KURZUS: Mérnöki kémia

MODUL: II. modul

5. lecke: Szervetlen és szerves vegyületek felosztása, csoportosítása

| Az 5. lecke célja: a szervetlen és szerves kémiai vegyületek csoportosításának és elnevezésének megismertetése, valamint a tanultak alkalmazása sztöchiometriai számítások során.
Követelmények: az 5. leckéhez tartozó tananyag az (1) tankönyv 69-87. oldalán és az oktató által kiadott tananyagban található. Az önellenőrző kérdések segítségével ellenőrizze tudását.
A tananyag elsajátításának becsült időszükséglete: kb. 1 óra.
A leckében előforduló kulcsfogalmak: nevezéktan, az elemek elnevezése, a vegyületek elnevezése (szerves és szervetlen), sztöchiometriai számítás.
Az 5. leckéhez tartozó tananyag összefoglalása:
Kémiai nevezéktan: atomok és vegyületek elnevezése, triviális, szisztematikus nevek. A szervetlen vegyületek elnevezése: ionok, összetett ionok, szervetlen vegyületek nevei. A szerves vegyületek elnevezése: telített nyílt láncú szénhidrogének, kettős és hármas kötéseket tartalmazó szerves vegyületek, zárt láncú és aromás szénhidrogének, heteroatomot tartalmazó szénhidrogének nevei. Sztöchiometriai számítási példák.

| Számítási példafeladatok az 5. leckéhez
1. Hány dm3 standard állapotú oxigén szükséges 120 g kalcium égéséhez? Hány gramm kalcium-oxid keletkezik az alábbi, sztöchiometriai együtthatókkal kiegészítendő egyenletben? (MO=16 g/mol, MCa=40 g/mol) ... Ca + ... O2 ... CaO
Megoldás:
Az egyenlet helyes rendezése: 2Ca + O2 2CaO 120 g Ca anyagmennyisége: n = m / M = 120 g / 40 g/mol = 3 mol Az egyenlet szerint 2 mol Ca-hoz szükséges 1 mol O2, akkor 3 mol Ca-hoz kell 1,5 mol O2. Ez milyen térfogatú? p × V = n × R × T alapján, 101,325 kPa × V = 1,5 mol ×8,314 J/mol K × 298 K, így V = 36,68 dm 3, ennyi O2 szükséges. Ha 2 mol Ca-ból keletkezik 2 mol CaO, akkor 3 mol Ca-ból 3 mol CaO keletkezik. Ennek tömege: m = n × M = 3 mol × 56 g/mol = 168 g.
2. Állapítsuk meg, hogy az alábbi, sztöchiometriai együtthatókkal kiegészítendő egyenlet szerint hány kg elemi szén szükséges 100 kg ón (IV)-oxid redukálásához! (MSn=119 g/mol, MC=12 g/mol, MO=16 g/mol) ... SnO2 + ... C = ... Sn + ... CO
Megoldás:
Az egyenletrendezés az első lépés: SnO2 + 2 C = Sn + 2 CO 100 kg SnO2 anyagmennyisége: n = m / M = 100000 g / 151 g/mol = 662, 25 mol Az egyenlet szerint 1 mol SnO2 redukálásához 2 mol C szükséges, így 662,25 mol SnO2 redukálásához 1324,5 mol C kell. Ez hány kg C? m = n × M = 1324,5 mol × 12 g/mol = 15894 g = 15,894 kg elemi szén.
3. 1,35 g alumínium teljes feloldásához hány cm3 2 mol/dm3 koncentrációjú kénsavoldat kell az alábbi, sztöchiometriai együtthatókkal kiegészítendő egyenlet szerinti reakcióban? Hány cm3 standard állapotú hidrogéngáz fejlődik eközben? (MAl=27 g/mol, MH=1 g/mol, MS=32 g/mol, MO=16 g/mol) ... Al + ... H2SO4 ... Al2(SO4)3 + ... H2
Megoldás:
Az első lépés az egyenletrendezés. 2 Al + 3 H2SO4 Al2(SO4)3 + 3 H2 1,35 g Al anyagmennyisége: n = m / M = 1,35 g / 27 g/mol = 0,05 mol Az egyenlet szerint 2 mol Al-hoz szükséges 3 mol kénsav, így a 0,05 mol Al-hoz kell 0,075 mol H2SO4. A 0,075 mol H2SO4 0,075 mol / 2 mol/dm3 = 0,0375 dm3 = 37,5 cm 3 2 mol/dm3 koncentrációjú kénsavoldatban van. Az egyenlet szerint 2 mol Al-ból képződik 3 mol H2 gáz, akkor 0,05 mol Al-ból képződik 0,075 mol H2. p × V = n × R × T alapján, 101,325 kPa × V = 0,075 mol × 8,314 J/mol K × 298 K n = 1,834 dm3 = 1834 cm 3 standard állapotú H2 gáz képződik a reakcióban.

| Önellenőrző kérdések az 5. leckéhez
1. Melyik atom vegyjele a következő: Cu?
| kurcsatóvium
| szén
| réz
| kálcium
2. Melyik atom vegyjele a következő: Fe?
| foszfor
| fluor
| fenil
| vas
3. Mi a következő összetett ion elnevezése: SO42?
| szulfid-ion
| szulfát-ion
| szulfit-ion
| diszulfid-ion
4. Mi a következő összetett ion elnevezése: CO32?
| karbonát-ion
| karbonil-ion
| karbid-ion
| karbonsav-ion
5. Mi a Na2S2O3 elnevezése?
| nátrium-szulfid
| nátrium-szulfit
| nátrium-szulfát
| nátrium-tioszulfát
6. Mi a Na2S összegképletű vegyület elnevezése?
| nátrium-szulfit
| nátrium-szulfid
| nátrium-szulfát
| nátrium-tioszulfát
7. Mi a Na2SO4 összegképletű vegyület elnevezése?
| nátrium-szulfit
| nátrium-szulfid
| nátrium-szulfát
| nátrium-tioszulfát
8. Mi a vas(III)-klorid képlete?
| FeCl2
| FeCl3
| VaCl2
| VaCl3
9. Mi az ammónium-nitrát képlete?
| NH4NO2
| (NH4)2NO2
| (NH4)2NO3
| NH4NO3
10. Mi a metán képlete?
| CH4
| C2H6
| C2H4
| HCOOH
11. Nevezze meg az alkánok homológ sorának 7.tagját!
| metán
| hexán
| oktán
| heptán
12. Jelölje be a benzol összegképletének megfelelő választ!
| CH4
| C6H12
| C6H6
| C3H6