Belajar memecahkan masalah pada campuran zat organik

Generalisasi pengalaman mengajar kimia organik di kelas biologi dan kimia khusus

Salah satu kriteria utama untuk menguasai kimia sebagai disiplin akademik adalah kemampuan siswa untuk memecahkan masalah komputasi dan kualitatif. Dalam proses pengajaran di kelas-kelas khusus dengan studi kimia yang mendalam, ini memiliki relevansi khusus, karena semua ujian masuk kimia menawarkan tugas-tugas dengan tingkat kerumitan yang meningkat. Kesulitan terbesar dalam studi kimia organik disebabkan oleh tugas menentukan komposisi kuantitatif dari campuran zat multikomponen, pengenalan kualitatif campuran zat, dan pemisahan campuran. Hal ini disebabkan oleh kenyataan bahwa untuk memecahkan masalah seperti itu, perlu untuk memahami secara mendalam sifat-sifat kimia zat yang dipelajari, dapat menganalisis, membandingkan sifat-sifat zat dari kelas yang berbeda, dan juga memiliki latar belakang matematika yang baik. . Poin yang sangat penting dalam pembelajaran adalah generalisasi informasi tentang kelas zat organik. Mari kita perhatikan metode metodologis dalam mengembangkan kemampuan siswa untuk memecahkan masalah pada campuran senyawa organik.

hidrokarbon

• Dimana zat apa (komposisi kualitatif)?
• Berapa banyak zat dalam larutan (komposisi kuantitatif)?
• Bagaimana cara memisahkan campuran?

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

LANGKAH 2. Memecahkan masalah kualitas.

Tugas 1. Campuran gas mengandung etana, etilen dan asetilen. Bagaimana membuktikan keberadaan masing-masing gas dalam campuran tertentu? Tulis persamaan untuk reaksi yang diperlukan.

Keputusan

Dari gas yang tersisa, hanya etilen yang akan menghilangkan warna air brom:

C 2 H 4 + Br 2 \u003d 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 dari hidrokarbon
	CH 3 CH 3 etana	CH 2 \u003d CH 2 etilen	CHCH asetilena	C 6 H 6 benzena	C 6 H 5 CH 3 toluena	C 6 H 5 CH \u003d CH 2 stirena	C 6 H 10 sikloheksena
Br2 (air)	–	+	+	–	–	+	+
KMnO4	–	+	+	–	+	+	+
Ag2O (solusi dalam NH3 aq.)	–	–	+	–	–	–	–
tidak	–	–	+	–	–	–	–
O2	+	+	+	+	+	+	+

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

Keputusan

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

C 2 H 2 + Ag 2 O \u003d C 2 Ag 2 + HOH.

Untuk meregenerasi asetilena, asetilenida perak yang dihasilkan diperlakukan dengan asam klorida:

C 2 Ag 2 + 2HCl \u003d C 2 H 2 + 2AgCl.

Ketika gas yang tersisa dilewatkan melalui air brom, propena akan diserap:

C 3 H 6 + Br 2 \u003d C 3 H 6 Br 2.

Untuk regenerasi propena, dibromopropana yang dihasilkan diperlakukan dengan debu seng:

C 3 H 6 Br 2 + Zn \u003d C 3 H 6 + ZnBr 2.

TAHAP 3. Solusi masalah perhitungan.

Tugas 3. Diketahui bahwa 1,12 l (n.o.) campuran asetilena dengan etilena dalam gelap mengikat sempurna dengan 3,82 ml brom (= 3,14 g/ml). Berapa kali volume campuran akan berkurang setelah melewati larutan amonia oksida perak?

Keputusan

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

C 2 H 4 + Br 2 \u003d C 2 H 4 Br 2,

C 2 H 2 + 2Br 2 \u003d C 2 H 2 Br 4.

Mari kita tunjukkan jumlah zat etilen melalui X mol, dan jumlah zat asetilen melalui
kamu mol Dapat dilihat dari persamaan kimia bahwa jumlah zat bromin yang bereaksi pada kasus pertama X mol, dan yang kedua - 2 kamu mol Jumlah zat campuran gas:

= V/V M \u003d 1,12 / 22,4 \u003d 0,05 mol,

dan jumlah zat bromin:

(Br2) = V/M\u003d 3,82 3,14 / 160 \u003d 0,075 mol.

Mari kita buat sistem persamaan dengan dua yang tidak diketahui:

Memecahkan sistem, kita mendapatkan bahwa jumlah zat etilen dalam campuran sama dengan jumlah zat asetilen (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 persis dengan faktor dua.

Tugas 4. Gas yang dilepaskan selama pembakaran campuran benzena dan sikloheksena dilewatkan melalui kelebihan air barit. Ini memberikan 35,5 g sedimen. Tentukan persentase komposisi campuran awal jika jumlah yang sama dapat menghitamkan 50 g larutan brom dalam karbon tetraklorida dengan fraksi massa brom 3,2%.

Keputusan

C 6 H 10 + Br 2 \u003d C 6 H 10 Br 2.

Jumlah zat sikloheksena sama dengan jumlah zat bromin:

(Br2) = m/M= 0,032 50/160 = 0,01 mol.

Massa sikloheksena adalah 0,82 g.

Mari kita tulis persamaan untuk reaksi pembakaran hidrokarbon:

C 6 H 6 + 7.5O 2 \u003d 6CO 2 + 3H 2 O,

C 6 H 10 + 8.5O 2 \u003d 6CO 2 + 5H 2 O.

