20.01.2015 Views

KÉMIAI I SZÁM MÍTÁSI GYAKOR RLATOK

KÉMIAI I SZÁM MÍTÁSI GYAKOR RLATOK

KÉMIAI I SZÁM MÍTÁSI GYAKOR RLATOK

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

Budapesti Közgazdaságtudományi<br />

és Államigazgatási Egyetem<br />

Élelmiszertudományi Kar, Alkalmazott<br />

Kémia Tanszék<br />

KÉMIAII<br />

SZÁMÍTÁSI<br />

<strong>GYAKOR</strong>LATOK<br />

Szerkesztette:<br />

Novákné dr. Fodor Marietta<br />

Alkalmazott Kémia Tanszék<br />

2003.


ELŐSZÓ<br />

E példatár feladata, hogy segítséget nyújtson a kertész- és élelmiszeripari mérnök hallgatók<br />

számára az alapvető általános kémiai- és egyszerű analitikai számítási feladatok megértésében és<br />

megoldásában.<br />

A különböző fejezetek elején rövid összefoglaló található, amelyben elsősorban az<br />

alapfogalmakat, a törvényszerűségeket és a fontosabb matematikai összefüggéseket foglaltuk<br />

össze. Az elméleti összefoglalót néhány kidolgozott feladat (típuspélda) követi, amelyeknél<br />

részletesen ismertetjük a megoldás menetét. A gyakorló feladatoknál igyekeztünk fokozatosan<br />

nehezülő példasorokat összeállítani, így reméljük azok sem veszítik el tanulási kedvüket, akik<br />

kisebb kémiai előképzettséggel kezdik meg egyetemi éveiket. A példák megoldása (csak a<br />

végeredmény) a jegyzet végén, a fejezeteknek megfelelő tagolásban található.<br />

A feladatok ismertetésénél a magyar helyesírási szabályoktól eltérően tizedespontot használtunk a<br />

tizedesvessző helyett. Ennek az az egyik oka, hogy mint a természettudományoknak általában, így<br />

a kémiának is az angol a szaknyelve, s az angolszász szakirodalomban a tizedespont használata az<br />

elfogadott. Másik oka, hogy a számítógép hallgatóink mindennapi eszközévé vált/válik, és a<br />

számítógép csak ezt a matematikai formát érti.<br />

A feladatok jobb áttekinthetősége és az önálló munka elősegítése érdekében a feladatok<br />

megoldásához szükséges fizikai-kémiai állandókat a jegyzet végén táblázatokban foglaltuk össze.<br />

A táblázatos adatok közül szándékosan hagytuk ki az elemek atomtömegeit, ezzel is serkentve a<br />

hallgatóságot a periódusos rendszer rutinszerű használatára.<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 2 =<br />

Áttördelte: Morgan


TARTALOMJEGYZÉK<br />

TARTALOMJEGYZÉK .................................................................................................................................... 3<br />

KONCENTRÁCIÓ SZÁMÍTÁS ...................................................................................................................... 4<br />

Általános ismeretek ....................................................................................................................................... 4<br />

Mintafeladatok ............................................................................................................................................... 6<br />

Gyakorló feladatok ........................................................................................................................................ 8<br />

SZTÖCHIOMETRIA ....................................................................................................................................... 11<br />

Mintafeladatok ............................................................................................................................................. 11<br />

Gyakorló feladatok ...................................................................................................................................... 13<br />

GÁZOK, GÁZELEGYEK TÖRVÉNYSZERŰSÉGEI .................................................................................... 17<br />

Általános ismeretek ..................................................................................................................................... 17<br />

Mintafeladatok ............................................................................................................................................. 20<br />

Gyakorló feladatok ...................................................................................................................................... 22<br />

KÉMIAI EGYENSÚLYOK ............................................................................................................................. 26<br />

HETEROGÉN EGYENSÚLYOK ................................................................................................................... 26<br />

Általános ismeretek ..................................................................................................................................... 26<br />

Mintafeladatok ............................................................................................................................................. 27<br />

Gyakorló feladatok ...................................................................................................................................... 30<br />

ELEKTROLIT EGYENSÚLYOK ................................................................................................................... 32<br />

PH SZÁMITÁS ................................................................................................................................................ 32<br />

Általános ismeretek ..................................................................................................................................... 32<br />

Mintafeladatok ............................................................................................................................................. 35<br />

Gyakorló feladatok ...................................................................................................................................... 44<br />

ANALITIKAI FELADATOK ......................................................................................................................... 48<br />

Általános ismeretek ..................................................................................................................................... 48<br />

A mérőoldatok, a normalitás ....................................................................................................................... 48<br />

Mintafeladatok ............................................................................................................................................. 49<br />

Gyakorló feladatok ...................................................................................................................................... 52<br />

Titrálási görbe pontjainak számítása .......................................................................................................... 56<br />

OXIDÁCIÓ FOK ............................................................................................................................................. 59<br />

Mintafeladatok ............................................................................................................................................. 59<br />

Gyakorló feladatok ...................................................................................................................................... 59<br />

MEGOLDÁSOK ................................................................................................................................................... 61<br />

A koncentráció számítás .............................................................................................................................. 61<br />

Sztöchiometria ............................................................................................................................................. 62<br />

Gázok, gázelegyek törvényszerűségei .......................................................................................................... 62<br />

Heterogén egyensúlyok ................................................................................................................................ 64<br />

Elektrolit egyensúlyok, pH számítás ............................................................................................................ 65<br />

Analitikai feladatok ..................................................................................................................................... 66<br />

TÁBLÁZATOK ............................................................................................................................................... 67<br />

1. táblázat: A görög ABC ............................................................................................................................ 67<br />

2. táblázat: Szóösszetételekben használt görög számnevek ......................................................................... 67<br />

3. táblázat: SI prefixumok ........................................................................................................................... 67<br />

4. táblázat: Az SI mértékegységrendszer ................................................................................................... 68<br />

5. táblázat: A kémiában leggyakrabban használt mennyiségek ................................................................... 68<br />

6. táblázat: A kémiai számításokhoz szükséges fizikai állandók .............................................................. 69<br />

7. táblázat: Egyensúlyi vízgőztenziók (kPa) ............................................................................................... 69<br />

8. táblázat: Fémek oldódása savban és lúgban ....................................................................................... 70<br />

9. táblázat: Néhány szervetlen vegyület oldhatósága ( g/100 g víz ) ........................................................... 70<br />

10. táblázat: Rosszul oldódó vegyületek oldhatósági szorzata .................................................................... 71<br />

11. táblázat: Gyenge elektrolitok egyensúlyi állandói .............................................................................. 72<br />

12. táblázat: Komplexek stabilitási állandói [4,5] ................................................................................... 73<br />

FELHASZNÁLT ÉS JAVASOLT IRODALOM ............................................................................................. 74<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 3 =<br />

Áttördelte: Morgan


KONCENTRÁCIÓ SZÁMÍTÁS<br />

Általános ismeretek<br />

A több komponensű homogén rendszereket oldatoknak nevezzük. Oldatok léteznek szilárd,<br />

cseppfolyós és gáz halmazállapotban, de ezek közül a gyakorlatban a cseppfolyósak a<br />

legfontosabbak. Az oldat egyes komponenseinek relatív mennyiségét a koncentrációval<br />

fejezzük ki, mely az oldatok összetételének megadására szolgál.<br />

A koncentráció általában az oldott anyag és az oldat mennyiségének hányadosa<br />

Attól függően, hogy milyen egységben adjuk meg az oldott anyag és az oldat mennyiségét,<br />

többféle koncentráció-típust különböztetünk meg. A gyakorlatban legtöbbször a százalékos<br />

kifejezéseket alkalmazzuk.<br />

Tömegtört =<br />

az illető komponens tömege az oldat egységnyi tömegében<br />

Tömegszázalék [ m/m% ] = 100 g oldatban oldott anyag tömege (g-ban)<br />

(a tömegtört százszorosa)<br />

Móltört = az illető komponens móljainak száma az oldat összmólszámához képest<br />

Mólszázalék [ n/n% ] = 100 mól oldatban oldott anyag móljainak száma ( a móltört<br />

százszorosa)<br />

Térfogatszázalék [ v/v% ] = 100 cm 3 oldatban oldott anyag térfogata (cm 3 -ben)<br />

g/100cm 3 * = 100 cm 3 oldatban oldott anyag tömege (g-ban)<br />

Molaritás ( moláris koncentráció ) = 1000 cm 3 oldatban oldott anyag móljainak száma ∗∗<br />

Tömeg-koncentráció = 1 dm 3 oldat oldott anyag tömege (g-ban)<br />

Igen híg oldatok koncentrációjának megadására a Raoult-féle koncentráció egységet<br />

alkalmazzuk ( molalitás ) amely 1 kg oldószerben oldott mólok számát adja meg.<br />

Megemlítjük még a ppm és a ppb koncentrációt, amely nem SI egység, de az analitikai<br />

kémiában igen elterjedt. A ppm milliomod részt, a ppb 10 9 -ed részt jelent. Természetesen<br />

ezek a kifejezések is megadhatók a hagyományos dimenziókkal, így a ppm pl. a µg/g vagy<br />

μl/dm 3 , a ppb pedig a µg/kg vagy μl/10 3 dm 3<br />

* Ezt a koncentrációt korábban hibásan vegyes %-nak nevezték. Ma már nem használjuk ezt a kifejezésként,<br />

hiszen dimenzióval rendelkezô érték. Emiatt adódhat olyan végeredmény, amelynél az m/v%-ban kifejezett<br />

koncentrációérték 100 fölötti szám. Emiatt helyesen g/100 cm 3 kifejezést kell használni.<br />

∗∗ A molaritás koncentrációt szokás mólos kifejezéssel vagy M jelöléssel megadni.<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 4 =<br />

Áttördelte: Morgan


A különböző oldatok készítésénél tisztában kell lennünk az oldott anyag oldódási<br />

tulajdonságaival. Ha az oldott anyag az oldószerrel minden arányban elegyedik, akkor<br />

korlátlan oldódásról beszélünk (ilyen pl. az alkohol oldódása vízben stb.). Ha az oldódás csak<br />

bizonyos koncentráció eléréséig játszódik le, akkor részleges oldódásról van szó ( ilyen pl. a<br />

konyhasó -s általában bármilyen só- oldódása vízben, cukor oldódása vízben stb.).<br />

Ha oldatunk kevesebb oldott anyagot tartalmaz, mint amennyit az adott minőségű anyagból az<br />

adott hőmérsékleten feloldani képes, akkor telítetlennek nevezzük. A maximális koncentrációt<br />

elérve telített oldathoz jutunk. Ha az oldatunk több oldott anyagot tartalmaz, mint amennyi az<br />

adott körülmények között a telítettséget jellemzi, túltelített oldattal állunk szemben.<br />

A túltelített oldat metastabilis állapotban van, könnyen megindul (megindítható) belőle a<br />

telítettségi szint feletti szilárd anyag kiválása, megindul a kristályosodás.<br />

A telített oldat koncentrációját az adott oldott anyag oldhatóságával jellemezzük.<br />

Az oldhatóságot az oldott anyag és az oldószer anyagi minőségén kívül a hőmérséklet is<br />

befolyásolja. A hőmérséklet növelése általában növeli a sók oldhatóságát. Az oldhatóságot<br />

gyakran nem a szokásos koncentráció fogalmakkal, hanem a g oldott anyag/100 g oldószer<br />

(adott hőmérsékleten) kifejezés formájában adják meg.<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 5 =<br />

Áttördelte: Morgan


Mintafeladatok<br />

I.)<br />

Oldatunk 36 g KOH-ból és 100 g vízből áll. Adja meg az oldat koncentrációját<br />

a) m/m% formájában<br />

b) móltört alakban<br />

megoldás<br />

a) oldat tömege: 136 g, ebben 36 g KOH van<br />

100 g oldatban x g KOH<br />

_______________________<br />

x = 26.47 m/m%<br />

b) KOH móljainak száma 36 : 56 = 0.643<br />

víz móljainak száma 100 : 18 = 5.55<br />

0.643<br />

KOH móltörtje : = 0.104<br />

6.19<br />

5.55<br />

víz móltörtje : = 0.896<br />

6.19<br />

n = 6.19 mól<br />

II) Mennyi a mol/dm 3 -ben kifejezett koncentrációja annak az oldatnak, amelyet úgy<br />

készítünk, hogy 150 cm 3 vízben feloldunk 50 g kristályos réz(II)-szulfátot (CuSO 4 x 5 H 2 O).<br />

A keletkező oldat sűrűsége 1.34 g/cm 3 .<br />

megoldás<br />

M(só) = 249.70 g/mól, vagyis 50 g kristályos só 0.2 mól.<br />

Az oldat össztömege 150 + 50 = 200 g<br />

Az oldat térfogata :<br />

A koncentráció :<br />

200<br />

1.34<br />

= 149.25<br />

cm<br />

0.2<br />

3<br />

= 1.34 mól/dm<br />

0.14925<br />

3<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 6 =<br />

Áttördelte: Morgan


III) Készítsünk 500 cm 3 20 m/m%-os 1.11 g/cm 3 sűrűségű foszforsavat.<br />

Rendelkezésünkre áll kereskedelmi tömény foszforsav, amely 60 m/m%-os és s = 1.43 g/cm 3 .<br />

megoldás<br />

Ha 100 g 20 m/m%-os foszforsav s = 1.11 g/cm 3 m 100<br />

, akkor a térfogata: V = = = 90.1cm<br />

s 1.11<br />

100 g 20 m/m%-os oldatban 20 g oldott anyag van, ezért ha:<br />

90.1 cm3 oldatban 20 g foszforsav, akkor<br />

500 cm3 oldatban x g foszforsav<br />

x= 111 g<br />

3<br />

Ha 100 g 60 m/m%-os foszforsav s = 1.43 g/cm 3 , akkor a térfogata:<br />

Ebben 60 g foszforsav van<br />

100 =<br />

3<br />

69.9 cm .<br />

1.43<br />

69.9 cm 3 oldatban 60 g foszforsav van, akkor<br />

x cm 3 oldatban 111 g foszforsav van<br />

x= 129.3 cm 3<br />

Vagyis 129.3 cm 3 foszforsavat kell 500 cm 3 -re higítanunk, hogy 500 cm 3 20 m/m%-os savat<br />

kapjunk.<br />

IV) Készítsünk 2.5 dm 3 54 m/m%-os s = 1.435 g/cm 3 kénsav oldatot. Hány cm 3<br />

90 m/m%-os kénsav oldat és víz szükséges ehhez <br />

megoldás<br />

A készítendő oldat tömege: 2.5 cm 3 . 1.435 g/cm 3 = 3.5875 g<br />

Ennek kénsav tartalma 3.5875 . 0.54 = 1.9373 g<br />

Ennyi kénsavat kell tartalmaznia a kiindulási 90 m/m%-os kénsav oldatnak is. Ennek így a<br />

tömege : 1.9373 : 0.9 = 2.1525 g<br />

Sűrűsége ( táblázatból ) = 1.8187 g/cm 3<br />

Az oldat készítéséhez szükséges 90 m/m%-os oldat térfogata: 2.1525 : 1.8197 = 1.183 cm 3<br />

A szükséges víz mennyisége : 3.5875 - 2.1525 = 1.435 g, ennek térfogata 1.435 cm 3♥<br />

♥ A szükséges víz mennyiségének kiszámításakor csak a tömegek különbségével számolhatunk, mert a tömeg<br />

additiv. Oldatok térfogata a térfogatkontrakció következtében nem additiv, csak igen híg oldatok esetében<br />

tekinthetjük annak.<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 7 =<br />

Áttördelte: Morgan


V) Azonos térfogatú desztillált vizet és ismeretlen koncentrációjú salétromsavat<br />

összeöntve a kapott térfogat a matematikailag várt térfogat 96.5%-a. Az új oldat<br />

salétromsavra nézve 36.8 m/m%-os, sűrűsége 1.196 g/cm 3 . Számítsa ki az eredeti salétromsav<br />

oldat moláris koncentrációját.<br />

megoldás<br />

Azonos térfogatú vizet és savat öntök össze, legyen ez a térfogat 50-50 cm 3 . Ha nem lenne<br />

kontrakció, akkor 100 cm 3 oldatot kellene kapnom, ezzel szemben V térfogathoz jutok,<br />

