Veszprémi Tamás

Általános kémia


Összefoglaló feladatok

  1. A metán égésének egyenlete:
    CH4(g) + 2 O2(g) = CO2(g) + 2 H2O(g)
    ΔG értéke: –817,9 kJ/mol 25 °C-on. A fenti hőmérsékleten melyik irányba játszódik le magától a reakció?
  2. A gyémánt grafittá történő átalakulásának szabadentalpiája: ΔG = –2,9 kJ/mol 25 °C-on. Ennek ismeretében bölcs dolog-e nagy értékű gyémántot vásárolni?
  3. Számítsuk ki az alábbi reakció normál szabadentalpia-értékét, és becsüljük meg a reakció irányát!
    CuO(sz) + H2(g) = Cu(sz) + H2O(f)
  4. Számítsuk ki az alábbi reakciók ΔG0 értékét, és becsüljük meg a folyamatok irányát!
    1. 2 CH3OH(f) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 4 H2O(g)
    2. N2(g) + 3 H2(g) = 2 NH3(g)
    3. CaO (sz) + CO2(g) = CaCO3(sz)
    4. PbO2(sz) + 2 H2(g) = Pb(sz) + 2 H2O(g)
    5. CaSO4(sz) = CaO(sz) + SO3(g)
    6. ZnO(sz) + H2S(g) = ZnS(sz) + H2O(f)
    7. CH3COOH(f) + 2 O2(g) = 2 CO2(g) + 2 H2O(f)
    8. 2 H2O(f) + O2(g) = 2 H2O2(f)
  5. Számítsuk ki az alábbi reakció ΔG0 értékét
    2 CO(g) + O2(g) = 2 CO2(g)
    a következő két reakció ΔG0 értékének ismeretében:
    2 CH4(g) + 3 O2(g) = 2 CO(g) +
    + 4 H2O(g) ΔG0 = –1088 kJ,
    CH4(g) + 2 O2(g) = CO2(g) +
    + 2 H2O(g) ΔG0 = – 801 kJ.
  6. Mennyi az Al2O3 képződési normál szabadentalpiája, ha ΔGk0(Fe2O3) = –742,2 kJ/mol, és az alábbi reakció normál szabadentalpiája ismert?
    Fe2O3(sz) + 2 Al(sz) = Al2O3(sz) + 2 Fe(sz) ΔG0 = –840,1 kJ.
  7. Számítsuk ki a metanolszintézis Kp egyensúlyi állandóját:
    CO(g) + 2 H2(g) ⇌ CH3OH(g).
    A kiindulási arány sztöchiometriai, vagyis 1 rész CO és 2 rész H2. 300 °C-on a hidrogén 30%-a reagált. Az egyensúlyi nyomás 10,1 MPa.
  8. 870 K hőmérsékleten HCl- és O2-gázok kémiai reakciója során 23,8 mol% Cl2-gáz képződik a sztöchiometriai összetételű kiindulási gázelegyből. Számítsuk ki az egyensúlyi parciális nyomások értékét, továbbá a Kp, Kc, Kn és Kx egyensúlyi állandók értékét, ha az egyensúlyi nyomás 0,101 MPa.
    4 HCl + O2 ⇌ 2 Cl2 + 2 H2O.
  9. A foszfor(V)-klorid – PCl5 – gőzfázisban foszfor(III)-klorid keletkezése közben bomlik. Számítsuk ki a komponensek egyensúlyi koncentrációit, ha 340 °C-on Kc = 0,8, és a kezdeti PCl5 mennyisége 0,12 mól volt az 1 dm3 térfogatú palackban!
  10. Vizsgáljuk meg a következő reakciót:
    H2(g) + F2(g) ⇌ 2 HF(g)
    Kc = 115.
    Egy kísérlet során 3 mól H2-t és
    6 mól F2-t elegyítünk egy 3 dm térfogatú tartályban. Számítsuk ki a komponensek egyensúlyi koncentrációit!
  11. Egy 1 dm3 térfogatú tartályban az N2 és H2-gázok parciális nyomása 200 K-en 10 kPa, ill. 50 kPa. Ha a gázelegyet 600 K hőmérsékletre melegítjük, a kiindulási anyagok egy részéből NH3 keletkezik. Számítsuk ki az egyensúlyi parciális nyomásokat, ha Kp = 1,7·10–3!
  12. 2 g N2O4-t 70 °C-ra melegítünk, ekkor a gáz térfogata 0,507 dm3 lesz 0,2 MPa nyomáson. Számítsuk ki Kp értékét! N2O4(g) ⇌ 2 NO2(g)
  13. 2 mól etanol és 3 mól ecetsav reakciója során etil-acetát és víz keletkezett. Számítsuk ki a komponensek egyensúlyi móltörtjeit, ha Kx = 4,0.
  14. Az előző reakciót Na2SO4 jelenlétében is – ez nedvszívó, higroszkópos anyag – kiviteleztük. A víz mennyisége ezért egyensúlyban 0,01 mólra csökkent. Hány mól etil-acetát képződött így?
  15. Fejezzük ki Kp-t a következő reakció disszociációfokának segítségével:
    A2 ⇌ 2 A.
