menunjukkan produk plester satu tahun setelah pemasangan. Berbagai retakan dan kehancuran terlihat jelas. Oleh karena itu, penggunaan material ini dalam skala industri sulit dilakukan. Berdasarkan tugas yang kami hadapi, kami lebih memilih untuk memproduksi batu permukaan buatan - bahan dengan sifat kekerasan dan abrasi yang mirip dengan batu alam, cocok untuk pelapis luar dan dalam, daripada dekorasi yang rapuh dan berubah-ubah terhadap pengaruh air. Pengisi. Tergantung pada jenis bahan pengisi yang digunakan, batu permukaan buatan berbahan dasar semen bisa jadi “berat” (2-2,4 g/cm3) atau “ringan” (sekitar 1,6 g/cm3). Idealnya, beton berat digunakan untuk produksi batu paving, lempengan paving dekoratif, pembatas jalan, rangka alas, dan batu interior. Untuk produksi batu hadap buatan yang digunakan untuk dekorasi eksterior, digunakan beton ringan.

Kira-kira inilah yang dilakukan oleh produsen yang bekerja menggunakan teknologi Amerika. Sayangnya, di daerah-daerah, sebagian besar menggunakan beton berat. Tentu saja, membuat batu hias di atas pasir jauh lebih mudah, tetapi batu yang ringan akan selalu lebih disukai konsumen. Ini hanya masalah pilihan. Untuk produksi batu permukaan buatan yang berat, digunakan pasir kuarsa kasar dengan fraksi 0,63-1,5 mm (penggunaan pasir halus merusak karakteristik kekuatan beton) dan, bila perlu, batu pecah kecil, misalnya marmer, a fraksi 5-10 mm. Batu yang menghadap "ringan" dibuat menggunakan pasir tanah liat yang diperluas. Tetapi ketika memproduksi batu buatan di atas tanah liat yang diperluas, faktor berikut harus diperhitungkan. Pada bulan Juli 2001, kami menerima informasi dari pelanggan tentang munculnya “benjolan” (titik pembengkakan bahan putih) pada permukaan produk (beton ringan). Berdasarkan hasil konsultasi dengan para ahli, ditemukan bahwa “tembakan” tersebut muncul sebagai akibat dari disintegrasi inklusi batu kapur yang terdapat pada tanah liat yang mengembang.

Ketika kalsium bebas berinteraksi dengan uap air (air atau uapnya), terjadi reaksi kimia, disertai dengan peningkatan volume butiran kalsium bebas, menghasilkan apa yang disebut efek “tembakan”. CaO + H2O = Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 Keunikan dari reaksi kimia ini adalah membutuhkan waktu yang sangat lama - hingga 6 bulan. Produsen tanah liat yang diperluas menghasilkan produk sesuai dengan Gost, yang memungkinkan adanya butiran kapur hingga 3% dari total massa. Efek “tembakan” mengurangi sifat konsumen produk, sehingga tugasnya adalah menemukan bahan pengisi baru untuk produksi beton ringan.

Telah diamati bahwa reaksi kerak kapur menyebabkan kerusakan pada permukaan produk HANYA pada dekorasi interior. Saat menggunakan produk untuk menyelesaikan alas tiang dan fasad bangunan, tidak ada kerusakan yang terlihat pada bahan finishing. Menurut keterangan salah satu pegawai NIIZHB, pembusukan kapur dapat diatasi dengan penggunaan produk untuk dekorasi eksterior bangunan. Sehubungan dengan identifikasi pola ini, sejak Agustus 2001, produk untuk pekerjaan interior diproduksi bukan pada bahan tanah liat yang diperluas, tetapi pada agregat lain (yang lebih berat). Untuk beralih ke pengisi tunggal, kami mengusulkan cara berikut untuk mengatasi masalah ini: 1. Gunakan tanah liat mengembang yang dihancurkan dengan fraksi minimal 2 cm sebagai pengisi 2. Buat tempat pembuangan tanah liat yang diperluas dengan penyimpanan di tempat terbuka setidaknya selama 6-9 bulan.