V<br />

3<br />

amelyre igaz, hogy: = 0.965 ⇒ V = 96.5 cm<br />

100<br />

A higított oldat tömege: 96.5 ⋅ 1.196 = 115.4 g Ez 36.8 m/m%-os salétromsavra nézve, ami<br />

azt jelenti, hogy 115.4 ⋅ 0.368 = 42.47 g salétromsavat tartalmaz.<br />

42.47<br />

M[HNO3]= 63 g/mol, a 42.47 g salétromsav = 0.674 mol<br />

63<br />

Ha 0.674 mol salétromsav van ⇒ 96.5 cm 3 oldatban<br />

akkor x mol " ⇒ 1000 cm 3 oldatban<br />

x = 6.98 mol/dm 3<br />

Gyakorló feladatok<br />

1.) Hogyan készít 500 cm 3 0.5 mólos KOH oldatot <br />

2.) Hány cm 3 2 mólos CuSO 4 készíthető 110 g sóból <br />

3.) Hány cm 3 0.5 mólos CuSO 4 készíthető 30 g CuSO 4 x 5 H 2 O-ból <br />

4.) 28 g KNO 3 -ból 2000 cm 3 oldatot készítek. Hány mólos lesz az oldat <br />

5.) 500 cm 3 0.2 mól/dm 3 kénsavoldat (H 2 SO 4 ) készítéséhez hány cm 3 98 m/m%-os<br />

s = 1.84 g/cm 3 kénsavoldat kell <br />

6.) Hány cm 3 65 m/m%-os, s=1.4 g/cm 3 salétromsav kell 200 cm 3 0.1 M-os oldat<br />

előállításához <br />

7.) 500 cm 3 0.5 mólos ecetsav oldat készítéséhez hány cm 3 90 m/m%-os, s= 1.064 g/cm 3<br />

ecetsavoldat szükséges <br />

8.) 11 cm 3 80 m/m%-os kénsavoldatot (s = 1.733 g/cm 3 ) 1000 cm 3 -re higítunk.<br />

Hány mólos oldatot kapunk <br />

9.) 46g 3.76 m/m%-os sósavoldat semlegesítéséhez hány g Ca(OH) 2 szükséges <br />

10.) 120 cm 3 0.5 mólos kénsavoldat semlegesítéséhez hány g 4 m/m%-os NaOH-oldat<br />

szükséges <br />

11.) 140cm 3 2M sósavoldat semlegesítéséhez hány g 8 m/m%-os KOH-oldat szükséges <br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 8 =<br />

Áttördelte: Morgan


12.) 80 g 3 m/m%-os sósavoldathoz 60 g 2 m/m%-os NaOH-t adunk. Milyen lesz az oldat<br />

kémhatása Számítsa ki az oldat koncentrációját a feleslegben maradó komponensre<br />

nézve m/m %-ban.<br />

13.) Összeöntünk 30 g 10 m/m %-os és 40 g 6 m/m%-os NaOH oldatot. Kiveszünk belőle<br />

10 g-ot. Hány g 1.45 m/m% HCl közömbösíti ezt az oldat részletet <br />

14.) 8 cm 3 2 mólos sósavoldatot 100 cm 3 -re higítunk, majd az oldat 20 cm 3 -ét NaOH-dal<br />

közömbösítjük. Hány cm 3 0.1 mólos NaOH oldat szükséges a 20 cm 3 higított sósavoldat<br />

közömbösítéséhez <br />

15.) Hány mólos az a kénsavoldat, amelynek 50 cm 3 -éhez 15 cm 3 0.2 mólos KOH oldatot<br />

kell adni, hogy semlegesítődjön <br />

16.) Egy sósavoldat 20 cm 3 -ét 10 cm 3 0.2 mólos KOH oldattal lehet semlegesíteni.<br />

Hány mólos a HCl <br />

17.) A 10 mol%-os sósav s = 1.094 g/cm 3 . Adja meg a sósav koncentrációját m/m % és<br />

moláris kifejezésben.<br />

18.) Hány g kénsavat tartalmaz 1 dm 3 25.21 m/m%-os oldat, amelynek s= 1.18 g/cm 3 .<br />

Adja meg a koncentrációt mol/dm 3 és mol % kifejezésben is.<br />

19.) Hány m/m%-os az a perklórsav oldat, amelynek s= 1.19 g/cm 3 , és dm 3 -ként 333.2 g<br />

perklórsavat tartalmaz. A perklórsav képlete: HClO 4<br />

20.) 8 m/m% szennyezést tartalmazó szilárd NaOH-ból hány g szükséges 2 dm 3 30 m/m%-<br />

os s = 1.33 g/cm 3 NaOH oldat készítéséhez <br />

21.) 40 g etilalkoholt és 70 g metanolt elegyítünk. Hány m/m%-os az elegy a két alkoholra<br />

nézve Hány mol etanol van az elegyben <br />

22.) Hány mólos az az oldat, amely cm 3 -ként 491.5 mg kristályos nikkel-szulfátot<br />

(NiSO4 7H2O) tartalmaz <br />

23.) 50cm 3 s= 1.066 g/cm 3 10 m/m%-os kénsavoldatot vízzel 1000 cm 3 -re higítunk.<br />

Milyen koncentrációjú lesz a keletkezett oldat mol/dm 3 -ben kifejezve <br />

24.) Mennyi desztillált vizet adjunk 15 g KNO 3 -ot tartalmazó 200 cm 3 térfogatú oldathoz,<br />

hogy 0.5 mólos oldatot kapjunk <br />

25.) Mennyi tömény sósav szükséges 500 cm 3 2 mólos sósavoldat készítéséhez<br />

A tömény HCl 35 m/m%-os és s= 1.18 g/cm 3<br />

26.) Készítsen 2 dm 3 1.5 mólos NaOH oldatot egy 80 g/dm 3 (s = 1.07 g/cm 3 ) és egy<br />

2 g/100 cm 3 -es (s= 1.02 g/cm3) NaOH oldatból! A keletkező oldat s = 1.05 g/cm3 .<br />

27.) Összeöntött 15 g 16 m/m%-os és 32 g 21.2 m/m%-os KOH oldatot. Hány m/m%-os lesz<br />

az így kapott elegy Hány cm 3 50.5 m/m%-os, s= 1.385 g/cm 3 kénsav közömbösíti a<br />

keletkezett oldat 10 g-ját <br />

28.) Két oldatot készít : a, 1.4 g KOH-ot vízben felold és 250 cm 3 -re higítja<br />

b, 98 m/m% kénsav 10 g-át 1000 cm 3 -re higítja.<br />

Az így készített KOH oldatából 30 cm 3 -t hány cm 3 kénsavoldat fogja közömbösíteni<br />

29.) 0.4 dm 3 68 m/m%-os s=1.48 g/cm 3 salétromsav oldathoz hány dm 3 10 m/m%-os,<br />

s=1.05 g/cm 3 salétromsavat kell adni, hogy 20 m/m%-os oldatot kapjunk <br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 9 =<br />

Áttördelte: Morgan


30.) 100 g 30 m/m%-os kálium-bromid oldatba még 10 g kálium-bromidot teszünk.<br />

Feloldódik-e az összes só 20 °C-on Az oldhatóság : 65.2 g KBr/100 g víz<br />

31.) Telített ammónium-szulfát [( ) ]<br />

NH<br />

4<br />

SO<br />

2 4<br />

oldat 20 °C-on 43 m/m%-os. 350 g 10 m/m%-<br />

os oldathoz 200 g ammónium-szulfátot adva feloldódik-e az összes só <br />

32.) 150 cm 3 vízben feloldunk 16.5 g ammónium-kloridot. Az oldatot ezután felmelegítjük<br />

60°C-ra. Az eredetileg feloldott mennyiségnek még hányszorosát tudjuk ezen a<br />

hőmérsékleten feloldani, ha tudjuk, hogy a 60°C-on a só oldhatósága: 55 g só/ 100 g víz<br />

33.) Összekeverünk 100 cm 3 90 m/m%-os s=1.820 g/cm 3 és 100 cm 3 48 m/m%-os<br />

s=1.380 g/cm 3 kénsav oldatot. A keletkező oldat sűrűsége 1.637 g/cm 3 . Mekkora<br />

térfogatú és milyen m/m%-os koncentrációjú kénsav oldat keletkezik <br />

34.) Hány cm 3 98 m/m%-os s=1.83 g/cm 3 sűrűségű kénsav oldatot és hány cm 3 vizet kell<br />

összeönteni, hogy 2 dm 3 20 m/m%-os s= 1.14 g/cm 3 oldatot kapjunk <br />

35.) Összekeverünk 100 g 10 n/n%-os és 100 g 20 n/n%-os NaOH oldatot. Hány m/m%-os<br />

és n/n%-os oldatot kapunk <br />

36.) Összekeverünk 100 g 10 n/n%-os és 200 g 20 m/m%-os kénsav oldatot. Mekkora lesz a<br />

keletkező oldat koncentrációja n/n% és m/m% kifejezéssel <br />

37.) Hány g 5 n/n%-os és hány g 10 n/n%-os NaOH oldatot kell összekeverni, hogy 100 cm 3<br />

15 m/m%-os s =1.164 g/cm 3 oldatot kapjunk <br />

38.) Hány g 3 n/n%-os és hány g 10 n/n%-os konyhasó oldatot kell összekevernem, hogy<br />

150 g 6 n/n%-os oldatot állíthassak elő <br />

39.) 10 cm 3 98 m/m%-os s =1.83 g/cm 3 kénsav oldatot vízzel 1 dm 3 -re hígítunk. Számítsa ki<br />

a keletkező oldat mol/dm 3 koncentrációját<br />

40.) 25 cm 3 96 m/m%-os s=1.059 g/cm 3 ecetsav oldatból 500 cm 3 híg oldatot készítünk.<br />

Mekkora lesz a keletkező oldat koncentrációja mol/dm 3 -ben <br />

41.) Hány cm 3 98 m/m%-os kénsavoldatot (s=1.98 g/cm 3 ) kell felhígítani 5 dm 3 -re, hogy<br />

1M-os oldatot kapjunk<br />

42.) Mekkora térfogatú 68.1 m/m%-os s=1.405 g/cm 3 salétromsav oldat kell 250 cm 3 2 M-os<br />

oldat előállításához <br />

43.) 100 cm 3 68.1 m/m%-os s=1.405 g/cm 3 salétromsav oldatból mekkora térfogatú<br />

0.5 M-os oldatot állíthatunk elő <br />

44.) 150 cm 3 37 m/m%-os sósav oldatból (s=1.185 g/cm 3 ) legfeljebb mekkora térfogatú<br />

2M-os oldatot tudok előállítani<br />

45.) Hány M-os az a salétromsav oldat, amelyet négyszeres térfogatra higítva 3.6 m/m%-os<br />

s=1.02 g/cm 3 oldat keletkezik <br />

46.) Hány M-os az a kénsav oldat, amelyet négyszeres térfogatra hígítva 10.51 m/m%-os<br />

s=1.07 g/cm 3 oldat keletkezik<br />

47.) Azonos térfogatú desztillált vizet és tömény NaOH-ot összeöntve a matematikailag várt<br />

térfogatnál 5 %-kal kisebb térfogatot kapok. A kapott oldat s=1.33 g/cm 3 , NaOH-ra<br />

nézve 30 m/m%-os. Hány m/m%-os volt az eredeti NaOH <br />

48.) Azonos térfogatú desztillált vizet és ismeretlen koncentrációjú kénsav oldatot öntök<br />

össze, a térfogat az összeöntés után a matematikailag vártnál 2.06 %-kal kisebb lett.<br />

A kapott új oldat sűrűsége 1.335 g/cm 3 . Ez a sűrűség táblázatok alapján a 43.2 m/m%-<br />

os kénsavnak felel meg. Hány m/m%-os volt az eredeti, kiindulási koncentráció <br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 10 =<br />

Áttördelte: Morgan


49.) Hány cm 3 40 m/m%-os s=1.18 g/cm 3 sósav oldatot kell adni 1 dm 3 desztillált vízhez,<br />

hogy 10 M-os s=1.16 g/cm 3 oldatot kapjunk <br />

50.) Hány cm 3 2.186 M-os s= 1.126 g/cm 3 kénsavat kell 1 dm 3 vízhez adni, hogy pontosan<br />

4.8 m/m%-os (s=1.030 g/cm 3 ) oldat képződjön <br />

SZTÖCHIOMETRIA<br />

A sztöchiometria a kémiának az a fejezete, amely a vegyületek összetételével és a kémiai<br />

változások mennyiségi viszonyaival foglalkozik.<br />

Mintafeladatok<br />

I.) Egy vegyület 3 g-ja 1.4175 g rézből és 1.5825 g klórból áll. Mi a vegyület képlete <br />

A[Cu]=63.54 g/mol, A[Cl]=35.5 g/mol<br />

megoldás:<br />

1.4175<br />

n = = 0.0223 mól<br />

Cu 63.54<br />

1.5825<br />

n = = 0.0446 mól<br />

Cl 35.5<br />

A legkisebb közös osztó : 0.0223, vagyis 1 mól rézre 2 mól klór jut ⇒ a keresett vegyület a<br />

CuCl 2<br />

II. 19.6 cm 3 CO 2 -ból, CH 4 -ból és N 2 -ből álló gázelegyet tömény KOH oldaton<br />

átvezetve a gáz térfogata 11.5 cm 3 -re csökken. A maradék gázhoz 30 cm 3 oxigént adunk, a<br />

gázelegyen szikrát ütünk keresztül. A reakció után a gázelegyet ismét átvezetjük tömény<br />

KOH-on, ekkor 14.4 cm 3 gáz marad. Számítsuk ki, hány cm 3 CO 2 -ot, CH 4 -t és N 2 -t<br />

tartalmazott az eredeti gázelegy normál körülmények között<br />

megoldás:<br />

ACO 2<br />

+ KOH = K<br />

2CO3<br />

+ H<br />

2O<br />

egyenlet értelmében a tömény KOH "elnyeli" a széndioxidot,<br />

gy az első térfogatcsökkenés: 19.6 - 11.5 cm 3 =8.1 cm 3 megadja a kiinduló elegy<br />

szén-dioxid tartalmát.<br />

A maradék 11.5 cm 3 gázelegy x cm 3 metánt és 11.5 - x cm 3 nitrogént tartalmaz.<br />

Az oxigén csak a metánnal reagál : CH 4 + 2 O 2 = CO 2 + 2 H 2 O, vagyis x mol metán<br />

elégetéséhez 2x mol oxigén szükséges. A második KOH-os kezelés után a gázelegy nitrogént<br />

és az oxigén felesleget tartalmazza:<br />

(11.5 - x) + (30 - 2x)= 14.4<br />

x = 9.03 cm 3 metán<br />

11.5 - x = 2.47 cm 3 nitrogén<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 11 =<br />

Áttördelte: Morgan


III) Hány cm 3 0.15 mol/dm 3 koncentrációjú kénsav semlegesít 40 cm 3 0.6 mol/dm 3<br />

koncentrációjú NaOH-ot <br />

megoldás :<br />

H 2 SO 4 + 2 NaOH = Na 2 SO 4 + 2 H 2 O reakció egyenlet értelmében 1 mól kénsavat 2 mól<br />

NaOH semlegesít.<br />

A NaOH mennyisége : 0.6 . 0.04 = 0.024 mól ⇒ ehhez fele ennyi kénsav kell: 0.012 mól.<br />

0.012<br />

V = =<br />

0.15<br />

3<br />

0.08 dm<br />

IV.) 20 g szilárd AlCl 3 és NaCl keverékéhez melegítés közben tömény kénsavat adunk.<br />

A reakció teljesen végbe megy és 8.24 dm 3 normál állapotú HCl fejlődik. Hány m/m %-os<br />

volt a keverék AlCl 3 nézve <br />

megoldás:<br />

2 AlCl 3 + 3 H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4 ) 3 + 6 HCl<br />

2 NaCl + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2 HCl<br />

x g AlCl 3 -ból és y g NaCl-ból indulunk ki. x + y = 20<br />

267 g AlCl 3 ⇒ 6 . 22.41 dm 3 HCl<br />

x ⇒ V 1 dm 3<br />

______________________________<br />

134.4 3<br />

V 1<br />

= x dm<br />

267<br />

117 g NaCl ⇒ 2 . 22.41 dm 3 HCl<br />

y ⇒ V 2 dm 3<br />

______________________________________<br />

44.82 3<br />

V = y dm<br />

2 117<br />

V 1 + V 2 = 8.24<br />

Az egyenletek megoldása után : x = 4.8 g, és ez 24 m/m% AlCl 3 -ot jelent<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 12 =<br />

Áttördelte: Morgan


V.) 300 g ecetsavat 547.3 g 27.19 tömeg %-os NaOH oldat közömbösít. A keletkező<br />

oldatból 20°C-on 126.48 g Na-acetát válik ki, amely 3 kristályvízzel kristályosodik. 100 g víz<br />

hány g vízmentes sót old 20°C-on <br />

megoldás:<br />

CH 3 COOH + NaOH = CH 3 COONa + H 2 O<br />

100 g NaOH oldatban ⇒ 27.19 g NaOH van<br />

547.3 g ⇒ x<br />

_____________________________________________<br />

x = 148.8 g NaOH = 3.72 mól, ugyanennyi só keletkezik.<br />

Ha vízmentes só lenne, tömege 3.72 . 82 = 305 g lenne.<br />

Az oldat tömege 300 + 547.3 = 847.3 g, ebből a víz tömege 847.3 - 305 = 542.3 g<br />