  16. 2 g N2O4(g) térfogata 70 °C-on és 0,2 MPa nyomáson 0,507 dm3, amikor is a következő egyensúly adható meg:
    N2O4(g) ⇌ 2 NO2(g).
    Számítsuk ki „Kn” és „α” értékét, továbbá az egyensúlyi elegy átlagos móltömeget!
  17. Számítsuk ki Kp-t az α segítségével a következő reakciókból!
    1. AB ⇌ 1/2 A2 + 1/2 B2
    2. 2 A2B ⇌ 2 A2 + B2
    3. AB ⇌ A+ B
    4. 2 A3B ⇌ 3 A2 + B2
  18. Számítsuk ki a következő HCl-oldatok pH-értékeit: 10–4 M, 10–3 M, 10–2 M, 10–1 M és 1 M!
  19. Számítsuk ki az alábbi NaOH-oldatok pOH és pH-értékeit: 10–4 M, 10–3 M, 10–2 M, 10–1 M és 1 M!
  20. Számítsuk ki a 3 · 10–3 M H2SO4- oldat pH-ját!
  21. 25 cm3 0,2 M KOH és 45 cm3 0,1 M HClO4-oldatokat elegyítünk, számítsuk ki az elegy pH-ját!
  22. Számítsuk ki a 10–8 M NaOH-oldat pH-ját!
  23. 50 cm3 2,00 pH-jú HCl és 50 cm3 1,75 pH-jú H2SO4-oldatokat öntünk össze. Számítsuk ki az új oldat pH-ját!
  24. 24. Számítsuk ki a disszociációfokot
    1. 1 M HNO2
    2. 0,01 M HNO2-oldatok esetében!
      Kc = 4 · 10–4.
  25. Számítsuk ki a 0,1 M foszforsavoldat pH-ját!
  26. A fluorecetsav, FCH2COOH, gyenge sav, disszociációs állandója Kc = 2,6 · 10–3. Mennyi a 2,7 pH-jú oldat molaritása?
  27. Számítsuk ki a 0,1 M NH3-oldat pH-ját!
  28. A klórossav – HClO2 – 0,1 M oldatának pH-ja 1,2. Számítsuk ki a sav Kc értékét!
  29. A klórecetsav disszociáció-állandójának értéke 1,4 · 10–3. Határozza meg a disszociációfokot 0,5 M oldat esetében, az oldat pH-ját, az oldat fagyáspontját, ha az oldat sűrűsége 1,1 g/cm3!
  30. Számítsuk ki annak az ecetsavoldatnak a móltörtjét, amelyből 15 g-ot 5 dm3-re higítva 3,2 pH-jú oldatot nyerünk!
  31. Mennyi a móltömege annak a gyenge savnak, amelynek 2,64 grammját 40 gramm vízben oldva 1,178 °C fagyáspontcsökkenést tapasztalunk. A disszociációfok ismert, értéke α = 0,16.
  32. Adjuk meg annak a puffernek a pH-ját, amely literenként 0,1 M NH4OH-t és 0,3 M NH4Cl-t tartalmaz. Számítsuk ki a pH-t abban az esetben is, ha a pufferoldatot 10 literre hígítottuk.
  33. Egy HAc-NaAc pufferoldatban mindkét alkotó anyag koncentrációja 0,1 M. Adjunk 1 dm3 pufferoldathoz 20 cm3 2 M HCl-oldatot. Határozzuk meg a pufferoldat pHját a sósavoldat hozzáadása előtt és után!
  34. Mekkora 1,6 liter 0,01 M piridint tartalmazó vizes oldat pH-ja? Kb = 2 · 10–9? A piridin = C5NH5 = Py, egy gyűrűs vegyület, mely vízben gyenge bázisként viselkedik:
    Py + H2O ⇌ PyH+ + OH.
    Mekkora lesz a pH, ha ehhez az oldathoz 0,2 dm3 0,02 M HCl-oldatot öntünk?
  35. Mennyi az egyensúlyi állandója az alábbi reakciónak 25 °C-on?
    CaCO3(sz) ⇌ CaO(s) + CO2(g)
    ΔGk(CaCO3) = –1127,8 kJ/mol
    ΔGk (CaO) = –603,6 kJ/mol
    ΔGk (CO2) = –394,2 kJ/mol.
  1. Mekkora a 0,1M-os H3PO4-, NaH2PO4-, Na2HPO4-, Na3PO4-oldat pH-ja?
    Egy foszfátos puffer pH-ja 7,4. Milyen arányban találhatók meg benne a 0,1 M-os foszforsav különböző anionjai?
    Ks1=7,5 · 10–3; Ks2=6,2 · 10–8 ; Ks3=2,2 · 10–13.
  2. Egy 0,5 M HCN-oldat pH-ját két egységgel növelnünk kell. Ennek egyik módja az, hogy NaCN-t adunk az oldathoz. Hány gramm NaCN-t kell 1 dm3 0,5 M HCN-oldathoz adni? Tételezzük fel, hogy az NaCN oldásakor az oldat sűrűsége nem változik.
  3. Adja meg a 0,01 M ammóniumacetát-oldat pH-ját!
  4. Határozza meg annak az oldatnak a pH-ját, amelyik hangyasavra és ecetsavra nézve is 0,5 M. Számítsa ki mindkét sav disszociációfokát.