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

CO 2 + Ba (OH) 2 \u003d BaCO 3 + H 2 O.

Jumlah zat sedimen barium karbonat (BaCO 3) \u003d m/M\u003d 35.5 / 197 \u003d 0,18 mol sama dengan jumlah zat semua karbon dioksida.

Jumlah zat karbon dioksida yang terbentuk selama pembakaran benzena adalah:

0,18 - 0,06 \u003d 0,12 mol.

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 g

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

mengandung oksigen
senyawa organik

Memecahkan masalah pada campuran dalam topik "Senyawa organik yang mengandung oksigen" terjadi dengan cara yang sama.

TAHAP 4. Penyusunan tabel ringkasan komparatif(Meja 2).

LANGKAH 5. Pengenalan zat.

Tugas 5. Gunakan reaksi kualitatif untuk membuktikan adanya fenol, asam format dan asam asetat dalam campuran ini. Tulis persamaan reaksi, tunjukkan tanda-tanda kemunculannya.

Keputusan

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

C 6 H 5 OH + 3Br 2 \u003d C 6 H 2 Br 3 OH + 3HBr.

Adanya asam format dapat ditentukan dengan menggunakan larutan amonia dari oksida perak:

HCOOH + 2Ag (NH 3) 2 OH \u003d 2Ag + NH 4 HCO 3 + 3NH 3 + HOH.

Perak dilepaskan dalam bentuk endapan atau pelapis cermin pada dinding tabung reaksi.

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

CH 3 COOH + NaHCO 3 \u003d CH 3 COOHa + CO 2 + H 2 O.

Meja 2

Sifat kimia yang mengandung oksigen
bahan organik

Reagen	Perwakilan dari senyawa yang mengandung oksigen
	CH3OH metanol	C 6 H 5 OH fenol	HCHO metanal	asam format HCOOH	CH 3 CHO aset- aldehida	HCOCH3 metil- format	C 6 H 12 O 6 glukosa
tidak	+	+	–	+	–	–	+
NaOH	–	+	–	+	–	+	–
NaHCO3	–	–	–	+	–	–	–
Ba2 (air)	–	+	+	+	+	+	+
Ag2O (solusi dalam NH3 aq.)	–	–	+	+	+	+	+

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

Keputusan

Menganalisis fitur-fitur sifat kimia zat-zat ini, kami sampai pada kesimpulan bahwa untuk menyelesaikan masalah, seseorang harus menggunakan larutan natrium bikarbonat dan larutan amonia oksida perak. Asetaldehida hanya bereaksi dengan perak oksida, asam asetat hanya dengan natrium bikarbonat, dan asam format dengan keduanya. Zat yang tidak bereaksi dengan salah satu reagensia adalah etanol.

persamaan reaksi:

CH 3 CHO + 2Ag (NH 3) 2 OH \u003d CH 3 COOHNH 4 + 2Ag + 3NH 3 + HOH,

CH 3 COOH + NaHCO 3 \u003d CH 3 COOHa + CO 2 + HOH,

HCOOH + 2Ag (NH 3) 2 OH \u003d 2Ag + NH 4 HCO 3 + 3NH 3 + HOH,

HCOOH + NaHCO 3 \u003d HCOOHa + CO 2 + HOH.

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 berinteraksi dengan natrium logam berlebih, 3,36 liter gas dilepaskan pada n.o. Hitung fraksi massa zat dalam campuran ini.

Keputusan

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

CH 3 COOH + Na \u003d CH 3 COONa + 1/2H 2, (1)

C 2 H 5 OH + Na \u003d C 2 H 5 ONa + 1/2H 2, (2)

Tugas 8. Campuran piridin dan anilin dengan berat 16,5 g diperlakukan 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.

Keputusan

Mari kita buat persamaan reaksinya:

C 5 H 5 N + HCl \u003d (C 5 H 5 NH) Cl,

C 6 H 5 NH 2 + HCl \u003d (C 6 H 5 NH 3) Cl,

(C 2 H 5) 3 N + Hcl \u003d ((C 2 H 5) 3 NH) Cl.

Hitung jumlah zat - peserta dalam reaksi:

(HCl) = 0,274 mol,

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

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

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

Memecahkan sistem, kita mendapatkan bahwa jumlah piridin adalah 0,15 mol, dan anilin adalah 0,05 mol. Mari kita hitung jumlah zat garam klorida piridin, anilin dan trietilamina, massa dan fraksi massanya. Mereka 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 pelamar universitas. Moskow: Bustard, 1999;
Ushkalova V.N., Ioanidis N.V.. Kimia: tugas dan jawaban kompetitif. Tunjangan untuk masuk universitas. M.: Pendidikan, 2000.

melarutkan air. Solusi yang diperoleh setelah melewati gas melalui air memiliki reaksi asam. Ketika larutan ini diperlakukan dengan perak nitrat, 14,35 g endapan putih diendapkan. Tentukan komposisi kuantitatif dan kualitatif dari campuran awal gas. Keputusan.

Gas yang terbakar untuk membentuk air adalah hidrogen, yang sedikit larut dalam air. Bereaksi di bawah sinar matahari dengan ledakan hidrogen dengan oksigen, hidrogen dengan klorin. Jelas, ada klorin dalam campuran dengan hidrogen, karena. HC1 yang dihasilkan sangat larut dalam air dan memberikan endapan putih dengan AgNO3.