3. Pembuatan bahan pengisi heterogen dari pasir kuarsa dan bahan pengisi buatan yang lebih ringan. 4. Penggunaan batu apung terak. namun, berat sebagian besar produk jadi akan meningkat menjadi 1800-2000 kg/m3. Agregat ringan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut. berat curah sekitar 600 kg/m3. fraksi pasir 0-0,5 cm atau 0-1 cm (adanya fraksi halus 15% volume. kuat tekan 18 kg/cm (indeks tanah liat diperluas. serapan air hingga 25% (indeks tanah liat diperluas. Dalam produksi permukaan buatan batu, lempengan paving dekoratif , produk arsitektur kecil pada cetakan injeksi elastis fleksibel, bahan pengisi berikut dapat digunakan: Batu apung terak, Terak butiran, Batu pecah dan pasir terak, Kaca busa, Pasir perlit yang diperluas, Perlit yang diperluas keras, Vermokulit yang diperluas, Polistiren yang diperluas , Pasir kuarsa yang diperkaya, Keripik marmer, Pasir konstruksi (putih ), Pasir cetakan, Batu apung vulkanik Pigmen dan pewarna Komponen terpenting dari batu hias adalah pigmen (pewarna) yang digunakan Penggunaan pewarna yang terampil atau tidak tepat secara langsung mempengaruhi penampilan produk akhir... Di tangan yang berpengalaman, beton biasa berubah menjadi sesuatu yang sama sekali tidak dapat dibedakan dari batu alam “liar”. Bagaimana cara mencapainya? Untuk pewarna semen, pigmen mineral anorganik (oksida titanium, besi, kromium) dan pewarna khusus yang tahan cahaya dan cuaca digunakan. Produsen berpengalaman biasanya memilih pewarna dari perusahaan seperti Bayer, Du Pont, Kemira dan perusahaan lain yang sama-sama bereputasi baik. Hal ini tidak hanya disebabkan oleh kualitas produk mereka yang tinggi secara konsisten, tetapi juga karena jangkauannya yang luas. Oleh karena itu, Bayer menawarkan beberapa lusin pigmen besi oksida. Dengan menggabungkannya satu sama lain, Anda dapat memilih hampir semua warna yang diinginkan. Jadi, semen Portland, pasir tanah liat yang diperluas, dan pigmen merupakan komposisi utama batu hadap buatan. Banyak produsen produk beton arsitektur membatasi diri pada hal ini, meskipun faktanya ada sejumlah besar bahan tambahan pada semen untuk meningkatkan karakteristik tertentu. Di kota besar mana pun Anda dapat menemukan pemasok bahan tambahan beton domestik dan impor. Ini adalah berbagai superplasticizer yang meningkatkan kemampuan kerja dan meningkatkan kekuatan beton; aditif polimer-lateks yang memiliki efek menguntungkan pada daya tahan beton; akselerator pengerasan beton dan bahan tambahan pemasukan udara; penolak air volumetrik, yang berkali-kali mengurangi penyerapan air (berguna untuk fasad, alas tiang dan batu paving); serat kimia untuk penguatan tersebar, yang secara dramatis meningkatkan ketahanan retak dan banyak lagi. Putuskan sendiri apakah akan menggunakan salah satu bahan tambahan ini atau tidak, kami hanya ingin merekomendasikan penggunaan senyawa impregnasi pelindung untuk merawat permukaan batu dekoratif. Penolak air yang dipilih dengan benar untuk beton akan mencapai hasil berikut. akan meningkatkan estetika batu dan menghilangkan "berdebu" - ciri khas beton semen apa pun. akan meningkatkan masa pakai batu fasad (maksudnya di sini adalah bahwa proses penghancuran beton dekoratif terutama tercermin dalam saturasi warna jauh sebelum tanda-tanda kerusakan pertama muncul, alasannya adalah terpaparnya partikel agregat di bagian depan. permukaan batu akan secara drastis mengurangi risiko pengkristalan pada permukaan batu, yang merupakan bencana nyata bagi beton dekoratif semen, oleh karena itu harus diberi perhatian paling dekat.