126.48<br />

Kikrisályosodott só: = 0.93 mól<br />

136<br />

Sóban levő kr. víz: 3.18 . 0.93 = 50.22 g, így az oldatban marad 542.3 - 50.22 = 492.08 g víz.<br />

Oldatban maradt só: 3.72 - 0.93 = 2.79 mól, ez 228.8 g<br />

228 g só oldódik 492.1 g vízben<br />

x 100 g "<br />

___________________________<br />

x = 46.5 g só<br />

Gyakorló feladatok<br />

A sztöchiometriai feladatok megoldásánál az egyenletet minden esetben fel kell írni, ha a<br />

szövegben nincs megadva.<br />

1.) Mennyi CaO nyerhető elméletileg 20 kg CaCO 3 -ból <br />

2.) Hány cm 3 3.4 mol/dm 3 koncentrációjú Ba(NO 3 ) 2 oldat fog 60 cm 3 2.4 mol/dm 3<br />

nátrium-foszfáttal ( Na PO 3 4<br />

) reakcióba lépni <br />

3.) Számítsa ki a következő %-os összetételű vegyületek tapasztalati képletét :<br />

a, 39.34 % Na, 60.66 % Cl<br />

b. 32.86 % Na, 12.85 % Al, 54.29 % F<br />

c. 12.06 % Na, 11.35 % B, 29,36 % O , 47,23 % víz<br />

4.) Kalcium-karbidot (CaC 2 ) a víz a következő egyenlet szerint bontja:<br />

CaC 2 + H 2 O = C 2 H 2 + CaO. Hány %-os az a karbid, melyből kg-ként 310 dm 3 normál<br />

állapotú acetilén fejlődik <br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 13 =<br />

Áttördelte: Morgan


5.) 2.7g Mg-ot 250 cm 3 1 mol/dm 3 koncentrációjú sósavval reagáltatunk. A képződött<br />

hidrogén 293.17 K-en és 102.62.10 3 N/m 2 nyomáson összegyűjtöttük. Számítsa ki:<br />

a, a hidrogén térfogatát<br />

b, a megmaradt sav semlegesítéséhez szükséges 0.75 mol/dm 3 NaOH térfogatát<br />

6.) Hány cm 3 hidrogén gáz keletkezik 30 g Na és víz egymásra hatásakor 393.16 K-en és<br />

0.1 MPa nyomáson <br />

7.) Hány kg ezüst-nitrát (AgNO 3 ) és kálium-kromát (K 2 CrO 4 ) szükséges 0.0325 kg ezüst<br />

kromát előállításához a következő egyenlet szerint:<br />

2 AgNO 3 + K 2 CrO 4 = Ag 2 CrO 4 + 2 KNO 3<br />

8.) Hány g ammóniát kapunk 350 g 99.2 %-os ammónium-szulfát és NaOH egymásra<br />

hatásakor , ha az ammónia vesztesége 2.4 %-os <br />

9.) Hány g 3%-os vizes ammónia oldat szükséges ahhoz, hogy egy 2.478 g vas(III)-kloridot<br />

tartalmazó oldat teljes vas tartalmát leválasszuk vas(III)-hidroxid csapadék formájában,<br />

ha a teljes leválasztáshoz 5 %-os ammónia felesleg szükséges <br />

10.) 150 cm 3 0.5 M foszforsavat hány cm 3 1.5 M NaOH semlegesít Mennyi só képződik<br />

11.) 4.3 g Mg-ot 150 cm 3 sósav oldatba helyezünk. A reakció leállása után a visszamaradó<br />

magnézium tömege 3.22 g volt.<br />

a, mekkora a sósav oldat koncentrációja mol/dm 3 egységben<br />

b, hány dm 3 sósav szükséges 150 cm 3 20 g/dm 3 NaOH semlegesítéséhez<br />

12.) Sósavat kálium-permanganáttal (KMnO 4 ) oxidálunk. Hány dm 3 Cl 2 gáz fejlődik 3.2dm 3<br />

sósavból 298.16 K-en és 0.1013 MPa nyomáson <br />

13.) Telítetlen szerves vegyület moláris tömege 148 g/mol. Katalitikusan hidrogénezzük.<br />

Hány kettős kötés van a molekulában, ha 0.345 g vegyülethez 293.16 K-en<br />

0.1013 MPa nyomáson 224 cm 3 hidrogén fogy<br />

14.) 38.1 dm 3 normál állapotú PH 3 előállításához hány g 60 %-os H 3 PO 3 oldat<br />

szükséges, ha a reakció során a veszteség 15% <br />

4 H 3 PO 3 = 3 H 3 PO 4 + PH 3<br />

15.) 100 cm 3 KMnO 4 oldat 340 cm 3 , 20 °C-os 97990 Pa nyomású oxigén gázt fejleszt a<br />

következő egyenlet szerint:<br />

2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 + 5 H 2 O 2 = K 2 SO 4 + 2 MnSO 4 + 8 H 2 O + 5 O 2<br />

Számítsa ki a KMnO 4 koncentrációját g/dm 3 -ben, és molaritásban.<br />

16.) Hány kg 85 % tisztaságú kálium-bikromát (K 2 Cr 2 O 7 ) segítségével fejleszthető 650 dm 3<br />

253 313 Pa nyomású 20°C-os klórgáz a következő egyenlet szerint :<br />

K 2 Cr 2 O 7 + 14 HCl = 2 KCl + 2 CrCl 3 + 7 H 2 O + 3 Cl 2<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 14 =<br />

Áttördelte: Morgan


17.) KMnO 4 -ból klórgázt fejlesztünk a következő reakció szerint:<br />

2 KMnO 4 + 16 HCl = 2 KCl + 2 MnCl 2 + 5 Cl 2 + 8 H 2 O<br />

Hány g 6 % szennyezést tartalmazó KMnO 4 és hány cm 3 18 m/m%-os, s= 1.09 g/cm 3<br />

HClszükséges 8 dm 3 25°C-os 99990 Pa nyomású Cl 2 gáz előállításához, ha a veszteség<br />

15 % <br />

18.) Hány cm 3 10 m/m%-os HCl oldat (s= 1.05 g/cm 3 ) szükséges 132 g 95 % tisztaságú<br />

ZnCO 3 oldásához, ha a HCl-t 15%-os feleslegben alkalmazzuk <br />

ZnCO 3 + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2 O + CO 2<br />

19.) Mekkora tömegű ezüst-nitrátra van szükség, hogy a feleslegben vett nátriumbromiddal<br />

reagáltatva 15.0 g csapadék váljon le <br />

20.) 100 cm 3 5 m/m%-os s=1.04 g/cm 3 ezüst-nitrát oldatból mekkora tömegű NaCl-dal lehet<br />

az összes csapadékot leválasztani, mennyi csapadék keletkezik, milyen a visszamaradó<br />

oldat m/m%-os összetétele <br />

21.) 50 cm 3 10 m/m%-os s=1.17 g/cm 3 réz-szulfát oldathoz 20 cm 3 20 m/m%-os s=1.22<br />

g/cm 3 NaOH-ot öntünk. Mekkora tömegű réz-hidroxid csapadék képződik, milyen lesz<br />

a visszamaradó oldat m/m%-os összetétele <br />

22.) 100 cm 3 18 m/m%-os s=1.119 g/cm 3 KCl oldathoz hány cm 3 10 m/m%-os<br />

s=1.088 g/cm 3 ezüst-nitrát oldatot kell önteni, hogy a reakció éppen végbemenjen<br />

Mekkora tömegű csapadék keletkezik, milyen lesz a visszamaradó oldat m/m%-os<br />

összetétele <br />

23.) 50 cm 3 2 M-os s=1.1 g/cm 3 kénsav oldathoz hány g bárium-kloridot kell adni, hogy a<br />

szulfátot teljes mennyiségében le tudjuk választani Hány g csapadék keletkezik, milyen<br />

lesz a visszamaradó oldat m/m%-os összetétele<br />

24.) Mekkora tömegű kálium-klorátot (KClO 3 ) kell hevíteni, hogy teljes elbontásával 1 dm 3<br />

standard oxigéngázt állítsunk elő <br />

25.) 8.5 g tömegű 5 m/m% oxid szennyeződést tartalmazó fém kalciumot sósavval<br />

reagáltatunk. Hány dm 3 standard hidrogén fejlődik <br />

26.) 80 m/m%-os tisztaságú kalcium-karbid 15 g-ja mekkora térfogatú normál állapotú<br />

acetilén gázt fejleszt <br />

27.) Mekkora térfogatú azonos állapotú hidrogént kell 1 m 3 nitrogén gázzal keverni és<br />

mekkora térfogatú ammónia gázt nyerünk, ha a reakciópartnereket sztöchiometrikus<br />

arányban keverjük össze, és a kitermelés 95 %-os <br />

28.) 500 g ezüstöt cc. salétromsavban oldunk, majd az oldatot bepároljuk. Szárítást követően<br />

mekkora tömegű sót nyerünk, ha a kitermelés 93 %-os <br />

29.) Mekkora tömegű 90 % tisztaságú kalcium-karbidot kell vízzel reagáltatni, hogy 2 dm 3<br />

normál állapotú acetilén fejlődjön <br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 15 =<br />

Áttördelte: Morgan


30.) Cink-réz ötvözet 2 g-ját sósavban oldjuk. Hány m/m% rezet tartalmazott az ötvözet,<br />

ha 375 cm3 st. állapotú hidrogén gáz fejlődött <br />

31.) Hány %-os tisztaságú az a részben oxidálódott magnézium, amelynek 1 g-ja sósavban<br />

oldva 958 cm 3 standard állapotú gázt fejleszt <br />

32.) Rézzel szennyezett ezüst 2 g-ját feloldunk cc. salétromsavban, majd sósavval 2.52 g<br />

ezüst-klorid csapadékot választunk le. Hány % réz szennyezést tartalmazott a minta<br />

33.) 24 g foszfor oxidációjával előállított foszfor-pentoxid vízben oldásakor hány g vízre van<br />

szükség <br />

34.) 20 dm 3 normál állapotú ammóniagáz vízben oldásakor hány dm 3 3 g/100cm 3 -os<br />

ammónium-hidroxid oldatot nyerhetünk <br />

35.) 35. 200 cm 3 , 3 g/100 cm 3 -es kálium-jodid oldat mennyi higany(II)-jodidot képes<br />

feloldani az alábbi egyenlet értelmében : KI + HgI 2 = K 2 (HgI 4 )<br />

36.) A kristályvíz mentes cink-szulfát 40 g-ja 31.2 g vízzel kristályosodik. Hány mól vízzel<br />

kristályosodik a cink-szulfát <br />

37.) Hány g kristályos Mohr-só keletkezik 50 g kristályos vasgálic (FeSO 4<br />

.7H 2 O) vizes<br />

oldatából szalmiákszesz felhasználásával, ha a kitermelés 93 %-os <br />

FeSO 4 + H 2 SO 4 + 2 NH 4 OH + 4 H 2 O = (NH4) 2 Fe(SO 4 ) 2<br />

.6 H 2 O<br />

38.) 90 g szőlőcukorból hány dm 3 20°C-os, 0.1 MPa nyomású szén-dioxid gáz állítható elő,<br />

ha a szőlőcukor teljesen elerjed C 6 H 12 O 6 = 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2<br />

39.) 5 dm 3 3 g/100 cm 3 -os hidrogén-peroxid oldat hány g oxigént fordíthat oxidációra <br />

40.) 10 g réz-oxidot akarunk előállítani rézgálic oldatából lecsapott réz-hidroxid hevítéssel.<br />

Hány g NaOH-ra van szükség a lecsapáshoz <br />

41.) Ólom-karbonátot hevítve 8.6 g ólom(II)-oxidot kapunk. Hány g ólom-karbonátot<br />

hevítettünk, ha annak 87 %-a bomlott el és közben hány g szén-dioxid gáz<br />

keletkezett PbCO 3 = PbO + CO 2<br />

42.) Egy fém-karbonátot hevítve tömegállandóságig, az eredeti 50 g-ból 23.9 g fém-oxid<br />

marad vissza. Mi volt az eredeti fém-karbonát képlete és molekulatömege <br />

43.) Na-hidrogén-karbonátból és nátrium-kloridból álló porkeveréket tömegállandóságig<br />

hevítünk. 8 %-os tömegcsökkenést tapasztalunk. Milyen m/m%-os összetételű volt<br />

a keverék <br />

44.) 10g ammónium-klorid teljes elbontásával hány g vas(III)-oxid feloldásához<br />

elegendő hidrogén-klorid keletkezik <br />

45.) Meghatározott mennyiségű réz(II)-oxidot hidrogén áramban redukálunk. A tömegveszteség<br />

0.8 g. Hány g réz(II)-oxidot redukáltunk <br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 16 =<br />

Áttördelte: Morgan


46.) 4 dm 3 88.3 g/dm 3 töménységű sósavoldatból elméletileg kálium-permanganáttal<br />

hány dm 3 20°C-os, 0.1 MPa nyomású klórgázt lehet előállítani a következő reakció<br />

értelmében 2KMnO4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O<br />

47.) 180 cm 3 0.5 g/100 cm 3 -es kálium-permanganát kénsavas oldatához mennyi cinket kell<br />

adni, hogy a kálium-permanganát színe a kémiai reakció következtében eltűnjön <br />

2 KMnO4 + 8 H2SO4 + 5 Zn = K2SO4 + 2 MnSO4 + 5 ZnSO4 + 8 H2O<br />

48.) 100 g vasat oxidálva a tömegnövekedés 38.2 g. Milyen összetételű oxid keletkezik <br />

49.) Sósavból és cinkből 50 g cink-kloridot állítunk elő. Milyen tömegű és térfogatú<br />

20°C-os 0.1 MPa nyomású hidrogéngáz fejlődik a reakció során <br />

50.) 7 g cinkkel kénsavból ideális esetben mennyi kristályos cink-szulfát állítható elő, ha<br />

tudjuk, hogy a só 7 mol vízzel kristályosodik<br />

Általános ismeretek<br />

GÁZOK, GÁZELEGYEK TÖRVÉNYSZERŰSÉGEI<br />

Egy gáz állapotát hőmérsékletével, nyomásával és térfogatával jellemezhetjük. Ha a gáz<br />

hőmérséklete 273.16 K (0°C ) és nyomása 101.325 kPa (≈ 0.1 MPa), akkor a gáz normál<br />

állapotú, ha hőmérséklete 298.16 K (25°C), nyomása 101.325 kPa, akkor a gáz standard<br />

állapotú. A gázok állapothatározói közötti összefüggéseket a legegyszerűbben akkor tudjuk<br />

leírni, ha feltételezzük, hogy a gázmolekulák között nincs kölcsönhatás s a molekulák saját<br />

térfogata is elhanyagolható. Ebben az esetben tökéletes gázról beszélünk.<br />

A tökéletes gázok állapothatározói között a kapcsolatot különböző törvényszerűségek írják le.<br />

Boyle - Mariotte törvény<br />

állandó hőmérsékleten a gáz nyomása fordítottan arányos a gáz térfogatával<br />

p .<br />

p1<br />

V1<br />

V = konst. , =<br />

p V<br />

Ha meghatározott mennyiségű gáz hőmérsékletét állandó nyomáson 0°C-ról 1°C-kal emeljük,<br />

akkor térfogata a 0°C-on mért térfogatának<br />

1<br />

273.16<br />

részével terjed ki. Ezt a<br />

törvényszerűséget a Gay-Lussac I. törvénye fejezi ki.<br />

Gay-Lussac I. törvénye<br />

t<br />

= V0 (1 + ) = V (1 + αt)<br />

, a termodinamikai hőmérsékletet bevezetve:<br />

273.16<br />

T 0 = 273.16 K, T= t + 273.16<br />

V<br />

0<br />

2<br />

2<br />

V<br />

V<br />

T<br />

1<br />

= V 0<br />

= a 0°<br />

C − on mért térfogat, α = , a gáz hôtágulási együtthatója<br />

273.16<br />

0<br />

T 0<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 17 =<br />

Áttördelte: Morgan


Ha meghatározott mennyiségű gáz hőmérsékletét állandó térfogaton 0°C-ról 1°C-kal emeljük,<br />