Jadi, campuran terdiri dari gas H2 dan C1:

1 mol 1 mol

HC1 + AgN03 -» AgCl 4- HN03.

x mol 14,35

Saat memproses 1 mol HC1, 1 mol AgCl terbentuk, dan saat memproses 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 \u003d y \u003d 0,05 mol (1,12 l) hidrogen dan klorin bereaksi membentuk 0,1 mol

HC1. Campuran tersebut mengandung 1,12 liter klorin, dan hidrogen 1,12 liter + 1,12 liter (kelebihan) = 2,24 liter.

Contoh 6 Sebuah laboratorium memiliki campuran natrium klorida dan 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 300 °C.

Massa bahan kering ternyata 58,5 g Tentukan komposisi campuran awal dalam persen.

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 melewati larutan klorida dan natrium iodida, yodium dipindahkan oleh mereka. Saat melewati residu kering, yodium menguap. Dengan demikian, hanya NaCl yang dapat menjadi bahan kering.

Dalam zat yang dihasilkan: massa NaCl asli x g, massa yang diperoleh (58,5-x):

2 150 g 2 58,5 g

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).

Temukan komposisi campuran (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 (abaikan kelarutannya dalam air). Solusi yang sama diperlakukan 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) \u003d 127 + 39 - 166,

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

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

1 mol 1 mol

KI + AgN03 = Agl + KN03.

0,2 mol x mol

x = = 0,2 mol.

Mr(Agl) = 108 + 127 = 235,

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

maka AgCl menjadi

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

74,5 g 143,5 g

KCl + AgN03 = AgCl + KN03

X \u003d 1 L_ \u003d 14,9 (KCl).

Oleh karena itu, 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 oksida belerang (VI) untuk 1 mol asam sulfat?

100% asam sulfat melarutkan sulfur oksida (VI) dalam perbandingan berapa pun. Komposisi yang dinyatakan dengan rumus H2S04*xS03 disebut oleum. Mari kita hitung berapa banyak kalium hidroksida yang dibutuhkan untuk menetralkan H2SO4:

1 mol 2 mol

H2S04 + 2KOH -> K2S04 + 2H20 xl mol y mol

y - 2*x1 mol KOH digunakan untuk menetralkan SO3 dalam oleum. Mari kita hitung berapa KOH yang dibutuhkan untuk menetralkan 1 mol SO3:

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.

Oleh karena itu, 2 xl + 2x 2 \u003d 0,75,

98 xl + 80 x2 = 34,5 gram,

xl = 0,25 mol H2SO4,

x2 = 0,125 mol SO3.

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

Ketika terkena campuran asam klorida berlebih, karbon monoksida (IV) dan hidrogen sulfida dapat dilepaskan. Hanya hidrogen sulfida yang berinteraksi dengan sulfur oksida (IV), oleh karena itu, berdasarkan jumlah endapan, volumenya dapat dihitung:

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 l - 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) dapat diketahui bahwa ZnS adalah 0,2 mol (19,4 g):

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

Jelas, karbon monoksida (IV) dalam campuran adalah:

6,72 l - 4,48 l \u003d 2,24 l (CO2).

Tugas untuk campuran dan paduan adalah jenis tugas yang sangat umum untuk ujian dalam kimia. Mereka membutuhkan gagasan yang jelas tentang zat mana yang masuk ke dalam reaksi yang diusulkan dalam masalah dan mana yang tidak.

HAI campuran kami katakan ketika kami tidak memiliki satu, tetapi beberapa zat (komponen) "dituangkan" ke dalam satu wadah. Zat-zat ini tidak boleh berinteraksi satu sama lain.

Kesalahpahaman dan kesalahan khas dalam menyelesaikan masalah pada campuran.

Seringkali dalam masalah seperti itu reaksi logam dengan asam digunakan. Untuk mengatasi masalah seperti itu, perlu diketahui dengan tepat logam mana yang berinteraksi dengan asam mana dan mana yang tidak.

Informasi teoritis yang diperlukan.

Metode untuk menyatakan komposisi campuran.

Rangkaian elektrokimia tegangan logam.

Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au

Reaksi logam dengan asam

Produk pemulihan asam nitrat.

Semakin aktif logam dan semakin rendah konsentrasi asam, semakin berkurang nitrogen.
Nonlogam + konsentrasi AC id	Logam tidak aktif (di sebelah kanan besi) + dil. AC id	Logam aktif (basa, alkali tanah, seng) + konsentrasi. AC id	Logam aktif (alkali, alkali tanah, seng) + asam pengenceran sedang	Logam aktif (basa, alkali tanah, seng) + sangat encer. AC id
Pasif: tidak bereaksi dengan asam nitrat pekat dingin:
jangan bereaksi dengan asam nitrat pada konsentrasi apapun:

Produk pemulihan asam sulfat.

Logam tidak aktif (di sebelah kanan besi) + conc. AC id Nonlogam + konsentrasi AC id	Logam alkali tanah + konsentrasi AC id	Logam alkali dan seng + asam pekat.	Asam sulfat encer berperilaku seperti asam mineral normal (seperti asam klorida)
Pasif: tidak bereaksi dengan asam sulfat pekat dingin:
jangan bereaksi dengan asam sulfat pada konsentrasi apapun:

Reaksi logam dengan air dan alkali.

Perhatian! Banyak kesalahan dalam memecahkan masalah USE dalam kimia disebabkan oleh fakta bahwa anak sekolah memiliki kemampuan matematika yang buruk. Khusus untuk Anda - materi tentang caranya memecahkan masalah tentang persentase, paduan dan campuran.