Belajar memecahkan masalah dengan menggunakan campuran bahan organik

Generalisasi pengalaman mengajar kimia organik di kelas biologi dan kimia khusus

Salah satu kriteria utama penguasaan kimia sebagai suatu disiplin akademik adalah kemampuan siswa dalam memecahkan masalah komputasi dan kualitatif. Dalam proses pengajaran di kelas khusus dengan studi mendalam tentang kimia, hal ini memiliki relevansi khusus, karena semua ujian masuk kimia menawarkan tugas-tugas dengan tingkat kompleksitas yang meningkat. Kesulitan terbesar dalam mempelajari kimia organik disebabkan oleh tugas menentukan komposisi kuantitatif campuran multikomponen zat, pengenalan kualitatif campuran zat, dan pemisahan campuran. Hal ini disebabkan karena untuk menyelesaikan permasalahan tersebut diperlukan pemahaman yang mendalam tentang sifat-sifat kimia zat yang dipelajari, mampu menganalisis dan membandingkan sifat-sifat zat dari golongan yang berbeda, serta memiliki pelatihan matematika yang baik. Hal yang sangat penting dalam pengajaran adalah menggeneralisasi informasi tentang golongan zat organik. Mari kita pertimbangkan teknik metodologis untuk mengembangkan kemampuan siswa dalam memecahkan masalah dengan menggunakan campuran senyawa organik.

Hidrokarbon

• Di manakah letak zat (komposisi kualitatif)?
• Berapa banyak zat dalam larutan (komposisi kuantitatif)?
• Bagaimana cara memisahkan campurannya?

TAHAP 1. Meringkas pengetahuan tentang sifat kimia hidrokarbon menggunakan tabel(Tabel 1).

TAHAP 2. Memecahkan masalah kualitas.

Masalah 1. Campuran gas mengandung etana, etilen dan asetilena. Bagaimana cara membuktikan keberadaan masing-masing gas dalam campuran tertentu? Tuliskan persamaan reaksi yang diperlukan.

Larutan

Dari sisa gas, hanya etilen yang akan mengubah warna air bromin:

C 2 H 4 + Br 2 = C 2 H 4 Br 2.

Gas ketiga - etana - terbakar:

2C 2 H 6 + 7O 2 4CO 2 + 6H 2 O.

Tabel 1

Sifat kimia hidrokarbon

Reagen	Perwakilan hidrokarbon
	CH 3 CH 3 etana	CH 2 = CH 2 etilen	asetilena CHSN	C 6 H 6 benzena	C 6 H 5 CH 3 toluena	C 6 H 5 CH=CH 2 stirena	C 6 H 10 sikloheksena
Br 2 (aq)	–	+	+	–	–	+	+
KMnO4	–	+	+	–	+	+	+
Ag2O (ukuran dalam NH3 aq)	–	–	+	–	–	–	–
Tidak	–	–	+	–	–	–	–
O2	+	+	+	+	+	+	+

Tugas 2. Isolasi dalam bentuk murni komponen campuran yang terdiri dari asetilena, propena dan propana. Tuliskan persamaan reaksi yang diperlukan.

Larutan

Ketika campuran dilewatkan melalui larutan amonia oksida perak, hanya asetilena yang diserap:

C 2 H 2 + Ag 2 O = C 2 Ag 2 + HON.

Untuk meregenerasi asetilena, asetilida perak yang dihasilkan diolah dengan asam klorida:

C 2 Ag 2 + 2HCl = C 2 H 2 + 2AgCl.

Ketika sisa gas dilewatkan melalui air brom, propena akan diserap:

C 3 H 6 + Br 2 = C 3 H 6 Br 2.

Untuk meregenerasi propena, dibromopropana yang dihasilkan diolah dengan debu seng:

C 3 H 6 Br 2 + Zn = C 3 H 6 + ZnBr 2.

TAHAP 3. Menyelesaikan masalah perhitungan.

Tugas 3. Diketahui bahwa 1,12 l (n.s.) campuran asetilena dan etilen dalam gelap berikatan sempurna dengan 3,82 ml brom ( = 3,14 g/ml). Berapa kali volume campuran akan mengecil setelah dilewatkan melalui larutan amonia perak oksida?

Larutan

Kedua komponen campuran bereaksi dengan brom. Mari kita buat persamaan reaksi:

C 2 H 4 + Br 2 = C 2 H 4 Br 2,

C 2 H 2 + 2 Br 2 = C 2 H 2 Br 4.

Mari kita nyatakan jumlah zat etilen dengan X mol, dan jumlah zat asetilena yang melaluinya
kamu tikus tanah. Dari persamaan kimia jelas bahwa jumlah zat yang bereaksi brom akan sama dengan kasus pertama X tahi lalat, dan yang kedua - 2 kamu tikus tanah. Jumlah zat dalam campuran gas:

= V/V M = 1,12/22,4 = 0,05 mol,

dan jumlah bromnya adalah:

(Br 2) = V/M= 3,82 3,14/160 = 0,075 mol.