1<br />

akkor nyomása a 0°C-on mért nyomásának<br />

részével növekszik. Ezt a<br />

273.16<br />

törvényszerűséget a Gay-Lussac II. törvénye fejezi ki.<br />

Gay-Lussac II. törvénye<br />

t<br />

p= p 0(1+ ) = p 0(1+α<br />

t)<br />

273.16<br />

a termodinamikai hőmérsékletet bevezetve T0= 273.16 K, T= t + 273.16<br />

p<br />

p<br />

=<br />

T<br />

0<br />

T 0<br />

p 0<br />

= a 0°<br />

C − on mért nyomás, α =<br />

1<br />

, a gáz hôtágulási<br />

273.16<br />

együtthatója<br />

Az eddig tárgyalt törvényszerűségek egyesítésével kapjuk az egyesített gáztörvényt.<br />

Egyesített gáztörvény<br />

p<br />

0<br />

T<br />

V<br />

0<br />

0<br />

=<br />

p<br />

1<br />

T<br />

V<br />

1<br />

1<br />

Az egyesített gáztörvénybe 1 mól normál állapotú tökéletes gáz állapothatározóit<br />

behelyettesítve megkapjuk az egyetemes gázállandót:<br />

R =<br />

p0V<br />

T<br />

0<br />

0<br />

=<br />

3<br />

101325 Pa ⋅ 22.41⋅10<br />

m<br />

273.16 Kmol<br />

3<br />

=<br />

8.314<br />

Nm<br />

Kmol<br />

Az egyesített gáztörvényt az egyetemes gázállandóval kiegészítve megkapjuk az általános<br />

gáztörvényt.<br />

Az általános gáztörvény<br />

p . V = n R T<br />

E törvény felhasználásával gázhalmazállapotú anyagok tömegei illetve molekulatömegei<br />

meghatározhatóak.<br />

m⋅R⋅T<br />

M =<br />

p⋅V<br />

Avogadro tétele: tökéletes gázok egyenlő térfogatában azonos hőmérsékleten és nyomáson a<br />

molekulák száma egyenlő, tekintet nélkül anyagi minőségükre. A gázok térfogata -anyagi<br />

minőségtől függetlenül- a nyomáson és hőmérsékleten kívül csak az anyagmennyiségüktől<br />

függ. Ebből következik, hogy ideális gázok térfogata és móljainak száma számértékileg<br />

megegyezik.<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 18 =<br />

Áttördelte: Morgan


Gázok relatív sűrűségének számítása:<br />

s =<br />

r<br />

s<br />

S<br />

A<br />

B<br />

Több komponensű gázelegyek tulajdonságait az egyes komponensek résztulajdonságaiból<br />

(parciális tulajdonságaiból) tudjuk megadni.<br />

Dalton törvény :<br />

egy gázelegy össznyomása a komponensek parciális nyomásaiból additive tevődik össze :<br />

p<br />

=<br />

n<br />

∑<br />

ö<br />

p i<br />

i=<br />

1<br />

Miután a nyomás (és így a parciális nyomás is) arányos a molekulák számával, érvényes a<br />

p<br />

A<br />

= x<br />

Apö<br />

kifejezés,<br />

ahol p A = az A-dik komponens parciális nyomása<br />

x A = az A-dik komponens móltörtje a gázelegyben<br />

p ö = a gázelegy össznyomása<br />

Amagat szabály :<br />

a gázelegy össztérfogatát a komponensek parciális térfogatainak összegéből számíthatjuk:<br />

V<br />

=<br />

n<br />

∑<br />

ö<br />

V i<br />

i=<br />

1<br />

A parciális térfogat (Vi) a gázkomponens azon térfogata, melyet az illető komponens a<br />

gázelegy nyomásán (pö) és hőmérsékletén (T) egymaga töltene be. A gázelegy valamennyi<br />

komponensére érvényesek a tökéletes gázok törvényei :<br />

p<br />

i<br />

⋅ V<br />

ö<br />

= p<br />

ö<br />

⋅ V<br />

i<br />

Ideális gázban a molekulák kölcsönhatása elhanyagolható, ezért egymással korlátlanul<br />

elegyednek, az elegyedés során térfogatuk összeadódik.<br />

Gázelegyek móltömegének meghatározására az elegy szabály alkalmas :<br />

M<br />

ahol xi az i-dik komponens móltörtje, Mi az i-dik komponens móltömege<br />

átl<br />

=<br />

n<br />

∑<br />

i=<br />

1<br />

x<br />

i<br />

⋅ M<br />

i<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 19 =<br />

Áttördelte: Morgan


Mintafeladatok<br />

I) 0.0587 g tömegű alacsony forráspontú anyagot 62°C-on és 0.1 MPa nyomáson<br />

elpárologtatunk. Az anyag gőzei 25.02 cm 3 levegőt szorítanak ki. Mennyi a vizsgált anyag<br />

molekulatömege <br />

megoldás:<br />

t1 = 62°C t2 = 25°C<br />

V1 = 25.02 cm 3 V2 = <br />

p1 = 0.1 MPa p2 = 0.1 MPa<br />

p ⋅V<br />

1<br />

T<br />

1<br />

1<br />

=<br />

p<br />

2<br />

⋅V<br />

T<br />

2<br />

2<br />

⇒<br />

V<br />

2<br />

=<br />

V ⋅T<br />

1<br />

T<br />

1<br />

2<br />

V 2 = 22.26 cm 3<br />

Ha 22.26 cm 3 tömege 0.0587 g, akkor 24.5 dm 3 tömege 64.6 g<br />

II.) Szilárd ammónium-klorid felett zárt térben 20 dm 3 20°C-os 0.1 MPa nyomású levegő<br />

van. Melegítés hatására a só egy része elbomlik, közben a nyomás megnő. Az edényt 20°C-ra<br />

lehűtve azt tapasztaljuk, hogy a nyomás 0.5 MPa. Hány g só bomlott el<br />

megoldás:<br />

A bomlás egyenlete : NH4Cl NH3 + HCl<br />

1 mol 20°C-os, 0.1 MPa nyomású levegő térfogata:<br />

nRT 8.314 ⋅ 293.16<br />

3<br />

V = =<br />

= 24.37 ≈ 24.4 cm<br />

p 100<br />

a 20 dm 3 , 20°C-os levegő ennek megfelelően<br />

20<br />

24.4<br />

= 0.819 ≈ 0.82 mól<br />

pV = nRT összefüggést alkalmazzuk a bomlás előtti és utáni állapotra. Bomlás után:<br />

50⋅20=n⋅8.314⋅293 ⇒ n= 4.1 mól gáz van jelen.<br />

Ebből 0.82 mól a levegő, a maradék: 3.28 mól gáz. Ez a mennyiség keletkezett a bomlás<br />

során. Az egyenletből látható, hogy 1 mól sóból a bomlás során 2 mól gáz keletkezik. Tehát a<br />

3.28 mól gáz 1.64 mól só bomlásából származik. Miután M[NH4Cl]=53.5 g/mol, így 87.74 g<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 20 =<br />

Áttördelte: Morgan


III) Hidrogén és klórgáz 3 : 2 arányú keverékét zárt edényben vízzár alá helyezték el és<br />

égő Mg szalaggal megvilágították. Hogyan változik az edényben a nyomás, ha a kiindulási<br />

klórgáz<br />

50 %-a lépett reakcióba a hidrogénnel <br />

megoldás<br />

A lejátszódó reakció: H2 + Cl2 = 2 HCl<br />

A képződő sósavgáz vízben jól oldódik, emiatt csökken a nyomás és a térfogat. A kiindulási<br />

nyomás 3 : 2 arányban oszlik meg a kétféle gáz között. Ha a Cl2-nak 50 %-a lép reakcióba,<br />

( 1 tf Cl2 gáz 1 tf H2-nel reagál ) a reakció után marad 2 tf H2 és 1 tf Cl2. A kiindulási 5 tf<br />

gázból 2 tf átalakul, a reakció utáni nyomás 3/5 része lesz a kiindulásinak.<br />

IV.) Egy gázpalackban 15 bar nyomáson acetilén és hidrogén elegye van. Ha két gáz<br />

reakcióba lép egymással, az acetilén teljes mennyiségéből etán keletkezik. A reakció végén (a<br />

kiindulási térfogaton és hőmérsékleten) mért nyomás 10 bar. Mi a kiindulási gázelegy térfogat<br />

%-os összetétele <br />

megoldás:<br />

A lejátszódó reakció egyenlete: C2H2 + 2 H2 = C2H6<br />

Legyen a kiindulási gázelegyünk összesen 100 mól. Ebből x mól az acetilén, 100 - x mól a<br />

hidrogén. A reakció során x mól etán keletkezik és 2x mól hidrogén használódik fel. Ahhoz,<br />

hogy a reakció utáni elegymennyiséget ki tudjuk számolni, célszerű elkészíteni a következő<br />

táblázatot :<br />

C2H2 + 2 H2 = C2H<br />

kiindulási mennyiség x 100-x 0<br />

reagál/keletkezik x 2x x<br />

marad 0 100-x-2x x =100-2x<br />

Állandó térfogaton az ideális gázok nyomása és anyagmennyisége egyenesen arányos<br />

nö1<br />

p<br />

egymással, így: =<br />

1<br />

n p<br />

ö2<br />

2<br />

100<br />

100−2x<br />

=<br />

15<br />

10<br />

⇒<br />

x = 16.6 v/v%<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 21 =<br />

Áttördelte: Morgan


Gyakorló feladatok<br />

Ha a feladat külön nem adja meg, a levegőt 21 v/v% oxigén + 79 v/v% nitrogén<br />

összetételűnek tekintjük.<br />

1. Zárt tartályban levő nitrogéngáz nyomása 50°C-on 101 kPa. Hány fokon lesz a<br />

nyomása 0.0707 MPa<br />

2. Egy nitrogénnel töltött gázpalackban a nyomás 18 °C-on 15.2 MPa. A palack felső<br />

nyomás próbája 22.80 MPa. Hány fokon éri el a nitrogén ezt a nyomáshatárt, ha a<br />

palack hőtágulásából eredő térfogat növekedést nem vesszük figyelembe <br />

3. 2g egyatomos gáz 0°C-on 810.6 kPa nyomáson 1.39dm 3 térfogatú.<br />

Mi az atomtömege a gáznak Melyik gáz ez<br />

4. Mekkora a metángáz sűrűsége 5 °C-on, 96 kPa nyomáson<br />

5. 1 dm 3 -es zárt tartály 10.0 g tömegű hidrogéngázt tartalmaz, melynek nyomása 11.97<br />

MPa, hőmérséklete 15°C. Hogyan változik a nyomás, ha változatlan hőmérsékleten :<br />

a)még 10 g hidrogéngázt<br />

b)még 10 g nitrogént töltünk a tartályba (feltételezve, hogy reakció nem játszódik le).<br />

6. Egy 30 dm3-es palackban 20 °C hőmérsékletű, 303.97 kPa nyomású oxigéngáz van.<br />

Ennek egy részét kiengedjük. A hőmérséklet-kiegyenlítődés után a nyomásmérő<br />

243.18 kPa értéket jelez. Hány g oxigént engedtünk ki<br />

7. Egy gázpalackban 16.2 MPa nyomású 300 K hőmérsékletű gáz van. Mekkora lesz a<br />

palackban a nyomás, ha a gáz 25 %-át kiengedve a hőmérséklet 280 K-re csökken <br />

8. Zárt tartály hidrogénből és oxigénből álló gázelegyet tartalmaz. A tartályban 110 kPa<br />

nyomás uralkodik. Ha szikrával meggyújtjuk az elegyet, majd a reakció után a<br />

rendszert az eredeti hőmérsékletre hűtjük, akkor - a víz eltávolítása után - a nyomás<br />

88 kPa-ra csökken. Számítsa ki a kiindulási gázelegy térfogat %-os összetételét.<br />

9. NaOH oldatot elektrolizálunk 2 A áramerősséggel, 1 órán keresztül, grafit elektródok<br />

között. A keletkezett gázokat - szárítás után - 1 dm 3 -es "légüres" (elhanyagolható<br />

nyomású) tartályba vezetjük. Mekkora ebben a nyomás, ha a hőmérséklet 22 °C<br />

10. Ismeretlen fém 0.2239 g-ját vízzel reagáltatjuk. Eközben 122 cm 3 hidrogéngáz<br />

fejlődött. A laboratóriumban 21 °C volt, a légnyomás 112 kPa. Melyik fémről van<br />

szó<br />

11. Melyik az a telített nyíltláncú szénhidrogén, ha 1 g-jának gőze 150°C-on 108 kPa<br />

nyomáson 378.6 cm3 térfogatú<br />

12. Egy gáz 100°C-on és 100.26 kPa nyomáson 500 cm 3 teret tölt be. Mekkora a gáz<br />

térfogata normál körülmények között <br />

13. Egy gázbürettában 20 cm 3 nitrogént 98.66 kPa nyomáson fogunk fel 18°C<br />

hőmérsékletű víz felett. Hány cm 3 száraz nitrogén felel meg ennek a térfogatnak <br />

(táblázatok!)<br />

14. Mekkora térfogatú 18°C-os 98 kPa nyomású oxigéngáz állítható elő 100 g 40 m/m%-<br />

os hidrogén-peroxidból kálium-permanganáttal savas közegben az alábbi<br />

−<br />

+ 2+<br />

kiegészítendő reakció értelmében: MnO<br />

4<br />

+ H<br />

2O<br />

2<br />

+ H = Mn + O<br />

2<br />

+ H<br />

2O<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 22 =<br />

Áttördelte: Morgan


15. Egy 10 dm 3 -es és egy 30 dm 3 -es gáztartályt vékony, csappal ellátott cső köt össze.<br />

A 10 dm 3 -es tartályban 0.505 MPa nyomású, a 30 dm 3 -es tartályban 6.06 MPa<br />

nyomású nitrogéngáz van. A két tartály hőmérséklete azonos. Számítsa ki, mekkora<br />

lesz a két edényben a nyomás, ha a csapot kinyitjuk. A hőmérséklet állandó.<br />

16. Két azonos térfogatú tartályt vékony cső köt össze. A két tartály összesen 4 mol gázt<br />

tartalmaz.<br />

a) hány mol gáz lesz az egyik, illetve a másik edényben, ha az egyiket 0 °C-ra<br />

hűtjük, a másikat 100 °C-ra melegítjük.<br />

b) Mekkora a nyomás a tartályokban kiinduláskor (25 °C), és mekkora a fenti<br />

állapotban, ha tudjuk, hogy egy-egy tartály 10 dm3-es.(az összekötő csőtérfogata<br />

elhanyagolható)<br />

17. Összekeverünk 5.0 dm 3 standard nitrogén- és 5 dm 3 normál állapotú hidrogén gázt.<br />

Számítsuk ki a keletkező elegy n/n%-os és v/v% összetételét, átlagos molekula<br />

tömegét, miután felvette a közös hőmérsékletet.<br />

18. A periódusos rendszerben közvetlenül egymás alatt levő két nemesgáz keverékének<br />

levegőre vonatkoztatott sűrűsége 1.103. Melyik két gáz, milyen v/v%-os és m/m%-os<br />

összetételben alkotja a gázelegyet <br />

19. Egy gázelegy nitrogén-oxidból és nitrogén-dioxidból áll. Számítsa ki a gázelegy<br />

v/v%-os összetételét, ha a gázok parciális nyomása:<br />

p(NO 2 )= 70.394 kPa, p(NO)= 36.263 kPa<br />

20. 1 dm 3 -es edény hidrogént, oxigént és nitrogént tartalmaz, melyben a hidrogén és az<br />

oxigén parciális nyomása megegyezik. Az elegy sűrűsége 22 °C-on 102 kPa<br />

nyomáson 1.12 g/dm 3 . Mi a gázelegy v/v%-os összetétele és a komponensek<br />

parciális nyomása<br />

A gázelegyen szikrát átütve, majd a vízképződési reakció után a hőmérsékletet az<br />

eredetire visszaállítva mekkora lesz a nyomás a tartályban (A lecsapódó víz<br />

térfogatát elhanyagolhatjuk) (táblázatok!)<br />

21. 7 dm 3 -es edény 0.4 g hidrogént és 3.15 g nitrogént tartalmaz 0°C-on. Mennyi az<br />

elegy össznyomása, mekkorák a parciális nyomások Határozza meg az elegy<br />

térfogat %-os összetételét.<br />

22. Hidrogénből, oxigénből és nitrogénből álló gázelegy standard körülmények között<br />

0.5388 g/dm 3 sűrűségű. Ha az elegyet elektromos szikrával meggyújtjuk, majd a<br />

reakció után (vízképződés) a rendszert az eredeti hőmérsékletre és nyomásra hozzuk,<br />

a maradék sűrűsége - a víz eltávolítása után- 0.6122 g/dm 3 . Állapítsa meg a<br />

képződött és a kiindulási gázelegy térfogat %-os összetételét, a komponensek<br />

parciális nyomását, valamint azt, hogy a kiindulási gázelegy térfogatának hány %-ára<br />

csökkent a gáztérfogat a reakció végére.<br />

23. Ha 10m 3 25°C-os diklór-metánnal (CH 2 Cl 2 ) telített 100 kPa nyomású levegőt<br />

állandó nyomáson -10°C-ra hűtünk, eközben a diklór-metán egy része kondenzál.<br />