Contoh pemecahan masalah.

Pertimbangkan tiga contoh masalah di mana campuran logam bereaksi dengan: hidroklorida AC id:

Contoh 1Ketika campuran tembaga dan besi seberat 20 g terkena asam klorida berlebih, 5,6 liter gas (no) dilepaskan. Tentukan fraksi massa logam dalam campuran.

Dalam contoh pertama, tembaga tidak bereaksi dengan asam klorida, yaitu hidrogen dilepaskan ketika asam bereaksi dengan besi. Dengan demikian, mengetahui volume hidrogen, kita dapat segera menemukan jumlah dan massa besi. Dan, karenanya, fraksi massa zat dalam campuran.

Contoh 1 solusi.

Jawaban: besi, tembaga.

Contoh 2Di bawah aksi kelebihan asam klorida pada campuran aluminium dan besi dengan berat 11 g, 8,96 liter gas (no) dilepaskan. Tentukan fraksi massa logam dalam campuran.

Pada contoh kedua, reaksinya adalah keduanya logam. Di sini, hidrogen sudah dilepaskan dari asam di kedua reaksi. Oleh karena itu, perhitungan langsung tidak dapat digunakan di sini. Dalam kasus seperti itu, akan lebih mudah untuk menyelesaikannya menggunakan sistem persamaan yang sangat sederhana, dengan mengambil - jumlah mol salah satu logam, dan untuk - jumlah zat yang kedua.

Contoh 2 solusi.

1. Temukan jumlah hidrogen: mol.
2. Biarkan jumlah aluminium menjadi mol, dan besi mol. Kemudian kita dapat menyatakan melalui dan jumlah hidrogen yang dilepaskan:

   – perbandingan mol

3. Kita tahu jumlah total hidrogen: mol. Jadi (ini adalah persamaan pertama dalam sistem).
4. Untuk campuran logam, Anda perlu menyatakan massa melalui jumlah zat. Jadi massa aluminium

   massa besi

   dan massa seluruh campuran

   (ini adalah persamaan kedua dalam sistem).

5. Jadi kita memiliki sistem dua persamaan:
   
   Jauh lebih mudah untuk menyelesaikan sistem seperti itu dengan metode pengurangan, mengalikan persamaan pertama dengan 18: dan mengurangkan persamaan pertama dari persamaan kedua:

   masing-masing,

Jawaban: besi, aluminium.

Contoh 316 g campuran seng, aluminium dan tembaga diperlakukan dengan larutan asam klorida berlebih. Dalam hal ini, 5,6 l gas (no) dilepaskan dan 5 g zat tidak larut. Tentukan fraksi massa logam dalam campuran.

Pada contoh ketiga, dua logam bereaksi, tetapi logam ketiga (tembaga) tidak bereaksi. Oleh karena itu, sisa 5 g adalah massa tembaga. Jumlah dua logam yang tersisa - seng dan aluminium (perhatikan bahwa massa totalnya adalah 16 - 5 = 11 g) dapat ditemukan dengan menggunakan sistem persamaan, seperti pada contoh No. 2.

Jawaban untuk Contoh 3: 56,25% seng, 12,5% aluminium, 31,25% tembaga.

Tiga contoh tugas berikutnya (No. 4, 5, 6) berisi reaksi logam dengan asam nitrat dan asam sulfat. Hal utama dalam tugas-tugas tersebut adalah menentukan dengan benar logam mana yang akan larut di dalamnya, dan mana yang tidak.

Contoh 4Campuran besi, aluminium dan tembaga diperlakukan dengan kelebihan asam sulfat pekat dingin. Pada saat yang sama, sebagian campuran dilarutkan, dan 5,6 liter gas (n.o.) dilepaskan. Campuran yang tersisa diperlakukan dengan larutan natrium hidroksida berlebih. 3,36 liter gas berkembang dan 3 g residu yang tidak larut tetap ada. Tentukan massa dan komposisi campuran awal logam.

Dalam contoh ini, ingatlah bahwa konsentrat dingin asam sulfat tidak bereaksi dengan besi dan aluminium (pasif), tetapi bereaksi dengan tembaga. Dalam hal ini, sulfur oksida (IV) dilepaskan.

Dengan alkali bereaksi hanya aluminium- logam amfoter (selain aluminium, seng dan timah juga larut dalam alkali, dan berilium masih dapat larut dalam alkali pekat panas).

Contoh 4 solusi.

1. Hanya tembaga yang bereaksi dengan asam sulfat pekat, jumlah mol gas: mol

   (kon.)
   (jangan lupa bahwa reaksi tersebut harus disamakan dengan menggunakan keseimbangan elektronik)

   Karena rasio molar tembaga dan sulfur dioksida, maka tembaga juga merupakan mol.
   Anda dapat menemukan massa tembaga:

2. Aluminium bereaksi dengan larutan alkali, dan aluminium hidroksokompleks dan hidrogen terbentuk:
3. Jumlah mol hidrogen: mol, rasio mol aluminium dan hidrogen dan karenanya

   Ngengat.

   Berat aluminium:

4. Sisanya adalah besi, beratnya 3 g. Anda dapat menemukan massa campuran: g.
5. Fraksi massa logam:

Jawaban: tembaga, aluminium, besi.