Mari kita buat sistem persamaan dengan dua hal yang tidak diketahui:

Memecahkan sistem, kami menemukan bahwa jumlah etilen dalam campuran sama dengan jumlah asetilena (masing-masing 0,025 mol). Hanya asetilena yang bereaksi dengan larutan amonia perak, oleh karena itu, ketika campuran gas dilewatkan melalui larutan Ag 2 O, volume gas akan berkurang tepat setengahnya.

Tugas 4. Gas yang dilepaskan selama pembakaran campuran benzena dan sikloheksena dilewatkan melalui air barit berlebih. Dalam hal ini diperoleh 35,5 g sedimen. Tentukan persentase komposisi campuran awal jika jumlah yang sama dapat menghilangkan warna 50 g larutan brom dalam karbon tetraklorida dengan fraksi massa brom 3,2%.

Larutan

C 6 H 10 + Br 2 = C 6 H 10 Br 2.

Jumlah zat sikloheksena sama dengan jumlah zat brom:

(Br 2) = M/M= 0,032 50/160 = 0,01 mol.

Massa sikloheksena adalah 0,82 g.

Mari kita tuliskan persamaan reaksi pembakaran hidrokarbon:

C 6 H 6 + 7,5 O 2 = 6 CO 2 + 3 H 2 O,

C 6 H 10 + 8,5 O 2 = 6 CO 2 + 5 H 2 O.

0,01 mol sikloheksena menghasilkan 0,06 mol karbon dioksida ketika dibakar. Karbon dioksida yang dilepaskan membentuk endapan dengan air barit menurut persamaan:

CO 2 + Ba(OH) 2 = BaCO 3 + H 2 O.

Banyaknya zat endapan barium karbonat (BaCO 3) = M/M= 35,5/197 = 0,18 mol sama dengan jumlah zat dari total karbon dioksida.

Jumlah karbon dioksida yang terbentuk selama pembakaran benzena adalah:

0,18 – 0,06 = 0,12 mol.

Dengan menggunakan persamaan reaksi pembakaran benzena, kami menghitung jumlah zat benzena - 0,02 mol. Massa benzena adalah 1,56 g.

Berat seluruh campuran:

0,82 + 1,56 = 2,38 gram.

Fraksi massa benzena dan sikloheksena masing-masing adalah 65,5% dan 34,5%.

Mengandung oksigen
senyawa organik

Pemecahan masalah yang melibatkan campuran dalam topik “Senyawa organik yang mengandung oksigen” terjadi dengan cara yang sama.

LANGKAH 4. Penyusunan tabel perbandingan dan generalisasi(Meja 2).

TAHAP 5. Pengenalan zat.

Tugas 5. Dengan menggunakan reaksi kualitatif, buktikan adanya fenol, asam format dan asam asetat dalam campuran ini. Tuliskan persamaan reaksi dan tunjukkan tanda-tanda kemunculannya.

Larutan

Dari komponen campuran, fenol bereaksi dengan air brom membentuk endapan putih:

C 6 H 5 OH + 3 Br 2 = C 6 H 2 Br 3 OH + 3 H Br.

Keberadaan asam format dapat ditentukan dengan menggunakan larutan amonia oksida perak:

HCOOH + 2Ag(NH 3) 2 OH = 2Ag + NH 4 HCO 3 + 3NH 3 + HOH.

Perak dilepaskan dalam bentuk sedimen atau lapisan cermin pada dinding tabung reaksi.

Jika, setelah menambahkan larutan amonia oksida perak berlebih, campuran tersebut mendidih dengan larutan soda kue, maka dapat dikatakan bahwa ada asam asetat dalam campuran tersebut:

CH 3 COOH + NaHCO 3 = CH 3 COONa + CO 2 + H 2 O.