Hány kg cseppfolyós diklór-metánhoz jutunk, ha tenziója 25°C-on 57.2 kPa, -10°Con<br />

11.3 kPa<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 23 =<br />

Áttördelte: Morgan


24. Az 1 dm 3 -es szódásüvegben 900 cm 3 víz, felette 1.013⋅105 Pa nyomású levegő van.<br />

A rendszer hőmérséklete 17 °C. 34.2 g össztömegű patronból a szén-dioxid gázt a<br />

szódásüvegbe engedve a patron tömege 29.8 g-ra csökken. Az egyensúly beállta után<br />

a szódásüvegben a gázelegy nyomása 1.317⋅105 Pa.<br />

a) Mekkora a szén-dioxid parciális nyomása légüres térben<br />

b) A szén-dioxid hány %-a oldódott a szódavíz készítése közben<br />

(A patron térfogatától és a víz tenziójától tekintsen el). (táblázatok!)<br />

25. Zárt 1 dm 3 -es edény 25 °C-os, 100 kPa nyomású oxigéngázt tartalmaz. Az edénybe<br />

annyi hidrogéngázt töltünk, hogy a tartályban a nyomás 150 kPa legyen. Ezután<br />

elektromos szikrával meggyújtjuk a gázelegyet. A reakció befejeztével az edényt<br />

ismét lehűtjük 25°C-ra. Mekkora lesz az edényben a nyomás (A lecsapódó víz<br />

térfogata elhanyagolható). (táblázatok!)<br />

26. Acetont égetünk el oxigénfeleslegben. Az 500 °C-os 270 kPa nyomású forró<br />

gázelegy, mely a keletkezett szén-dioxid és a vízgőz mellett a maradék oxigént is<br />

tartalmazza, 1.313 g/dm 3 sűrűségű. Mekkora tömegű acetont égettünk el az 500 cm 3 -<br />

es térfogatú tartályban Hány %-os oxigénfelesleget alkalmaztunk<br />

27. Mekkora térfogatú standard állapotú levegőben égettünk el 3.00 g szenet, ha a<br />

keletkező gázelegy levegőre vonatkoztatott relatív sűrűsége 1.0566. A levegő átlagos<br />

molekulatömege : 29 g/mol. Milyen v/v%-os összetételű a keletkező gázelegy<br />

28. Standard állapotú levegőben 1.0 g magnéziumot égetünk el. A maradék gázelegy<br />

összetétele: 10.0 v/v % oxigén, 90.0 v/v % nitrogén. Mekkora térfogatú levegőt<br />

használtunk a magnézium égéséhez Mekkora oxigén felesleget alkalmaztunk <br />

29. Mekkora térfogatú, azonos állapotú oxigén gáz szükséges 1.0 dm3 30 v/v%-os etánt<br />

és 70.0 v/v%-os metánt tartalmazó gázelegy tökéletes elégetéséhez<br />

30. Metánt 10 %-os levegő feleslegben elégetünk. Milyen a keletkező füstgázok %-os<br />

összetétele <br />

31. Metánt oxigénben dúsított levegőben égetünk el. A keletkező vízmentes füstgáz<br />

összetétele: 11.11 v/v% CO2, 5.55 v/v% O2, 83.33 v/v % N2. Hány % levegő<br />

felesleget alkalmaztunk Hány v/v% oxigént tartalmazott a dúsított levegő<br />

32. Egy metán-etán gázelegy elégetésekor 1.6-szor nagyobb mennyiségű víz keletkezik,<br />

mint szén-dioxid. Mi a gázelegy v/v %-os összetétele <br />

33. Egy propánt és propént tartalmazó gázelegy 10.0 cm 3 -t 60.0 cm 3 azonos állapotú<br />

oxigéngázzal keverünk össze és tökéletesen elégetjük. A reakció befejeztével a víz<br />

lecsapódása és az eredeti körülmények visszaállítása után 41.0 cm 3 gázelegyet<br />

kapunk. Számítsa ki a gázelegy v/v%-os összetételét. Hány %-os oxigénfelesleget<br />

alkalmaztunk<br />

34. Egy metánból és etánból álló gázelegy 10.0 cm 3 -t 190.0 cm 3 azonos állapotú, 21v/v%<br />

oxigént tartalmazó levegővel keverjük össze. Tökéletesen elégetjük a szerves<br />

gázelegyet, a vízgőzt lecsapatjuk és visszaállítjuk az eredeti körülményeket. Az így<br />

kapott gázelegyünk térfogata 175.5 cm 3 , amely térfogat 19.0 cm 3 -el csökken, ha a<br />

gázelegyet KOH oldaton átvezetjük. Számítsa ki az eredeti gázelegy v/v%-os<br />

összetételét, s azt, hogy hány %-os levegő felesleget alkalmaztunk az égetéshez<br />

35. Ismeretlen térfogatú edényben -mely normál állapotú 21 v/v% oxigént tartalmazó<br />

levegővel van tele- 50.0 mg ként égettünk el. A képződött gázelegy 5 v/v% kéndioxidot<br />

tartalmaz. Mekkora térfogatú volt az edény <br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 24 =<br />

Áttördelte: Morgan


36. Ismeretlen összetételű metán - etán elegy 10.0 cm 3 -t 38 cm 3 azonos állapotú oxigén<br />

gázzal kevertük össze, és elégettük. A vízgőz lecsapódása után az eredeti<br />

körülmények között mérve, 24 cm 3 gázelegy maradt vissza, melynek hidrogénre<br />

vonatkoztatott sűrűsége 20.5. Állapítsuk meg a kiindulási szénhidrogén elegy v/v%-<br />

os összetételét, a keletkező füstgázok v/v%-os összetételét, valamint azt, hogy<br />

hány%-os levegő felesleget alkalmaztunk <br />

37. Ammónia hőbomlásakor képződő nitrogén - hidrogén - ammónia gázelegy sűrűsége<br />

standard nyomáson és 25 oC-on 0.5551 g/dm3. Számítsa ki a gázelegy v/v%-os<br />

összetételét. Hány % ammónia bomlott el Hogyan változik meg a gáz térfogata és<br />

mekkora lesz a sűrűsége standard nyomáson és 25 oC-on miután a gázelegyet fölös<br />

mennyiségű sósavon buborékoltattuk át <br />

38. Etilént, acetilént és hidrogént tartalmazó gázelegyet platina katalizátoron vezetünk át.<br />

A lejátszódó reakció következtében (azonos hőmérsékleten és nyomáson mérve) a<br />

gáztérfogat a kiindulási felére csökken. A keletkező gázelegy metánra vonatkoztatott<br />

relatív sűrűsége 1.175. Számítsa ki a kiindulási elegy v/v%-os összetételét, és adja<br />

meg a metánra vonatkoztatott relatív sűrűségét. Feltételezzük, hogy a telítési reakció<br />

tökéletesen lejátszódott.<br />

39. CO, hidrogén és H2S tartalmú gázelegy 50 cm 3 -t légköri nyomáson, 25 oC-on<br />

vizsgáljuk. Ehhez 500.0 cm 3 azonos állapotú, 20 v/v %-os oxigént tartalmazó levegőt<br />

keverünk, az éghető anyagokat tökéletesen elégetjük, majd a reakció befejeztével<br />

lecsapatjuk a vízgőzt. A maradék gázelegy térfogata 490.0 cm 3 (a kiindulási eleggyel<br />

azonos körülmények között). Ha ezt a gázelegyet lúgoldaton átvezetjük, a térfogat<br />

470 cm 3 -re csökken. Adja meg a kiindulási 3 komponensű gázelegy v/v%-os<br />

összetételét és a vizsgált minta tömegét.<br />

40. Gázelegyünk szén-dioxidot, szén-monoxidot és oxigéngázt tartalmaz. A gázelegy<br />

levegőre vonatkoztatott relatív sűrűsége 1.338. Az elegyet elégetve, a kapott füstgáz<br />

levegőre vonatkoztatott sűrűsége 1.4083. Állapítsa meg a kiindulási gázelegy v/v%-<br />

os összetételét.<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 25 =<br />

Áttördelte: Morgan


KÉMIAI EGYENSÚLYOK<br />

HETEROGÉN EGYENSÚLYOK<br />

Általános ismeretek<br />

A rosszul oldódó anyagok oldhatóságának jellemző adata az oldhatósági szorzat. Ez<br />

tulajdonképpen az elektrolitok oldékonysági egyensúlyára felírható tömeghatástört<br />

egyszerüsített változata. Értéke adott minőségű csapadék esetén adott hőmérsékleten állandó.<br />

Egy AxBy összetételű elektrolit (jelen esetben olyan telített oldat, amelynek ionjai<br />

egyensúlyban vannak a szilárd fázissal -csapadékkal- ) disszociációjára felírható :<br />

A x B y xA + yB<br />

K =<br />

x<br />

[ A] [ B]<br />

[ A B ]<br />

Miután a csapadék oldékonysága [AxBy] rendkívül kicsi, s a szilárd fázis jelenléte miatt<br />

állandó, a nevező összevonható a K egyensúlyi állandóval. Így kapjuk meg a rosszul oldódó<br />

elektrolitok oldékonyságát jellemző oldhatósági szorzatot:<br />

Az oldhatósági szorzat: L = [ A ] x . [ B ] y<br />

Az oldhatósági szorzatban szereplő [ A ] kifejezés* az adott komponens mol/dm 3 egységben<br />

kifejezett koncentrációját jelenti. Az oldhatósági szorzat dimenzióval rendelkező szám, amely<br />

a csapadék összetételétől függően a koncentráció különböző hatványaival fejezhető ki, de<br />

általános szokás, hogy ezt a dimenziót nem tüntetjük fel.<br />

Ha az adott oldatban idegen elektrolit nincs jelen, akkor a csapadék telített oldatára felírható<br />

az oldhatóság - S - kifejezése, amely a mol/dm 3 -ben kifejezett egyensúlyi helyzetet jellemezi.<br />

S =<br />

x<br />

[ ]<br />

[ A] [ B]<br />

A B =<br />

x y<br />

=<br />

Az oldhatóság és az oldhatósági szorzat között matematikailag levezethető összefüggés:<br />

[ ]<br />

1 L<br />

S = A x B y = ⋅<br />

y x+<br />

y x<br />

⎜<br />

⎛ x<br />

y ⎟<br />

⎞<br />

⎝ ⎠<br />

Az oldhatóságot befolyásoló tényezők:<br />

- hőmérséklet ( növelése általában növeli az oldhatóságot )<br />

- saját ion ( jelenlétében a csapadék oldhatósága csökken - bizonyos<br />

határokon belül )<br />

- idegen ion ( hatására nő az oldhatóság )<br />

- pH ( gyenge savak és bázisok sóinak oldhatóságát befolyásolja )<br />

- komplexképződés ( hatására nő az oldhatóság )<br />

x<br />

y<br />

y<br />

y<br />

* A kapcsos zárójelben feltüntetett koncentrációk általában mol/dm 3 dimenziót jelentenek<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 26 =<br />

Áttördelte: Morgan


Saját ion hatás számítása : Ha az AB összetételű heterogén fázissal egyensúlyt tartó<br />

rendszerünkhöz cB koncentrációban B iont juttatunk, az oldhatóság a következőképpen<br />

alakul:<br />

+ L<br />

−<br />

S = [ AB] = [ A ] = , ahol [ B ] = c<br />

B<br />

,<br />

−<br />

B<br />

[ ]<br />

ebbôl következik, hogy<br />

Komplexképződés számítása : Ha az AB összetételű heterogén rendszerünkhöz olyan<br />

vegyületet juttatunk, amellyel komplex vegyületet képez, ( pl. AgCl csapadék NH3 oldatban )<br />

az oldhatóság számítása:<br />

:<br />

S =<br />

L<br />

c<br />

AgCl + 2NH 3<br />

[ Ag(NH<br />

3<br />

)<br />

2<br />

]Cl<br />

[ Ag( NH3<br />

) ]<br />

2<br />

[ Ag ][ ⋅ NH ]<br />

K<br />

komplex<br />

=<br />

+<br />

2<br />

3<br />

+<br />

tekintve, hogy [ Ag ] [ Ag( NH ) ] +<br />

+ −<br />

, és [ Ag ] [ Cl ]<br />

következőképpen alakul:<br />

≈<br />

t<br />

3 2<br />

S<br />

+ −<br />

[ Ag ] ⋅[ Cl ]<br />

t<br />

+<br />

B<br />

= az oldhatósági szorzat a<br />

-<br />

[ Cl ]<br />

2<br />

t<br />

L =<br />

=<br />

2<br />

2<br />

K<br />

komplex<br />

⋅[ NH3<br />

] K<br />

komplex<br />

⋅[ NH3<br />

]<br />

−<br />

= [ AgCl] = [ Cl ] 2<br />

− 2<br />

, és [ Cl ] = L ⋅ K ⋅[ NH ] 2<br />

−<br />

[ Cl ] = L ⋅ K [ ] 2<br />

komplex ⋅ NH 3<br />

komplex<br />

Hangsúlyozni kívánjuk, hogy a fenti kifejezés csak abban az esetben igaz, ha a<br />

komplexképződési reakcióban 1:2 mólarány áll fenn a központi fém : ligandum között.<br />

Minden más esetben az egyensúlyra felírt összefüggések értelemszerűen változnak.<br />

3<br />

Mintafeladatok<br />

I) Mennyi az AgCl oldhatósága szobahőmérsékleten, tiszta vízben <br />

megoldás<br />

L = 1.83⋅10-10 (táblázatból)<br />

L =<br />

így<br />

+ −<br />

+ −<br />

[ Ag ][ Cl ] és [ Ag ] = [ Cl ]<br />

+ 2 − 2<br />

−<br />

L = [ Ag ] = [ Cl ] S = [ Cl ]<br />

S=1.35⋅10<br />

-5<br />

mól/dm<br />

3<br />

=<br />

L<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 27 =<br />

Áttördelte: Morgan


II) Mennyi az ezüst-kromát (Ag 2 CrO 4 ) oldhatósági szorzata, ha oldhatósága tiszta<br />

vízben S=1.34 . 10-4 mol/dm 3<br />

megoldás<br />

L =<br />

S =<br />

L=<br />

+ 2 2−<br />

[ Ag ] [ CrO4<br />

]<br />

2−<br />

1 +<br />

[ Ag CrO ] = [ CrO ] = ⋅ [ Ag ]<br />

2<br />

4<br />

2<br />

-12<br />

( 2S) ⋅S<br />

⇒L =9.62⋅10<br />

4<br />

2<br />

III)<br />

Mennyi az AgCl oldhatósága 0.05 mol/dm 3 koncentrációjú KCl oldatban<br />

megoldás<br />

LAgCl = 1.83 . 10-10<br />

L =<br />

Mivel<br />

+<br />

[ Ag ] ⋅[ Cl] összes<br />

⇒ [ Cl] összes<br />

= [ AgCl]<br />

+<br />

[ AgCl]


V) Mennyi AgCl oldódik fel 1 M-os NH3-ban <br />

megoldás<br />

L = 1.8 . 10-10, K kompl = 2 . 10 7 .<br />

NH3 hatására komplexképződés játszódik le, a következő egyenlet szerint:<br />

Ag + 2NH 3<br />

Ag(NH<br />

A bevezetőben ismertetett levezetés alapján:<br />

+ [ ) ] 3 2<br />

−<br />

2<br />

−10<br />

7 2<br />

[ Cl ] = L⋅<br />

⋅[ NH ] = 1.8⋅10<br />

⋅2⋅10<br />

⋅<br />

K komplex<br />

S = [ Cl - ] = 6 . 10 -2 M<br />

3<br />

1<br />

VI. Megindul-e a csapadék leválás a pH=3-ra pufferolt 0.05 M koncentrációjú kobaltkloridból<br />

(CoCl 2 ), ha azt c=0.1 M kén-hidrogénnel telítettük<br />

megoldás<br />

Ks1= 9.1⋅10-8, Ks2= 1.2⋅10 -15 , LCoS= 2⋅10 -25<br />

A kén-hidrogén kétértékű gyenge sav, disszociációja is két lépésben játszódik le:<br />