Contoh 521,1 g campuran seng dan aluminium dilarutkan dalam 565 ml larutan asam nitrat yang mengandung 20 berat. % HNO 3 dan memiliki densitas 1,115 g/ml. Volume gas yang dilepaskan, yang merupakan zat sederhana dan satu-satunya produk reduksi asam nitrat, adalah 2,912 l (no). Tentukan komposisi larutan yang dihasilkan dalam persen massa. (RCTU)

Teks masalah ini dengan jelas menunjukkan produk reduksi nitrogen - "zat sederhana". Karena asam nitrat tidak menghasilkan hidrogen dengan logam, itu adalah nitrogen. Kedua logam dilarutkan dalam asam.

Masalahnya bukan menanyakan komposisi campuran awal logam, tetapi komposisi larutan yang diperoleh setelah reaksi. Ini membuat tugas lebih sulit.

Contoh 5 solusi.

1. Tentukan jumlah zat gas: mol.
2. Kami menentukan massa larutan asam nitrat, massa dan jumlah zat terlarut:

   tahi lalat

   Harap dicatat bahwa karena logam telah benar-benar larut, itu berarti - asam secukupnya(logam ini tidak bereaksi dengan air). Oleh karena itu, perlu untuk memeriksa Apakah ada terlalu banyak asam?, dan berapa banyak yang tersisa setelah reaksi dalam larutan yang dihasilkan.

3. Kami membuat persamaan reaksi ( jangan lupa tentang keseimbangan elektronik) dan, untuk memudahkan perhitungan, kita ambil sebagai - jumlah seng, dan untuk - jumlah aluminium. Kemudian, sesuai dengan koefisien dalam persamaan, nitrogen dalam reaksi pertama akan menjadi mol, dan yang kedua - mol:
4. Kemudian, dengan mempertimbangkan bahwa massa campuran logam adalah g, massa molarnya adalah g / mol untuk seng dan g / mol untuk aluminium, kita memperoleh sistem persamaan berikut:

   
   - jumlah nitrogen
   adalah massa campuran dua logam

   Akan lebih mudah untuk menyelesaikan sistem ini dengan mengalikan persamaan pertama dengan 90 dan mengurangkan persamaan pertama dari persamaan kedua.

   Jadi tahi lalat

   Jadi tahi lalat

   Mari kita periksa massa campuran:

   G.
   

5. Sekarang mari kita beralih ke komposisi solusinya. Akan lebih mudah untuk menulis ulang reaksi lagi dan menuliskan reaksi jumlah semua zat yang bereaksi dan terbentuk (kecuali air):
6. Pertanyaan selanjutnya adalah: apakah asam nitrat tetap berada dalam larutan dan berapa banyak yang tersisa?Menurut persamaan reaksi, jumlah asam yang bereaksi: mol,

   itu. asamnya berlebihan dan Anda dapat menghitung sisanya dalam larutan:

   Ngengat.

7. Jadi di solusi akhir mengandung:

   seng nitrat dalam jumlah mol:

   aluminium nitrat dalam jumlah mol:

   kelebihan asam nitrat dalam jumlah mol:

8. Berapa massa larutan akhir Ingat bahwa massa larutan akhir terdiri dari komponen-komponen yang kita campur (larutan dan zat) dikurangi produk reaksi yang meninggalkan larutan (endapan dan gas):
   

   Kemudian untuk tugas kita:

   Berat larutan asam + berat paduan logam - berat nitrogen

   Contoh 6Saat memproses g campuran tembaga, besi dan aluminium dengan asam nitrat pekat berlebih, l gas (n.o.) dilepaskan, dan ketika campuran ini terkena massa asam klorida berlebih yang sama, l gas (n.o.). Tentukan komposisi campuran awal. (RCTU)

   Ketika memecahkan masalah ini, kita harus ingat, pertama, bahwa asam nitrat pekat dengan logam tidak aktif (tembaga) memberi, dan besi dan aluminium tidak bereaksi dengannya. Asam klorida, di sisi lain, tidak bereaksi dengan tembaga.

   Jawaban contoh 6: tembaga, besi, aluminium.

   Tugas untuk solusi independen.

   1. Soal sederhana dengan dua komponen campuran.

   1-1. Campuran tembaga dan aluminium dengan massa g diperlakukan dengan larutan asam nitrat, dan l gas (n.a.) dilepaskan. Tentukan fraksi massa aluminium dalam campuran.

   1-2. Campuran tembaga dan seng dengan berat g diperlakukan dengan larutan alkali pekat. Dalam hal ini, l gas (n.y.) dilepaskan. Hitung fraksi massa seng dalam campuran awal.

   1-3. Campuran magnesium dan magnesium oksida, dengan berat g, diperlakukan dengan asam sulfat encer dalam jumlah yang cukup. Pada saat yang sama, l gas (no) dilepaskan. Temukan fraksi massa magnesium dalam campuran.

   1-4. Campuran seng dan seng oksida seberat g dilarutkan dalam asam sulfat encer. Seng sulfat diperoleh dengan massa g. Hitung fraksi massa seng dalam campuran awal.

   1-5. Di bawah aksi campuran bubuk besi dan seng dengan massa g pada larutan tembaga (II) klorida berlebih, g tembaga terbentuk. Tentukan komposisi campuran awal.

   1-6. Berapa massa larutan asam klorida yang diperlukan untuk melarutkan sempurna g campuran seng dengan seng oksida, jika hidrogen dilepaskan dengan volume l (no)?

   1-7. Ketika dilarutkan dalam asam nitrat encer, g campuran besi dan tembaga melepaskan oksida nitrat (II) dengan volume l (no). Tentukan komposisi campuran awal.