Meja 2

Sifat kimia yang mengandung oksigen
bahan organik

Reagen	Perwakilan dari senyawa yang mengandung oksigen
	Metanol CH 3 OH	C 6 H 5 OH fenol	metanal HCHO	asam format HCOOH	CH 3 CHO aset- aldehida	HCOOCH 3 metil- format	C 6 H 12 O 6 glukosa
Tidak	+	+	–	+	–	–	+
NaOH	–	+	–	+	–	+	–
NaHCO3	–	–	–	+	–	–	–
Ba 2 (aq)	–	+	+	+	+	+	+
Ag2O (ukuran dalam NH3 aq)	–	–	+	+	+	+	+

Tugas 6. Empat tabung reaksi tidak berlabel berisi etanol, asetaldehida, asam asetat, dan asam format. Reaksi apa yang dapat digunakan untuk membedakan zat dalam tabung reaksi? Tuliskan persamaan reaksi.

Larutan

Menganalisis karakteristik sifat kimia zat-zat ini, kami sampai pada kesimpulan bahwa untuk mengatasi masalah tersebut, Anda harus menggunakan larutan natrium bikarbonat dan larutan amonia perak oksida. Asetaldehida hanya bereaksi dengan perak oksida, asam asetat - hanya dengan natrium bikarbonat, dan asam format - dengan kedua reagen. Zat yang tidak bereaksi dengan reagen apa pun adalah etanol.

Persamaan reaksi:

CH 3 CHO + 2Ag(NH 3) 2 OH = CH 3 COONH 4 + 2Ag + 3NH 3 + HOH,

CH 3 COOH + NaHCO 3 = CH 3 COONa + CO 2 + HON,

HCOOH + 2Ag(NH 3) 2 OH = 2Ag + NH 4 HCO 3 + 3NH 3 + NOH,

HCOOH + NaHCO 3 = HCOONa + CO 2 + HON.

LANGKAH 6. Penentuan komposisi kuantitatif campuran.

Tugas 7. Untuk menetralkan 26,6 g campuran asam asetat, asetaldehida dan etanol, digunakan 44,8 g larutan kalium hidroksida 25%. Ketika jumlah campuran yang sama direaksikan dengan natrium logam berlebih, 3,36 liter gas dilepaskan pada kondisi sekitar. Hitung fraksi massa zat dalam campuran ini.

Larutan

Asam asetat dan etanol akan bereaksi dengan logam Na, tetapi hanya asam asetat yang akan bereaksi dengan KOH. Mari kita buat persamaan reaksi:

CH 3 COOH + Na = CH 3 COONa + 1/2H 2 , (1)

C 2 H 5 OH + Na = C 2 H 5 ONa + 1/2H 2, (2)

Tugas 8. Campuran piridin dan anilin seberat 16,5 g diolah dengan 66,8 ml asam klorida 14% (= 1,07 g/ml). Untuk menetralkan campuran, perlu ditambahkan 7,5 g trietilamina. Hitung fraksi massa garam dalam larutan yang dihasilkan.

Larutan

Mari kita buat persamaan reaksi:

C 5 H 5 N + HCl = (C 5 H 5 NH)Cl,

C 6 H 5 NH 2 + HCl = (C 6 H 5 NH 3) Cl,

(C 2 H 5) 3 N + HCl = ((C 2 H 5) 3 NH) Cl.

Mari kita hitung jumlah zat yang terlibat dalam reaksi:

(HCl) = 0,274 mol,

((C 2 H 5) 3 N) = 0,074 mol.

0,074 mol asam juga digunakan untuk menetralkan trietilamina, dan untuk reaksi dengan campuran: 0,274 – 0,074 = 0,2 mol.

Kita menggunakan teknik yang sama seperti pada Soal 3. Mari kita nyatakan X– jumlah mol piridin dan kamu– jumlah anilin dalam campuran. Mari kita buat sistem persamaan:

Memecahkan sistem, kami menemukan bahwa jumlah piridin adalah 0,15 mol, dan anilin adalah 0,05 mol. Mari kita hitung jumlah zat garam hidroklorida piridin, anilin dan trietilamina, massa dan fraksi massanya. Masing-masing 0,15 mol, 0,05 mol, 0,074 mol; 17,33 gram, 6,48 gram, 10,18 gram; 18,15%, 6,79%, 10,66%.

LITERATUR

Kuzmenko N.E., Eremin V.V. Kimia. 2400 tugas untuk anak sekolah dan mereka yang masuk universitas. M.: Bustard, 1999;
Ushkalova V.N., Ioanidis N.V.. Kimia: tugas kompetisi dan jawaban. Panduan bagi pelamar ke universitas. M.: Pendidikan, 2000.