−<br />

H S + H O = HS<br />

2<br />

HS<br />

−<br />

2<br />

+ H O = S<br />

2<br />

2−<br />

+ H<br />

+ H<br />

3<br />

3<br />

O<br />

O<br />

+<br />

+<br />

(I)<br />

(II)<br />

Az I. és II. egyenletre a tömeghatástört:<br />

[ HS ]<br />

− +<br />

[ HS ][ H O ]<br />

[ H S]<br />

2−<br />

+<br />

[ S ][ H O ]<br />

−<br />

[ HS ]<br />

3<br />

3<br />

K =<br />

, K =<br />

S 1<br />

+ 2−<br />

[ H O ][ S ]<br />

− 3<br />

= ⇒<br />

K<br />

S2<br />

2<br />

K<br />

S1<br />

=<br />

S2<br />

+ 2 2−<br />

[ H O ] [ S ]<br />

3<br />

[ H S]<br />

2<br />

K<br />

S2<br />

⇒ ebbôl<br />

, ebből [HS-]-t kifejezve:<br />

[ H S]<br />

2<br />

=<br />

+ 2 2−<br />

[ H O ][ S ]<br />

pH=3-as oldatban a kén-hidrogénnel telített oldat [S2-] koncentrációja a következő<br />

komponensekből tevődik össze:<br />

2−<br />

−<br />

2−<br />

[ S ] + [ HS ] + [ H S] = [ S ]<br />

3<br />

K<br />

S1<br />

K<br />

S2<br />

+<br />

2<br />

[ H<br />

3O<br />

] [ H<br />

3O<br />

]<br />

+ )<br />

+<br />

c<br />

H 2 S<br />

=<br />

2<br />

(1 +<br />

K K K<br />

ide behelyettesítve a megadott adatokat, [S 2- ]-ra 1.1⋅10 -18 M értéket kapunk.<br />

[Co 2+ ][S 2- ]= 0.05 ⋅1.1⋅10 -18 =5.47⋅10 -20 >LCoS, vagyis a csapadék leválása megkezdődik.<br />

S2<br />

S1<br />

S2<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 29 =<br />

Áttördelte: Morgan


Gyakorló feladatok<br />

(A kertészmérnök hallgatóknak a 7,8,9,23,25,26,27,30,33,34,35 , feladatok megoldása nem szükséges)<br />

1. Számítsuk ki az alábbi vegyületek oldhatósági szorzatát az adott hőmérsékleten, ha<br />

tudjuk, hogy:<br />

a, 500 cm 3 25°C-on telített higany(I)-szulfát (Hg 2 SO 4 ) oldat 1.417 g Hg 2 SO 4 -ot<br />

tartalmaz<br />

b, a 25°C-on telített lantán(III)-oxalát (La 2 [(COO) 2 ] 3 ) oldat 2.124 mg/dm 3<br />

koncentrációjú<br />

c, a 18 °C-on telített stroncium-fluorid (SrF 2 ) oldat literenként 0.0335 g fluoridiont<br />

tartalmaz<br />

d, 1 g ezüst-kromát (Ag 2 CrO 4 ) 20°C-on 35.5 dm 3 vízben oldódik<br />

2. Hány mg bárium-kromátot tartalmaz 200 cm 3 telített bárium-kromát oldat<br />

3. Számítsuk ki az ezüst-karbonát oldhatósági szorzatát, ha 20°C-on 3.17.10 -2 g oldódik<br />

1 dm 3 tiszta vízben !<br />

4. Számítsuk ki az ezüst-szulfát oldhatóságát desztillált vízben, szobahőmérsékleten<br />

5. Mennyi a bárium-szulfát oldhatósága tiszta vízben, 0.1 M nátrium-szulfát oldatban és<br />

0.02 M bárium-klorid oldatban <br />

6. 1.75 g kalcium-szulfát hány %-a oldódik fel 150 cm 3 szobahőmérsékletű vízben <br />

7. Leválaszt-e 1:1 arányú elegyítés esetén a telített gipszes víz a bárium ionokra nézve<br />

0.01 M oldatból bárium-szulfát csapadékot <br />

8. Leválasztható-e 1 dm 3 oldatból 23.304 g kálium-kromáttal (K 2 CrO 4 )<br />

a) az Pb-kromát csapadék (PbCrO 4 )<br />

b) az Ag-kromát csapadék (Ag 2 CrO 4 )<br />

c) a Sr-kromát csapadék (SrCrO 4 )<br />

A kiindulási koncentráció minden esetben 0.1 M<br />

9. Melyik oldatban a legnagyobb a karbonátion koncentráció: a kadmium-karbonát<br />

(CdCO 3 ), a réz-karbonát (CuCO 3 ), vagy az ólom-karbonát (PbCO 3 ) telített oldatában<br />

10. Hány g ezüst-karbonát van 300 cm 3 25 °C-on telített oldatban <br />

11. Hány mg vas(II)-szulfid -(Fe 2 S 3 )- oldódik 100 cm 3 tiszta vízben<br />

12. Mennyi az ezüst-kromát oldhatósági szorzata, ha oldhatósága 8.49⋅10-5 M<br />

13. Mennyi az ezüst-klorid oldhatósági szorzata, ha 1 dm 3 0.01 mol/dm 3 koncentrációjú<br />

ezüst-nitrát oldatban 2.623⋅10 -6 g ezüst-klorid oldódik fel<br />

14. Válik-e le csapadék pH=1.5 értéknél pufferelt 0.01 M vas(III)-kloridból (FeCl 3 ) <br />

15. Mekkora a telített meszes víz pH-ja <br />

16. Mennyi az ezüst-klorid oldhatósága pH=3.0 sósavas közegben<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 30 =<br />

Áttördelte: Morgan


17. Számítsa ki a megfelelő hidroxid oldhatósági szorzatát az alábbi 25°-on mért adatokból:<br />

Mg OH oldat pH-ja 10.46<br />

a, a telített magnézium-hidroxid [ ( )<br />

2<br />

]<br />

b, a telített alumínium-hidroxid [ ( OH)<br />

3<br />

]<br />

18. Mennyi a telített bizmut(III)-hidroxid [ ( OH)<br />

]<br />

19. Mekkora az alábbi telített vizes oldatok pH-ja:<br />

Ni OH<br />

a, nikkel(II)-hidroxid [ ( )<br />

2<br />

]<br />

b, vas(III)-hidroxid [ Fe ( OH)<br />

]<br />

Al oldat pH-ja 5.74<br />

Bi oldat pH-ja<br />

3<br />

20. Milyen pH-nál kezd leválni a 0.03 M-os alumínium-klorid oldatból az alumíniumhidroxid<br />

csapadék<br />

21. Milyen pH-nál kezd leválni egy 0.01 M-os magnézium-klorid oldatból a magnéziumhidroxid<br />

22. Számítsa ki a telített mangán(II)-hidroxid pH-ját! [ Mn ( OH)<br />

]<br />

23. Mennyi ammónia szükséges az ezüst-klorid és ezüst-jodid aminkomplexként való<br />

oldásához, ha az Ag + és a megfelelő halogenidek koncentrációja eredetileg 0.01 M volt<br />

24. Mennyi a kiindulási ammónia-koncentráció abban az oldatban, amelynek 200 cm 3 -e<br />

0.02 mol ezüst-kloridot old fel és tart oldatban <br />

25. A kadmium (Cd 2+ ) és alumínium (Al 3+ ) ion is [M(OH) 4 ] alakú komplexet képez. Milyen<br />

kiindulási NaOH-koncentráció szükséges a csapadék teljes feloldódásához, ha 1 dm 3<br />

lúgban 8 g fémhidroxidot akarunk feloldani<br />

26. Milyen EDTA koncentráció szükséges ahhoz, hogy 10-3 M koncentrációjú ezüstkloridot<br />

oldatban tartson A komplexképződés reakciója:<br />

AgCl<br />

4−<br />

3−<br />

−<br />

+ Y = AgY + Cl<br />

27. 100 cm 3 [Ag(NH 3 ) 2 ]Cl-ra nézve 0.05 M, ammónia fölöslegre nézve 1 M koncentrációjú<br />

oldathoz hány cm 3 10 M-os salétromsavat kell adni, hogy meginduljon a<br />

csapadékleválás<br />

28. Hány g bárium-szulfát ( BaSO<br />

4<br />

) oldódik fel 1000 cm 3 0.001 M-os kálium-szulfát<br />

oldatban<br />

29. Hogyan változik az ezüst-bromid 25°C-on mért oldhatósága a tiszta vízben észlelthez<br />

képest, ha az oldat kálium-bromidra nézve:<br />

a, 5⋅10-3 M<br />

b, 5⋅10-2 M<br />

c, 5⋅10-1 M<br />

30. Kálium-ionokat szeretnénk kimutatni 1 M-os nátrium-perklorát (NaClO4 ) oldattal.<br />

a, 10 cm 3 0.1 M-os K + ion oldathoz milyen térfogatú reagenst kell adni, hogy a<br />

csapadék kiválása meginduljon<br />

b, Mi történne, ha 10 cm 3 0.01 M-os K + ion oldattal végeznénk ugyanezt a<br />

vizsgálatot<br />

3<br />

2<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 31 =<br />

Áttördelte: Morgan


31. 10 dm 3 25°C-on telített ólom-foszfát oldatban 1.38 mg oldott só van. Hányad részére<br />

csökken az oldhatóság, ha az oldathoz még 1.64 g nátrium-foszfátot adunk<br />

32. Leválik-e az ezüst-szulfát csapadék, ha 1 dm 3 0.1 M-os 25°C-os ezüst-nitrát oldathoz<br />

0.2 cm 3 49 m/m%-os 1.38 g/cm 3 sűrűségű kénsavat cseppentünk<br />

33. Minimum milyen koncentrációjú kálium-cianid (KCN) hatására oldódik fel az ezüstklorid,<br />

az ezüst-bromid és az ezüst-jodid csapadék, ha c ( Ag+)=0.11 M <br />

34. Mennyi az ólom-szulfid oldhatósági szorzata, ha 1 dm3 kén-hidrogénnel telített<br />

(c HgS =0,1M), 1 M-os erős savas oldatban 1.6x10-6 mol ólom-szulfid oldódik fel<br />

35. Mennyi a higany-szulfid (HgS) oldhatósága kén-hidrogénnel telített, sósavra nézve<br />

0.5 M-os oldatban<br />

ELEKTROLIT EGYENSÚLYOK<br />

Általános ismeretek<br />

pH SZÁMITÁS<br />

A savak vizes oldatban protont adnak át a vízmolekuláknak és így megnövelik az oldat<br />

hidrogén<br />

(pontosabban oxónium - H 3 O + -) ion koncentrációját. Erős savak esetén, híg oldatban a<br />

protonátadás gyakorlatilag teljes (a disszociációfok 1.00) így az oldat H 3 O + -ion<br />

koncentrációja megegyezik a bemért sav koncentrációjával. Az oldatok kémhatásának<br />

jellemzésére - célszerűségi okokból - bevezették a pH fogalmát. A pH a hidrogén ionok<br />

aktivitásának negatív logaritmusa. Az aktivitás az ionkoncentráció és az aktivitási koefficiens<br />

szorzata. Ez utóbbit - az egyszerüsítés érdekében - példáinkban egynek tekintjük, így a pH a<br />

hidrogén ionok [mol/dm 3 ] dimenzióban kifejezett koncentrációinak negatív logaritmusa.<br />

pH = - lg[H + ]<br />

Kis mértékben a víz is disszociál, Kv = [H 3 O + ] [OH-] = 10-14.<br />

Egy értékű gyenge savak és bázisok<br />

Azokat a savakat (lúgokat), amelyek csekély mértékű disszociációjuk miatt híg oldatukban<br />

sem adják át teljes mértékben a víznek protonjukat, gyenge savnak (lúgnak) nevezzük.<br />

A gyenge savak (lúgok) erősségének jellemzésére a disszociációs állandó ad lehetőséget. Ezt<br />

az állandót a gyenge sav (lúg) disszociációjára felírt tömeghatás törvény alapján tudjuk<br />

kifejezni.<br />

HA gyenge sav disszociációjára felírható:<br />

HA + H 2 O<br />

H 3 O + + A- illetve<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 32 =<br />

Áttördelte: Morgan


HA H + + A-<br />

[ H+<br />

][ A−]<br />

K d<br />

=<br />

[ HA]<br />

Ha figyelembe vesszük, hogy a teljes savkoncentráció [HA]= c és [H+]=[A-]= cα akkor Kd<br />

2 2<br />

c α cα 2<br />

kifejezése a K d<br />

= = formára módosul<br />

c(1−α)<br />

1−α<br />

Többértékű savak és bázisok<br />

Többértékű savnak/lúgnak azokat az oldatokat nevezzük, amelyek több protont képesek<br />

leadni/felvenni. A legközismertebb kétértékű (más elnevezéssel kétbázisú) sav pl.: a szénsav<br />

(H 2 CO 3 ), a dihidrogén-szulfid (kénhidrogén, H 2 S), a kénsav (H 2 SO 4 ) stb., hárombázisú sav<br />

pl. a foszforsav (H 3 PO 4 ), kétsavú bázis pl. a kalcium-hidroxid (Ca(OH) 2 ).<br />

A többértékű savak/bázisok egyensúlyait az átadott/felvett protonok számának megfelelő<br />

egyenlettel illetve egyensúlyi állandóval írhatjuk le. Vezessük le példaként egy H 2 A kétbázisú<br />

savra felírható egyensúlyi egyenleteket:<br />

H 2 A HA- + H 3 O +<br />

A teljes disszociációra felírva:<br />

HA- + H 2 O A 2- + H 3 O +<br />

K<br />

K<br />

S1<br />

S2<br />

=<br />

=<br />

− +<br />

[ HA ][ H O ]<br />

[ H A]<br />

2<br />

2−<br />

+<br />

[ A ][ H O ]<br />

3<br />

3<br />

[ HA]<br />

− 2 +<br />

[ ] [ ]<br />

H 2 A + 2 H 2 O A 2- + 2H 3 O + A H<br />

3O<br />

K =<br />

[ H A]<br />

KS egyenletét a részlépésekre felírt disszociációs állandók kifejezésével összevetve a<br />

részlépésekre felírható disszociációs állandók és KS között a következő összefüggés<br />

állapítható meg:<br />

Sók hidrolízise<br />

K S =K S1 ⋅K S2<br />

Erős savak és lúgok reakciója során képződött sók vizes oldata semleges kémhatású. Ha a só<br />

valamelyik ionja protolítikus reakcióba lép a vízzel, akkor a só minőségétől függően vagy<br />

savas, vagy lúgos kémhatású lesz az oldat. Ennek az a feltétele, hogy az a molekula, amelyből<br />

az ion származik, a vízzel szemben gyenge savként (bázisként) viselkedjen. Ekkor ugyanis a<br />

gyenge savból származó anion bázisként (vagy savként) protont képes megkötni<br />

(leadni).<br />

hidrolízis: ionok protolítikus reakcióba lépnek a vízmolekulákkal<br />

Vizsgáljuk meg egy NaA összetételű só hidrolízisét: NaA egy gyenge HA sav és az erős<br />

NaOH bázis reakciójakor keletkező só. Disszociációjára felírható a következő egyenlet:<br />

NaA → Na+ + A- (1)<br />

S<br />

2<br />

2<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 33 =<br />

Áttördelte: Morgan


A- + H2O HA + OH- (2)<br />

A (2). egyenlet alapján látható, hogy az oldatunk lúgos kémhatású lesz.<br />

Miután a hidrolízisben a víz nem egyszerűen az oldószer szerepét tölti csak be, figyelembe<br />

kell vennünk a víz disszociációját is, amelyet a víz ionszorzatával adhatunk meg:<br />

+ −<br />

+ K<br />

v<br />

K<br />

v<br />

= [ H<br />

3O<br />

][ OH ] → ebbôl [ H<br />

3O<br />

] = (3)<br />

−<br />

[ OH ]<br />

A (2). egyenletben leírt folyamat során HA gyenge sav keletkezik, amelynek disszociációjára<br />

a (4) egyenlet írható fel<br />

− +<br />

[ A ][ H<br />

3O<br />

K<br />

]<br />

d<br />

= . (4)<br />

[ HA]<br />

A hidrolízis folyamatát leíró (2) egyensúlyi reakcióra a tömeghatás törvénye alapján felírható<br />

a hidrolízis állandó Kh. kifejezése (5):<br />

−<br />

[ HA][ OH ]<br />

−<br />

[ A ]<br />

K h<br />

=<br />

(5)<br />

Az (5). egyenletbe Kv kifejezését behelyettesítve a (6). kifejezéshez jutunk:<br />

[ ]<br />

HA K<br />

K =<br />

(6)<br />

h<br />

v<br />

− +<br />

[ A ][ H O ]<br />

3<br />

Egyensúly esetén a gyenge sav disszociációjából származó [H 3 O + ] megegyezik a víz<br />

disszociációjából származó értékkel, így a (7) egyenlőséghez jutunk:<br />

[ HA]<br />

K<br />

K<br />

d<br />

(7)<br />

v<br />

=<br />

−<br />

[ ] [ OH<br />

−<br />

OH ]<br />

ennek átrendezéséből megkapjuk a Kv , a Kd és a Kh közötti összefüggést (8):<br />