  5. Összeöntöttünk 1 dm3 0,1 M KH2PO4- és 1 dm3 0,1 M K2HPO4-oldatot. Mennyi az elegy pH-ja?
  6. Számítsa ki a 0,1 M NaHCO3- oldat pH-ját!
  7. Határozza meg a H2PO és HPO2–ionok koncentrációit 0,2 M és 0,02 M H3PO4-oldatokban!
  1. Melyik vegyület oldódik kevésbé vízben: a CuS vagy HgS?
  2. Hány mol/dm3 Ag+- és I-ion lesz az oldatban, ha vízben „oldhatatlan” AgI-port desztillált vízbe szórunk?
  3. Számítsuk ki a telített Mg(OH)2-oldat pH-ját. Határozzuk meg az oldhatóságot 11,0 pH-jú oldatban is. Állapítsuk meg, mekkora az a pH-érték, ahol a 0,01 molos MgCl2-oldatból az Mg(OH)2 kezd lecsapódni.
  4. Adjuk meg az a) CuS, b) ZnS oldhatóságát 1 M HCl-oldatban, ha az oldat kén-hidrogénnel telített! (A telített H2S koncentrációja 0,1 M.)
  5. Mekkor az AgIO3 oldhatósága 0,01 M HIO3-oldatban?
    LAgIO3 = 9,2 · 10–9,
    Kc, HIO3 = 1,67 · 10–1
  1. Számítsuk ki az AgIO3 oldhatóságát 2 pH-jú oldatban!
  1. Egy 1 literes edényben 0,01 mól hidrogén, 0,02 mól jód és 0,002 mól hidrogén-jodid van. Felmelegítve az edényt 440 °C-ra megvárjuk, míg beáll az egyensúly. Vajon eközben nő vagy csökken a hidrogén-jodid mennyisége? A reakció egyensúlyi állandója 440 °C-on, Kc = 50.
  2. Ha az előbbi kísérletet megismételjük 0,001 mól kiindulási hidrogénből és jódból, illetve 0,02 mól hidrogén-jodidból kiindulva, hogyan változnak a koncentrációk?
  3. Hogyan kell módosítani a HI koncentrációját az 50. példa kísérleti körülményei mellett, hogy semmilyen reakció ne játszódjon le 440 °C on?
  4. Fejezzük ki a H2 + I2 ⇌ 2HI reakció tömeghatás törtjét, ha a hőmérséklet 25 °C! Hogyan változik ez esetben az egyensúly a nyomás növekedésével?
  5. Az előző példák alapján adjuk meg a HI ⇌ ½H2 + ½I2 reakció egyensúlyi állandóját!
  6. 60 °C-on a víz ionszorzata 9,6·10–14. Mennyi a semleges víz pH-ja 60 °C-on?
  7. Mennyi az 1,00M-os NaOH-oldat pH-ja, illetve pOH-ja 0 °C-on, 25 °C-on, 100 °C-on?
  8. Mennyi az 1,00M-os HCl-oldat pH-ja, illetve pOH-ja 0 °C-on, 25 °C-on, 100 °C-on?
  9. 5 mól Cl2-t és 3 mól CO-gázt engedünk egy 1 literes edénybe, melyben foszgén képződik a következő reakcióban:
    CO + Cl2 ⇌ COCl2.
    Az egyensúly beálltakor 2,1 mól Cl2 marad. Mennyi az egyensúlyi állandó?
  10. Egy gyenge sav 0,05 mólos oldatának pH-ja 3,5. Számítsuk ki a sav disszociációs egyensúlyi állandóját!
  11. Számítsuk ki a 15 M ammóniaoldat pH-ját!
  12. Egy oldat 0,3 mól NH3-at és 0,2 mól NH4Cl-t tartalmaz. Számítsuk ki az oldat pH-ját!
  13. Egy oldat 0,25 mól HOCl-t és 0,75 mól KOCl-t tartalmaz. Számítsuk ki a pH-t, ha a HOCl pKa-értéke 7,5!
  14. Hasonlítsuk össze egy tetszőleges sav, illetve egy puffer H+-ionkoncentrációját:
    Mi a kettő közötti különbség?
  15. Az ezüst-klorid oldhatósági szorzata: 1,56·10–10. Számítsuk ki a reakció standard szabadentalpia-változását!
  16. Nyomás hatására melyik irányba tolódnak el az alábbi reakciók?
    CO(g) + H2O(g) ⇌ H2 + CO2
    2NH Cl(s) ⇌ 2NH (s) + Cl (s)
    PCl5(s) ⇌ PCl3 (s) + Cl2
    2FeS(s) + O2(g) ⇌ 2FeO(s) + 2S(s)
    2HgO(s) ⇌ 2Hg(f) + O2(g)
  1. Számítsuk ki a benzoesav és ammónia közötti reakció egyensúlyi állandóját!
    NH4OH + C6H5COOH ⇌ C6H5COO NH4 + H2O,
    ahol Ks = 6,6·10–5 és Kb = 1,8·10–5.
  2. Desztillált vizet telítünk PbCl2- vel és PbI2-vel. Számítsuk ki a két anyag egyensúlyi koncentrációját! Az oldhatósági szorzatokat az Adattárból vegyük.