   1-8. Ketika melarutkan g campuran serbuk besi dan aluminium dalam larutan asam klorida (g / ml), l hidrogen (no) dilepaskan. Temukan fraksi massa logam dalam campuran dan tentukan volume asam klorida yang dikonsumsi.

   2. Tugas lebih kompleks.

   2-1. Campuran kalsium dan aluminium dengan berat g dikalsinasi tanpa akses ke udara dengan bubuk grafit berlebih. Produk reaksi diperlakukan dengan asam klorida encer, dan l gas (no) dilepaskan. Tentukan fraksi massa logam dalam campuran.

   2-2. Untuk melarutkan g paduan magnesium dengan aluminium, digunakan larutan ml asam sulfat (g / ml). Kelebihan asam direaksikan dengan ml mol/L larutan kalium bikarbonat. Tentukan fraksi massa logam dalam paduan dan volume gas (NO) yang dilepaskan selama pembubaran paduan.

   2-3. Ketika melarutkan g campuran besi dan besi oksida (II) dalam asam sulfat dan menguapkan larutan hingga kering, g besi sulfat, besi sulfat heptahidrat (II), terbentuk. Tentukan komposisi kuantitatif campuran awal.

   2-4. Ketika besi (g) direaksikan dengan klorin, terbentuk campuran besi (II) dan (III) klorida (g) Hitung massa besi (III) klorida dalam campuran yang dihasilkan.

   2-5. Berapa fraksi massa kalium dalam campurannya dengan litium, jika, sebagai hasil dari perlakuan campuran ini dengan klorin berlebih, terbentuk campuran di mana fraksi massa kalium klorida adalah ?

   2-6. Setelah perlakuan dengan kelebihan brom dari campuran kalium dan magnesium dengan massa total g, massa campuran yang dihasilkan padatan ditemukan menjadi g. Campuran ini diperlakukan dengan larutan natrium hidroksida berlebih, setelah itu endapan dipisahkan dan dikalsinasi sampai berat konstan. Hitung massa residu yang dihasilkan.

   2-7. Campuran litium dan natrium dengan massa total g dioksidasi dengan oksigen berlebih; ​​secara total, l (no) dikonsumsi. Campuran yang dihasilkan dilarutkan dalam larutan asam sulfat ke-i. Hitung fraksi massa zat dalam larutan yang dihasilkan.

   2-8. Paduan aluminium dan perak diperlakukan dengan larutan asam nitrat pekat berlebih, residunya dilarutkan dalam asam asetat. Volume gas yang dilepaskan dalam kedua reaksi, diukur dalam kondisi yang sama, ternyata sama satu sama lain. Hitung fraksi massa logam dalam paduan.

   3. Tiga logam dan tugas kompleks.

   3-1. Saat memproses g campuran tembaga, besi dan aluminium dengan asam nitrat pekat berlebih, l gas dilepaskan. Volume gas yang sama juga dilepaskan ketika campuran yang sama dengan massa yang sama diperlakukan dengan asam sulfat encer (N.O.) berlebih. Tentukan komposisi campuran awal dalam persen massa.

   3-2. g campuran besi, tembaga dan aluminium, berinteraksi dengan asam sulfat encer berlebih, melepaskan l hidrogen (no). Tentukan komposisi campuran dalam persen massa jika klorinasi dari sampel campuran yang sama membutuhkan l klorin (n.o.).

   3-3. Serbuk besi, seng dan aluminium dicampur dalam rasio molar (dalam urutan yang tercantum). g campuran ini diperlakukan dengan kelebihan klorin. Campuran klorida yang dihasilkan dilarutkan dalam ml air. Tentukan konsentrasi zat dalam larutan yang dihasilkan.

   3-4. Sebuah paduan tembaga, besi dan seng dengan massa g (massa semua komponen adalah sama) ditempatkan dalam larutan asam klorida dengan massa g. Hitung fraksi massa zat dalam larutan yang dihasilkan.

   3-5. g campuran yang terdiri dari silikon, aluminium dan besi, diperlakukan dengan pemanasan dengan natrium hidroksida berlebih, sementara 1 l gas (no) dilepaskan. Di bawah aksi campuran asam klorida berlebih pada massa seperti itu, l gas (no) dilepaskan. Tentukan massa zat dalam campuran awal.

   3-6. Ketika campuran seng, tembaga dan besi diperlakukan dengan larutan alkali pekat berlebih, gas dilepaskan, dan massa residu yang tidak larut ternyata beberapa kali lebih kecil dari massa campuran awal. Residu ini diperlakukan dengan asam klorida berlebih, dan volume gas yang dilepaskan ternyata sama dengan volume gas yang dilepaskan dalam kasus pertama (volume diukur dalam kondisi yang sama). Hitung fraksi massa logam dalam campuran awal.

   3-7. Ada campuran kalsium, kalsium oksida dan kalsium karbida dengan rasio molar komponen (dalam urutan yang tercantum). Berapa volume minimum air yang dapat masuk ke dalam interaksi kimia dengan campuran bermassa r seperti itu?

   3-8. Campuran kromium, seng dan perak dengan massa total g diperlakukan dengan asam klorida encer, massa residu yang tidak larut sama dengan g. Massa endapan yang terbentuk ternyata sama dengan g. Hitung fraksi massa logam-logam pada campuran awal.

   Jawaban dan komentar untuk tugas-tugas untuk solusi independen.