K v<br />

Kh = K (8)<br />

d<br />

A hidrolízis-egyensúly és a HA csekély mértékű disszociációja miatt feltételezhetjük, hogy<br />

[HA]=[OH-] és [A-]= csó . Ezek figyelembevételével a (9) egyenlethez jutunk:<br />

K<br />

K<br />

v<br />

d<br />

=<br />

− 2<br />

[ OH ] - K<br />

v<br />

⇒ [ OH ] = csó<br />

c<br />

só<br />

ahol Kv a vízionszorzat, Kd a gyenge sav disszociációs állandója, c a só bemérési<br />

koncentrációja. A gyenge bázis-erős sav sójának hidrolízisét analóg módon vezethetjük le.<br />

A hidrolízis mértékét a hidrolízisfokkal (δ) adhatjuk meg, amely a disszociációfoknál<br />

2<br />

δ<br />

megismert módon levezethető: K<br />

h<br />

= csó<br />

1 − δ<br />

K<br />

d<br />

(9)<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 34 =<br />

Áttördelte: Morgan


Pufferoldatok<br />

Ha egy gyenge sav ( HA ) vizes oldata a gyenge savból származó, erős bázissal (pl. NaOHdal)<br />

alkotott sót ( pl NaA ) is tartalmaz, (illetve egy gyenge bázis + gyenge bázis erős savval<br />

alkotott sója található az oldatban) rendszerünket pufferoldatnak nevezzük.<br />

A gyenge sav disszociációja : HA + H 2 O H 3 O + + A -<br />

az egyensúlyra felírható tömeghatástört:<br />

innen a H 3 O + +<br />

kifejezve : [ H O ]<br />

K<br />

d<br />

3<br />

=<br />

+ −<br />

[ H O ][ A ]<br />

3<br />

=<br />

[ HA]<br />

K [ HA]<br />

d<br />

−<br />

[ A ]<br />

A NaA összetételű só disszociációjára felírható egyenlet: NaA Na+ + A-<br />

Ha a só disszociációja teljes, akkor [A-] = [NaA] = csó , mert a gyenge sav kismértékű<br />

disszociációjából származó [A-] elhanyagolható (ezt a csekély disszociációt az azonos ionokat<br />

tartalmazó só amúgy is visszaszorítja). Emiatt a disszociálatlan gyenge sav koncentrációjára<br />

felírhatjuk, hogy [HA] = csav, ahol csav a teljes bemért savkoncentráció.<br />

Ha az említett azonosságokat visszahelyettesítjük H 3 O + kifejezésébe, a pufferoldatok pHszámításának<br />

kifejezéséhez jutunk:<br />

+ csav<br />

[ H<br />

3O<br />

] = K<br />

d<br />

csó<br />

Gyenge bázis és erős savval alkotott sójának oldatára analóg módon vezethetjük le a a<br />

pufferoldat pH-számítását. Értelemszerűen ebben az esetben a [OH-] koncentrációt tudjuk<br />

kifejezni.<br />

Mintafeladatok<br />

I.) Mennyi a pH az alábbi oldatokban :<br />

a, c = 4.1 . 10-3 mol/dm 3 sósav<br />

b, 10.0 g/dm 3 perklórsav<br />

c, 2 . 10-3 mol/dm 3 NaOH<br />

d, 0.15 m/m % sósav (s = 1.043 g/cm 3 )<br />

e, 0.48 g/100cm3-os salétromsav<br />

f, 0.25 m/m%-os kénsav (s = 1.150 g/cm 3 )<br />

megoldás:<br />

a, pH = - lg[ H+ ] = - lg [ 4.1 . 10-3 ] = 2.387<br />

b, 10 g/dm 3 HClO4 = 0.099 mol/dm 3 ⇒ pH = 1.002<br />

c, pOH = - lg [ OH- ] = - lg [ 2 . 10-3 ] ⇒ pH = 14 - pOH,<br />

pH = 11.301<br />

d, 100 g = 95.87 cm 3 , ebben van 0.15 g HCl = 4 . 10-3 mól, ez<br />

95.87 cm 3 -ben van ⇒ 0.043 mol/dm 3 , a pH= 1.36<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 35 =<br />

Áttördelte: Morgan


e, 0.48 g/100cm 3 HNO 3<br />

100 cm 3 oldatban 0.48 g sav van, ez 7.62⋅10-3 mól ⇒ 7.62⋅10-3 M<br />

pH= 1.12<br />

f, 100 g = 86.95 cm 3 , ebben 0.25 g kénsav van, ez 2.55⋅10-3 mól, ez 86.95<br />

cm 3 -ben van, tehát 1000 cm 3 -ben 0.0293 mól kénsav van. 1 mól kénsavban<br />

2 mól H+ van, tehát H+ -ra nézve 2⋅2.93⋅10-2 = 5.86⋅10-2 M koncentrációjú<br />

az oldat, ⇒ pH=1.23<br />

II.) 20.50 cm 3 36 tömeg %-os HCl oldatból (s=1.18 g/cm 3 ) higítással 3 dm 3 oldatot<br />

készítünk. Mennyi az így kapott oldat pH-ja <br />

megoldás :<br />

20.50 cm 3 36 m/m %-os HCl oldatban : 20.5 . 1.18 . 0.36 = 8.708 g HCl van. Ennyi lesz 3<br />

dm 3 oldatban is.<br />

8.708 g = 0.238 mól HCl 3 dm 3 oldatban van tehát 0.0793 M ⇒ pH = 1.1<br />

III.) 100 cm 3 0.2 mol/dm 3 HCl oldatnak hány cm 3 100 g/dm 3 koncentrációjú NaOH<br />

oldattal lehet a pH-ját 13.2-re állítani (Reakció során keletkező víz higító hatásától<br />

eltekintünk)<br />

megoldás:<br />

100 g/dm 3 NaOH = 2.5 mol/dm 3<br />

1 mól HCl 1 mól NaOH-al reagál, így 100 cm 3 0.2 mól/dm 3 HCl oldat 0.02 mol oldott anyag<br />

van, ennek közömbösítéséhez ugyanennyi NaOH szükséges.<br />

A 2.5 M-os NaOH-ból a közömbösítéshez x dm 3 szükséges:<br />

2.5 . x = 0.02 x=8 cm 3 elegendő a semlegesítéshez.<br />

pH = 13.2 ⇒ pOH = 0.8 [OH-] = 0.158 mol/dm 3 NaOH. Ebből y cm 3 kell a<br />

13.2 pH beállításához. 2.5 . y = ( 108 + y ) . 0.158 ⇒y = 7.286 cm 3<br />

Összesen 8 + 7.286 = 15.286 cm 3 szükséges<br />

IV.) 0.3 g leválasztott Al(OH) 3 -ot 30 cm 3 1.0 mol/dm 3 konc. sósav oldattal oldatba<br />

viszünk, a kapott oldatot 100 cm 3 -re egészítjük ki. Mennyi lesz az így kapott oldat pH-ja <br />

megoldás:<br />

Al(OH) 3 + 3 HCl = AlCl 3 + 3 H 2 O<br />

30 cm 3 1 M HCl-ban 0.03 mól HCl van. 0.3 g Al(OH) 3 = 3.84 . 10 -3 mól. Ehhez háromszoros<br />

mennyiségű HCl szükséges, vagyis 0.0115 mól HCl.<br />

Feleslegben marad 0.03 - 0.0115 = 0.0185 mól HCl, amely 100 cm 3 térfogatban van, ennek<br />

koncentrációja 0.185 M ⇒ pH= 0.735<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 36 =<br />

Áttördelte: Morgan


V.) Mennyi annak az oldatnak a pH-ja amelyben 0.01 M kénsav és, 0.03 M<br />

koncentrációjú sósav van <br />

megoldás:<br />

HCl-ból [ H + ] = 3 . 10-2<br />

⇒<br />

H 2 SO 4 -ból [ H + ] = 2 . 10-2 M<br />

Σ[ H + ] = 5 . 10 -2 M<br />

pH = 1.301<br />

VI.) Egy gyenge sav 1 M-os oldatából 1 cm 3 -t kivéve 500 cm 3 -re higítjuk. Mennyivel és<br />

milyen irányban változik a pH-ja <br />

megoldás:<br />

Miután higításról van szó, a várható pH kevésbé lesz savas, mint a kiinduló oldaté, vagyis<br />

számértékileg növekvő értéket várunk.<br />

+<br />

+ 2<br />

[ H ] = K<br />

d<br />

⋅ csav<br />

, ebbôl K<br />

d<br />

= [ H ] ⋅ csav<br />

+ 2<br />

+<br />

a kiinduló oldatunkra K<br />

d<br />

= [ H ]<br />

1<br />

⋅1 M, a keletkezô oldatunkra K<br />

d<br />

= [ H ]<br />

−3<br />

+ 2<br />

+<br />

+ 2<br />

+ 2 10<br />

[ ] [ ] [ H ]<br />

1<br />

+<br />

[ ] [ H ]<br />

1<br />

H 1 ⋅1 M = H 2 ⋅ M = 0.002 ⇒ Δ H = =<br />

0.5<br />

+ 2<br />

+<br />

[ H ]<br />

[ H ]<br />

ΔpH<br />

= − lg 0.045 ⇒ ΔpH = 1.35<br />

2<br />

2<br />

2<br />

2<br />

0.045<br />

−3<br />

10<br />

⋅ M<br />

0.5<br />

VII.) Mennyi a disszociációs állandója annak az egyértékű gyenge bázisnak, melynek<br />

0.01 M-os oldatában a pH=10.2<br />

megoldás:<br />

pH = 10.2 ⇒ pOH = 3.8<br />

⇒<br />

−<br />

[ OH ]<br />

= 1.58 ⋅10<br />

−4<br />

−<br />

[ OH ]<br />

=<br />

K<br />

d<br />

⋅ c<br />

bázis<br />

− 2<br />

−8<br />

−6<br />

[ OH ] = 2.5 ⋅10<br />

⇒ K = 2.5 ⋅10<br />

d<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 37 =<br />

Áttördelte: Morgan


VIII.) Mennyi annak az oldatnak a pH-ja, amely HCl-ra is és ecetsavra is 0.1 M<br />

koncentrációjú<br />

megoldás:<br />

Az ecetsav Kd = 1.8 . 10-5 (táblázatból)<br />

HCl → [ H + ] = 10 -1 M<br />

H + = K d<br />

c<br />

CH 3 COOH → [ ]<br />

sav<br />

Σ[ H + ] = 0.1 + 0.0013 = 0.1013 Σ pH = 0.994<br />

[ H + ] = 0.0013 M ,<br />

IX.) Számítsuk ki annak az 5⋅10-3 M kénsavnak a pH-ját, amelyről feltételezzük, hogy a<br />

második disszociációs lépés nem játszódik le teljesen.<br />

megoldás<br />

K d2 =1.2⋅10 -2<br />

H<br />

2<br />

SO4<br />

+ H<br />

2O<br />

HSO +<br />

4<br />

+ H3O<br />

1. disszociációs lépés<br />

HSO 2<br />

4<br />

+ H<br />

2O<br />

SO +<br />

4<br />

+ H3O<br />

2. disszociációs lépés<br />

az 1. disszociációs lépés teljesen lejátszódik, így itt 5⋅10-3 M [H 3 O + ] képződik. Ez lesz a 2.<br />

lépés kezdeti koncentrációja<br />

HSO 2<br />

4<br />

+ H<br />

2O<br />

SO +<br />

4<br />

+ H<br />

3O<br />

kiinduló koncentráció: 5⋅10-3 0 5⋅10-3<br />

reagál x x x<br />

egyensúlyi koncentráció: 5⋅10-3 -x x 5⋅10-3 + x<br />

K<br />

2−<br />

+<br />

[ SO ][ H O ]<br />

x ⋅<br />

−3<br />

( 5 ⋅10<br />

+ x) −2<br />

4 3<br />

d2<br />

=<br />

=<br />

= 1.2 ⋅10<br />

−3<br />

[ H<br />

2SO4<br />

] 5 ⋅10<br />

− x<br />

x 2 + 1.2⋅10 -2 x - 6 . 10 -5 −2<br />

−4<br />

− 1.7 ⋅10<br />

± 2.89 ⋅10<br />

+ 2.4 ⋅10<br />

= 0<br />

x1,2<br />

=<br />

2<br />

x = 7.8⋅10-3 M a 2. disszociációs lépésből származó [H 3 O + ] koncentráció.<br />

Σ [H 3 O + ] = 5⋅10-3 + 3⋅10-3 =8⋅10-3 M pH= 2.09<br />

−4<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 38 =<br />

Áttördelte: Morgan


X.)<br />

Számítsa ki a 0.25 M-os Na-acetát oldat pH-ját és hidrolízisfokát!<br />

megoldás:<br />

A Na-acetát lúgosan hidrolizáló só amelynek pH-ját kétféle módon számíthatjuk:<br />

a, az egyensúlyi koncentrációk segítségével felírjuk a hidrolízisállandó<br />

kifejezését<br />

b, figyelembe veszem, hogy csó<br />

>> c −<br />

OH<br />

illetve csav<br />

, így az a, megoldásban<br />

elírt tömeghatástört nevezőjében a 0.25 - x ≈ 0.25 elhanyagolással élek.<br />

a, megoldási lehetőség<br />

K d = 1.8 . 10-5 (táblázatból)<br />

A Na-acetát lúgosan hidrolizáló só, az egyensúlyi koncentrációk számításához írjuk fel a<br />

folyamatot:<br />

CH 3 COO- + H 2 O CH 3 COOH + OHkiindulási<br />

konc. 0.25 0 0<br />

reagál/keletkezik x x x<br />

egyensúlyi konc. 0.25 - x x x<br />

[ CH 3 COOH ] = [ OH- ] = x, [ CH 3 COO- ] = 0.25 - x<br />

−<br />

[ CH COOH][ OH ]<br />

3<br />

−14<br />

10<br />

1.8⋅10<br />

−<br />

[ CH COO ]<br />

−5<br />

3<br />

2<br />

x<br />

=<br />

0.1 − x<br />

= K<br />

h<br />

figyelembe véve, hogy<br />

K<br />

h<br />

=<br />

K<br />

K<br />

v<br />

d<br />

Az egyenletet megoldva x = 1.18 ⋅ 10-5 M → pOH = 4.93 pH = 9.07<br />

A hidrolízisfok kiszámításához a δ ⋅ csó = x összefüggést használjuk fel, ebből<br />

δ = 4.7 ⋅ 10 -5 .<br />

b, megoldási lehetőség<br />

- K<br />

v<br />

[ OH ] = csó<br />

összefüggés felhasználásával<br />

K<br />

d<br />

-14<br />

- 10<br />

−5<br />

[ OH ] 0.25 = 1.178 ⋅10<br />

M<br />

= pOH = 4.93 pH = 9.07<br />

-5<br />

1.8 ⋅10<br />

Mindkét megoldás azonos eredményre vezetett, ami azt jelenti, hogy a b, megoldásban<br />

alkalmazott elhanyagolásunk jogos volt. A feladatok számításánál célszerű a b, megoldás<br />

gondolatmenetét követni, hiszen ez egyszerűbb számítási módot kínál. Az a, megoldást abban<br />

az esetben alkalmazzuk, ha a hidrolízisfok kiszámítása is szükséges.<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 39 =<br />

Áttördelte: Morgan


XI.)<br />

Számítsa ki a 0.1 M nátrium-karbonát oldat pH-ját<br />

A feladat megoldásánál figyelembe kell vennünk, hogy nem egy egyszerű hidrolizáló só<br />

oldatának a pH-ját kell számolnunk, hanem egy olyan sóét, amely egy kétértékű gyenge<br />

savból származik. Így figyelembe kell vennünk a kétértékű gyenge sav disszociációs lépéseit<br />

is.<br />

megoldás<br />

A szénsav disszociációs állandói: K d1 = 4⋅10 -7 , K d2 = 5.6⋅10 -11 (táblázatból)<br />