Általános kémia

Tartalomjegyzék


Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2017

ISBN: 978 963 454 051 9

A kémiának számos ága létezik (szerves, szervetlen, fizikai, analitikai, bio- és polimerkémia stb.), de általános kémia nevű diszciplínát nem ismerünk. Mégis: a General Chemistry, Allgemeine Chemie, Общая химия, kifejezések jól ismertek az egész világon. A világ minden részén százszámra találhatók ilyen címmel könyvek, és aligha van olyan egyetemi kémia fakultás, ahol ez a tantárgy ismeretlen. Az általános kémia kurzusok és könyvünk célja az, hogy az olvasó középiskolából hozott kémiai ismereteit olyan szintre segítse, amelyre a fenti szaktárgyak alapozhatnak. Feladata az alapfogalmak definiálása, mintegy a kémiai nyelv alapszókincsének megismertetése, a fontosabb fizikai és kémiai jelenségek és összefüggések megvilágítása.

A könyv több - tipográfiailag is elkülönített - szinten használható. Anyaga a középiskolai kémiától elvezet az egyetemek másod- és harmadéves fizikai kémia tárgyáig. A fontos jelenségek mellé a haladók számára mélyebb magyarázatokat mellékel, melyeket a kezdők nyugodtan átugorhatnak anélkül, hogy ez gátolná a fő gondolatmenet megértését. Az olvasót számos érdekesség, tudománytörténeti kitekintés, rengeteg színes ábra, fénykép és több száz kidolgozott példa is segíti.

Könyvünk elsőrendű célja tehát adott: bevezetés vagy inkább átvezetés a felsőfokú kémiába. A megcélzott olvasókör is adott: érdeklődő középiskolásoknak éppúgy szól, mint első- és másodéves, kémiát tanuló egyetemi hallgatóknak. Emellett ajánlható a középiskolák kémiatanárainak is: számos, a középiskolákban is könnyen használható anyagot tartalmaz - másként, mint ahogyan a középiskolákban általában tanítani szokás. Végül, de nem utolsósorban ajánljuk a könyvet mindazoknak, akik bármikor, bármilyen szinten belekóstoltak vagy belemerültek a kémia izgalmas világába.

Hivatkozás: https://mersz.hu/veszpremi-altalanos-kemia//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero

Kivonat
fullscreenclose
printsave