   1-1. (aluminium tidak bereaksi dengan asam nitrat pekat); dan; (kromium, ketika dilarutkan dalam asam klorida, berubah menjadi kromium (II) klorida, yang, di bawah aksi brom dalam media basa, berubah menjadi kromat; ketika garam barium ditambahkan, barium kromat yang tidak larut terbentuk)

   
   

   Komposisi campuran awal untuk produksi batu buatan. (Galeri foto "Teknologi kami" pada halaman dengan nama yang sama. Apa yang termasuk dalam komposisi batu menghadap buatan yang diproduksi pada cetakan elastis yang fleksibel. Intinya, batu menghadap dekoratif yang sedang kita bicarakan adalah pasir berbasis semen Portland yang khas. beton, dibuat dengan vibrocasting menjadi matriks elastis fleksibel khusus - berbentuk dan berwarna khusus.Pertimbangkan komponen utama campuran beton untuk produksi batu hadap buatan dengan vibrocasting.Pengikat adalah dasar dari setiap batu hadap buatan.Dalam hal ini, itu adalah semen Portland grade M-400 atau M-500.Untuk memastikan bahwa kualitas beton selalu tetap tinggi secara konsisten, kami merekomendasikan hanya menggunakan semen "segar" (seperti yang Anda ketahui, semen ini dengan cepat kehilangan sifat-sifatnya dari waktu ke waktu dan dari penyimpanan yang tidak tepat) dari produsen yang sama dengan reputasi yang baik.Untuk produksi batu menghadap dekoratif, baik biasa, semen abu-abu dan putih semen. Di alam, ada sejumlah warna dan corak yang hanya bisa direplikasi pada semen putih. Dalam kasus lain, portland abu-abu digunakan (untuk alasan kelayakan ekonomi).

   Banyak produsen batu alam buatan dalam negeri baru-baru ini secara aktif menggunakan gipsum sebagai pengikat. Pada saat yang sama, mereka mengklaim bahwa produk mereka adalah beton tanah liat yang diperluas. Dan, sebagai suatu peraturan, beton tanah liat yang diperluas benar-benar disajikan di stan perusahaan. Tapi ada satu hal yang menentukan perilaku produsen batu menghadap buatan. Biaya cetakan injeksi elastis fleksibel yang memungkinkan Anda mengulangi tekstur batu secara akurat sangat tinggi.

   Dan jika teknologi diikuti, pergantian cetakan injeksi, yaitu waktu dari saat beton dituangkan hingga saat produk dikupas, adalah 10-12 jam, dibandingkan 30 menit pada plester. Hal inilah yang mendorong perusahaan menggunakan gypsum sebagai bahan pengikat. Dan harga gypsum setidaknya lima kali lebih rendah dari harga semen putih. Semua ini memberi perusahaan keuntungan super. Tetapi harga masalah untuk pengguna akhir sangat tinggi! Ketahanan beku yang sangat rendah dan kekuatan produk tersebut tidak akan memungkinkan Anda untuk menikmati pemandangan fasad untuk waktu yang lama.

   Dalam foto-foto yang disajikan, produk plester adalah satu tahun setelah pemasangan. Beberapa retakan dan retakan terlihat jelas. Oleh karena itu, penggunaan material ini dalam skala industri sulit dilakukan. Berdasarkan tugas yang kami hadapi, kami lebih memilih untuk memproduksi batu menghadap buatan - bahan yang mendekati batu alam dalam hal sifat kekerasan dan abrasi, cocok untuk pelapis luar dan dalam, daripada dekorasi yang rapuh dan aneh terhadap air. Pengisi. Tergantung pada jenis bahan pengisi yang digunakan, batu penutup buatan berbahan dasar semen bisa "berat" (2-2,4 g/cm3) atau "ringan" (sekitar 1,6 g/cm3). Idealnya, beton berat digunakan untuk produksi batu paving, paving slab dekoratif, trotoar, rangka alas, dan batu interior. Untuk produksi batu menghadap buatan yang digunakan untuk dekorasi eksterior, beton ringan digunakan.

   Kira-kira inilah yang dilakukan oleh pabrikan yang mengerjakan teknologi Amerika. Sayangnya, di daerah-daerah, beton berat lebih banyak digunakan. Tentu saja, jauh lebih mudah membuat batu hias di atas pasir, tetapi batu ringan akan selalu lebih disukai konsumen. Ini hanya masalah pilihan. Untuk produksi batu buatan yang berat, pasir kuarsa kasar dengan fraksi 0,63-1,5 mm digunakan (penggunaan pasir halus memperburuk karakteristik kekuatan beton) dan, jika sesuai, kerikil halus, seperti marmer, dari pecahan dari 5-10mm. Batu menghadap "ringan" dibuat menggunakan pasir tanah liat yang diperluas. Tetapi dalam produksi batu menghadap buatan pada tanah liat yang diperluas, faktor-faktor berikut harus diperhitungkan. Pada bulan Juli 2001, kami menerima informasi dari pelanggan tentang munculnya "tembakan" pada permukaan produk (beton ringan) (pembengkakan titik-titik pada bahan putih). Sebagai hasil konsultasi dengan spesialis, ditemukan bahwa "tembakan" muncul sebagai akibat dari pembusukan inklusi kapur di tanah liat yang diperluas.

   Ketika kalsium bebas berinteraksi dengan uap air (air atau uapnya), reaksi kimia terjadi disertai dengan peningkatan volume butiran kalsium bebas, menghasilkan apa yang disebut efek "shot". CaO + H2O \u003d Ca (OH) 2 + CO2 \u003d CaCO3 Keunikan dari reaksi kimia ini adalah membutuhkan waktu yang sangat lama - hingga 6 bulan. Pabrikan tanah liat yang diperluas menghasilkan produk sesuai dengan GOST, yang memungkinkan keberadaan butiran kapur hingga 3% dari total massa. Efek "tembakan" mengurangi sifat konsumen produk, jadi tugasnya adalah menemukan pengisi baru untuk produksi beton ringan.

   Telah diamati bahwa reaksi disintegrasi kapur menyebabkan degradasi permukaan produk HANYA selama finishing interior. Saat menggunakan produk untuk finishing alas dan fasad bangunan, kerusakan yang terlihat pada bahan finishing tidak diamati. Menurut pernyataan seorang karyawan NIIZhB, pembusukan kapur diratakan saat menggunakan produk untuk dekorasi eksterior bangunan. Sehubungan dengan identifikasi pola ini, sejak Agustus 2001, produk untuk pekerjaan interior telah diproduksi bukan pada tanah liat yang diperluas, tetapi pada agregat lain (yang lebih berat). Untuk beralih ke pengisi tunggal, kami menawarkan solusi berikut untuk masalah ini: 1. Gunakan tanah liat yang diperluas yang dihancurkan dengan fraksi minimal 2 cm sebagai pengisi 2. Buat tempat pembuangan tanah liat yang diperluas dengan paparan di area terbuka setidaknya selama 6 -9 bulan.

   3. Pembuatan bahan pengisi yang tidak seragam dari pasir kuarsa dan bahan pengisi buatan yang lebih ringan. 4. Penggunaan batu apung terak. namun, kerapatan curah produk jadi akan meningkat menjadi 1800-2000 kg/m3. Agregat ringan harus memenuhi persyaratan sebagai berikut. berat curah sekitar 600 kg/m3. pasir fraksi 0-0,5 cm atau 0-1 cm (adanya fraksi halus 15% volume. Kuat tekan 18 kg / cm (indeks lempung diperluas. Penyerapan air hingga 25% (indeks lempung diperluas. Dalam produksi batu menghadap buatan, paving slab dekoratif) , produk arsitektur kecil pada cetakan elastis fleksibel, pengisi berikut dapat digunakan: Batu apung terak, Terak butiran, Batu pecah dan pasir terak, Kaca busa, Pasir perlit yang diperluas, Perlit yang mengembang kaku , Vermokulit yang diperluas, Polistirena yang diperluas, Pasir kuarsa yang diperkaya, Serpihan marmer, Pasir bangunan (putih ), Pasir cetakan, Batu apung vulkanik. Pigmen dan pewarna. Komponen terpenting dari batu menghadap dekoratif adalah pigmen (pewarna) yang digunakan. Terampil atau tidak kompeten penggunaan pewarna secara langsung mempengaruhi penampilan produk akhir.Di tangan yang berpengalaman, beton biasa berubah menjadi sesuatu yang sama sekali tidak dapat dibedakan dari batu "liar" alami. Bagaimana cara mencapai ini? Pigmen mineral anorganik (titanium, besi, kromium oksida) dan pewarna khusus yang tahan cahaya dan cuaca digunakan untuk mewarnai semen. Produsen berpengalaman biasanya memilih pewarna dari perusahaan seperti Bayer, Du Pont, Kemira dan lain-lain yang tak kalah bereputasinya. Hal ini tidak hanya disebabkan oleh kualitas produk mereka yang tinggi secara konsisten, tetapi juga karena berbagai macam produk mereka. Jadi, Bayer menawarkan beberapa lusin pigmen oksida besi. Dengan menggabungkannya satu sama lain, Anda dapat memilih hampir semua warna yang diinginkan. Jadi, semen Portland, pasir tanah liat yang diperluas, dan pigmen adalah komposisi utama dari batu yang menghadap buatan. Banyak produsen produk beton arsitektur membatasi diri pada hal ini, terlepas dari kenyataan bahwa ada sejumlah besar berbagai aditif dalam semen untuk meningkatkan karakteristik tertentu. Di kota besar mana pun, Anda dapat menemukan pemasok aditif 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 aditif penambah udara; penolak air volumetrik, berkali-kali mengurangi penyerapan air (berguna untuk fasad, ruang bawah tanah dan batu paving); serat kimia untuk penguatan tersebar, yang secara dramatis meningkatkan ketahanan retak dan banyak lagi. Untuk menggunakan salah satu dari aditif ini atau tidak - putuskan sendiri, kami hanya ingin merekomendasikan penggunaan senyawa impregnasi pelindung untuk perawatan permukaan batu menghadap dekoratif. Penolak air yang dipilih dengan benar untuk beton akan mencapai hasil berikut. akan meningkatkan estetika persepsi batu dan menghilangkan "debu" - ciri khas beton semen apa pun. akan meningkatkan masa pakai batu fasad (intinya di sini adalah bahwa proses penghancuran beton dekoratif terutama mempengaruhi saturasi warna jauh sebelum tanda-tanda kehancuran pertama muncul, alasannya adalah paparan partikel agregat di permukaan depan batu Ini akan secara tajam mengurangi risiko pembungaan pada permukaan batu, yang merupakan bencana nyata bagi beton dekoratif semen, itulah sebabnya mereka harus diberi perhatian terdekat.