A szénsav disszociációs lépései:<br />

H<br />

2<br />

CO3<br />

+ H<br />

2O<br />

HCO +<br />

3<br />

+ H3O<br />

1. disszociációs lépés (K1)<br />

HCO 2<br />

3<br />

+ H<br />

2O<br />

CO +<br />

3<br />

+ H<br />

3O<br />

2. disszociációs lépés (K2)<br />

A hidrolízis lépései:<br />

K<br />

1<br />

=<br />

− +<br />

[ HCO ][ H O ]<br />

3<br />

[ H CO ]<br />

2<br />

3<br />

3<br />

K<br />

2<br />

=<br />

2−<br />

+<br />

[ CO3<br />

][ H<br />

3O<br />

]<br />

−<br />

[ HCO ]<br />

3<br />

2−<br />

CO3 + H<br />

2O<br />

HCO −<br />

3<br />

+ H<br />

2O<br />

− −<br />

HCO 3<br />

+ OH 1. lépés (Kh1)<br />

H CO3<br />

−<br />

2<br />

+ OH 2. lépés (Kh2)<br />

− −<br />

[ HCO3<br />

][ OH ]<br />

−<br />

[ CO ]<br />

K<br />

h1<br />

=<br />

2<br />

3<br />

K<br />

h2<br />

=<br />

−<br />

[ H<br />

2CO3<br />

][ OH ]<br />

−<br />

[ HCO ]<br />

3<br />

Az egyensúlyi állandókat ismerve, keressük meg, milyen matematikai kapcsolat van közöttük:<br />

figyelembe véve, hogy Kv = [H 3 O + ][OH-], s ezt K 2 kifejezésébe behelyettesítjük:<br />

K<br />

K<br />

2<br />

2<br />

=<br />

=<br />

2−<br />

+<br />

[ CO3<br />

][ H3O<br />

]<br />

−<br />

[ HCO ]<br />

⇓<br />

2−<br />

[ CO3<br />

] K<br />

v<br />

− −<br />

[ HCO ][ OH ]<br />

3<br />

3<br />

⇒<br />

K<br />

K<br />

v<br />

2<br />

=<br />

− −<br />

[ HCO3<br />

][ OH ] K<br />

v<br />

⇒ = K<br />

2−<br />

h1<br />

[ CO ] K<br />

3<br />

2<br />

K = kifejezés analóg módon vezethető le.<br />

v<br />

A K<br />

h2<br />

K<br />

1<br />

A megfelelő állandókat behelyettesítve → K h1 = 1.78⋅10-4 , K h2 = 2.5⋅10 -8 értékekhez jutunk.<br />

Miután megállapítottuk a kapcsolatot az egyensúlyi állandók között, vizsgáljuk meg, hogyan<br />

alakulnak az egyensúlyi koncentrációk a hidrolízis során:<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 40 =<br />

Áttördelte: Morgan


1. lépés<br />

2−<br />

CO3 + H<br />

2O<br />

kiindulási konc. 0.1 0 0<br />

reagál/keletkezik x x x<br />

egyensúlyi konc. 0.1 - x x x<br />

− −<br />

HCO 3<br />

+ OH<br />

K<br />

h1<br />

2<br />

x<br />

=<br />

0.1 − x<br />

2. lépés<br />

HCO 3<br />

+ H<br />

2O<br />

kiindulási konc. x 0 x<br />

reagál/keletkezik y y y<br />

−<br />

H<br />

2<br />

CO3<br />

+ OH<br />

y(x + y)<br />

egyensúlyi konc. x-y y x+y<br />

K h2<br />

=<br />

x − y<br />

Miután K h2 > y, így jogosan élhetünk<br />

azzal az egyszerüsítéssel, hogy x + y ≈ x - y ≈ x, és 0.1 - x ≈ 0.1<br />

Az egyensúlyi koncentrációk:<br />

A K h1 és K h2 egyenleteket megoldva x = 4.22 ⋅ 10 -3 M, y = 2.5 10 -8 M<br />

2−<br />

-<br />

-<br />

[ CO ] = 0.1−<br />

x, [ HCO ] = x − y, [ H CO ] y, [ OH ] = x + y<br />

3 3<br />

2 3<br />

=<br />

[OH-] = 4.2⋅10-3 M pOH = 2.4 pH = 11.6<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 41 =<br />

Áttördelte: Morgan


XII.) Egyértékű gyenge bázis 0.01M-os oldatának pH-ja 11.68. Számítsa ki a gyenge bázis<br />

a, disszociációfokát<br />

b, disszociációs állandóját<br />

c, hányszorosára higítsuk, hogy pH-ja 1.5-t változzon<br />

d, változik-e a disszociációfok a higítás hatására<br />

megoldás<br />

Ha a bázis teljesen disszociálna, akkor pH-ja 12 lenne. Miután ennél kisebb a pH érték, a<br />

disszociáció nem tökéletes.<br />

pH=11.68 → pOH = 2.32 → [OH-] = 4.78 . 10-3 M<br />

a,<br />

−3<br />

4.78 ⋅10<br />

α =<br />

0.01<br />

→ α = 0.478<br />

b,<br />

2 2<br />

c α<br />

−3<br />

K<br />

d<br />

= → cα = 4.78 ⋅10<br />

értéket behelyettesítve :<br />

c(1 − α)<br />

K<br />

d<br />

−3<br />

2<br />

(4.78 ⋅10<br />

)<br />

=<br />

0.01- 4.78 ⋅10<br />

−3<br />

→ K<br />

d<br />

= 4.38 ⋅10<br />

c, A higítás során az oldat pH-ja 1.5-et változik, amely jelen esetben (bázisról van szó)<br />

csökkenést jelent. pH=11.68 volt, higítással pH= 10.18-ra csökken → [OH-]= 1.51 . 10 -4 M<br />

Kd értéke konstans, a higítás során sem változik:<br />

−4<br />

2<br />

−3<br />

(1.51⋅10<br />

)<br />

−4<br />

4.38 ⋅ 10 =<br />

→ c = 1.566 ⋅10<br />

M<br />

−4<br />

c − 1.51⋅10<br />

Eredetileg 0.01 M koncentráció 1.566.10-4 M-ra csökkent, tehát a higítás 63.85 ≈ 64-szeres<br />

volt.<br />

d, ha a disszociáció tökéletes lenne, vagyis :<br />

α = 1, ha cb= [OH-]= 1.566.10-4 M<br />

−4<br />

1.51⋅10<br />

α = ha [OH-]= 1.51.10-4 M ⇒ α = → α = 0.<br />

964<br />

−4<br />

1.566 ⋅10<br />

A disszociáció mértéke a higítás hatására jelentős mértékben megnőtt.<br />

−3<br />

XIII.) Milyen arányban kell összekeverni az ecetsavat és a Na-acetátot, ha 1 dm 3 pH=4.9<br />

puffert szeretnék készíteni A rendelkezésre álló sav és só egyaránt 0.5 M koncentrációjú.<br />

megoldás:<br />

Kd = 1.8 . 10-5 (táblázatból)<br />

A készítendő puffer gyenge savból és gyenge sav lúgosan hidrolizáló sójából áll, tehát a<br />

rendszer a savas tartományban működik.<br />

+ csav<br />

[ H<br />

3O<br />

] = K<br />

d<br />

⋅ ahol c nem koncentrációt, hanem anyagmennyiséget jelent!<br />

c<br />

só<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 42 =<br />

Áttördelte: Morgan


pH = 4.9 → [ H 3 O + ] = 1.26 . 10 -5 M, x dm 3 kell a savból és 1 - x dm 3 a sóból<br />

−5<br />

−5<br />

0.5⋅x<br />

1.26 ⋅10<br />

= 1.8 ⋅10<br />

⋅<br />

(1−x)<br />

⋅0.5<br />

x= 0.4 dm 3 (sav mennyisége)<br />

1-x= 0.6 dm 3 (a só mennyisége)<br />

XIV.) Mekkora a pH-ja és a pufferkapacitása annak az 1 dm 3 puffer oldatnak, amely 0.1 M<br />

ecetsavból és 0.1 M Na-acetátból áll.<br />

H O<br />

megoldás:<br />

csav<br />

-5 0.1<br />

-5<br />

= K ⋅ = 1.8⋅10 ⇒ H3O<br />

= 18 . ⋅10<br />

pH = 4.73<br />

c<br />

0.1<br />

+ +<br />

3 d<br />

só<br />

pufferkapacitás : az a H 3 O+ vagy OH- ion mennyiség, amely az adott puffer 1 dm 3 -ének pH<br />

értékét 1 egységgel változtatja meg. Értékét az egységnyi pH-változtatáshoz szükséges 1 M<br />

koncentrációjú HCl vagy NaOH mennyiségében adjuk meg.<br />

pufferkapacitás számítása : ⏐Δ pH⏐ =1.<br />

Ha erős bázist adok a pufferhez (Δ pH = + 1 ), akkor az reagál a savval, és hidrolizáló só<br />

képződik. Emiatt amilyen mértékben csökken a sav mennyisége, ugyanolyan mértékben nő a<br />

sóé:<br />

csav = 0.1 - x<br />

csó = 0.1 + x<br />

Eredetileg a [H 3 O + ] = 1.8 . 10 -5 M volt, ha a pH értéke eggyel nő, akkor [H 3 O + ] =1.8.10 -6 M<br />

lesz.<br />

1.8 ⋅10<br />

−6<br />

= 1.8 ⋅10<br />

V ⋅1<br />

0.082<br />

= →<br />

1+<br />

V<br />

−5<br />

0.1−<br />

x<br />

⋅<br />

0.1+<br />

x<br />

3<br />

V = 0.089 dm<br />

⇒<br />

ebből x=0.082 mol NaOH<br />

Vagyis 89 cm3 1 M NaOH hatására változik az oldat pH-ja egységnyit.<br />

Erős savat adva a rendszerhez a megoldás analóg módon levezethető, ekkor ΔpH = - 1,<br />

csav = 0.1 + x, illetve csó = 0.1 - x kifejezések behelyettesítésével dolgozhatunk.<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 43 =<br />

Áttördelte: Morgan


Gyakorló feladatok<br />

(A kertészmérnök hallgatók tananyagába a 23-30, 32b, 35b, 37, 38, 46, 48 feladat nem tartozik bele)<br />

1. Mekkora a pH-ja :<br />

a) 0.1 M sósavnak<br />

b) 5 . 10-4 M kénsavnak<br />

c) 0.2 g/100 cm 3 salétromsavnak<br />

d) 5 g/dm 3 konc.-jú NaOH oldatnak<br />

e) 0.5 m/m % ( s= 1.010 g/cm 3 ) KOH oldatnak<br />

f) 0.5 m/m % ( s= 0.9810 g/cm 3 ) HCl oldatnak<br />

g) 0.047 m/m% ( s= 1.050 g/cm 3 ) kénsav oldatnak<br />

2. Mennyi a koncentrációja annak a perklórsav oldatnak, amely pH=1.75<br />

3. 250 cm 3 desztillált vízbe 2 g sósavgázt vezetünk. Mekkora lesz az oldat pH-ja <br />

4. Összeöntünk 30 cm 3 0.02 M konc. kénsavat és 20 cm 3 4 g/dm 3 NaOH oldatot.<br />

A keletkezett oldat térfogatát 250 cm 3 -re egészítjük ki. Mennyi a kapott oldat pH-ja <br />

5. Pontosan 1 g tömegű KOH és NaOH tartalmú keveréket vízben oldunk, a térfogatot<br />

kiegészítjük 1.0 dm 3 -re. Az oldat pH-ja ekkor 12.35 lesz. Számítsa ki a keverék<br />

m/m %-os és n/n% -os ( mól % ) összetételét.<br />

6. Összeöntök azonos térfogatú pH=1.0 és pH=2.0 sósav oldatot. Mekkora lesz a keletkező<br />

oldat pH-ja <br />

7. A térfogat-kontrakciótól eltekintve hány cm 3 0.2 M koncentrációjú salétromsavat kell<br />

500 cm 3 desztillált vízhez adni, hogy pH=3 legyen <br />

8. Összeöntünk 200 cm 3 1.75 m/m% -os (s=1.008 g/cm 3 ) HCl-t és 380 cm 3 0.098M NaOH<br />

oldatot. Milyen pH-jú oldathoz jutunk <br />

9. Mennyi a pH abban az oldatban, amely 1 dm 3 5 m/m %-os (s=1.054 g/cm 3 ) NaOH oldat<br />

és 1 dm 3 4 m/m % -os (s=1.020 g/cm 3 ) sósav oldat elegyítésével készül <br />

10. Hány dm 3 pH=2 oldat készíthető 2.5 cm 3 s=1.71 g/cm 3 kénsavból, amelyik<br />

78.49 m/m %-os <br />

11. 2 g NaOH-t 500 cm 3 pH=11.05 KOH-ban oldunk. Mekkora lesz a keletkező oldat pH-ja<br />

s hogyan változik meg a pH, ha 10 cm 3 98 g/100 cm 3 -os perklórsavat adunk hozzá<br />

12. Mennyi a g/dm 3 -ben kifejezett koncentrációja annak az ammónia oldatnak, amelynek<br />

pH=11.1 <br />

13. Hány cm 3 80 m/m%-os s=1.070 g/cm 3 ecetsav oldatot kell 10 dm 3 -re higítani, ha pH=4<br />

oldatot akarunk készíteni <br />

14. A 3 g/100 cm 3 koncentrációjú ecetsav oldat 25 cm 3 -ét 300 cm 3 -re higítva mekkora lesz<br />

a keletkező oldat pH-ja<br />

15. 1 dm 3 pH=2.55 és 4 dm 3 pH=3.16 ecetsav oldatokat elegyítve milyen pH-jú oldathoz<br />

jutunk Mekkora lesz a keletkező elegy koncentrációja g/dm 3 egységben<br />

16. Mennyire változik meg az 500 cm 3 pH=11.9 ammónium-hidroxid pH-ja , ha 1 dm 3<br />

desztillált vízzel elegyítjük<br />

17. Mennyire változik a 0.2 mol/dm3 ecetsav pH-ja, ha ötszörösére higítjuk<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 44 =<br />

Áttördelte: Morgan


18. Mennyi a 15 g/100cm3 fenol oldat pH-ja <br />

19. Két sósav oldat közül I. oldatom 10.0 cm 3 -ét 20.0 cm 3 , a II. oldatom 50.0 cm 3 -t pedig<br />

5.0 cm 3 pH=13 NaOH oldat semlegesíti.<br />

a) Hány cm 3 pH=13 NaOH oldat semlegesíti annak az oldatnak 10.0 cm 3 -ét, amelyet<br />

úgy készítettem, hogy azonos térfogatú I és II oldatot öntöttem össze<br />

b) Mekkora térfogatú I és II oldat 1:1 térfogatarányú elegye szükséges 1.0 dm 3<br />

pH = 2.3 oldat elkészítéséhez <br />

20. Összeöntünk 100 cm 3 0.1 M-os ammónia oldatot és sztöchiometrikus mennyiségben<br />

sósavat. Mekkora lesz a keletkező oldat pH-ja, ha a sósav koncentrációja<br />

a) 0.1 M<br />

b) 0.05 M<br />

c) 0.01 M<br />

21. Hogyan változik a pH, ha 0.01 mol H 3 O + iont juttatunk 500 cm 3<br />

a) desztillált vízbe<br />

b) pH=11 NaOH oldatba,<br />

c) olyan oldatba, amely ammóniára és ammónium-kloridra nézve egyaránt 0.2 M-os.<br />

22. Rendelkezésemre áll 1.00 M-os sósav és 1.0 M-os hangyasav<br />

a) mekkora térfogatú savoldatokból kell kiindulnom, ha mindkét oldatból 500 cm 3<br />

pH=2 oldatot akarok készíteni <br />

b) a pH=2 oldatok 10.0-10.0 cm 3 -hez 10.0 cm 3 pH=13 NaOH oldatot öntök.<br />

Mekkora pH-jú oldatokhoz jutok <br />

c) Hány cm 3 pH=13 NaOH kellene a pH=2 hangyasav 10.0 cm 3 -éhez önteni,<br />

hogy a hangyasav és a NaOH éppen sztöchiometrikus mennyiségben reagáljon<br />

Mekkora lesz az így keletkező oldat pH-ja <br />

23. Számítsa ki a 6⋅10-3 M szénsav pH-ját<br />

24. Számítsa ki a 2.5⋅10-4 M fumársav pH-ját<br />

25. Számítsa ki a 0.01 M-os szénsavoldat pH-ját és a benne oldott szénsavmolekulák<br />

karbonát- és hidrogén-karbonát-ion koncentrációját<br />

26. Hány M-os az a citromsav oldat, amelynek pH-ja 4<br />

27. Egyértékű sav 0.01 M-os oldatának pH-ja 2.03.<br />

a) mekkora a sav disszociáció foka ebben az oldatban <br />

b) hányszorosára kell higítani az oldatot, hogy ΔpH = 1 legyen <br />

28. Mekkora a víz disszociációfoka a pH=1 sósav oldatban<br />

29. Ismeretlen egyértékű gyenge bázis 0.1 M-os oldatát 150-szeres térfogatra higítjuk,ekkor<br />

pH-ja 2 egységgel változik.<br />

a, változik-e eközben a bázis disszociációfoka<br />

b, mekkora volt a kiindulási és a keletkezett oldat pH-ja<br />

c, mekkora a vegyület disszociációs állandója<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 45 =<br />

Áttördelte: Morgan


30. A 0.01 M-os perjódsav (HIO 4 ) oldatban az anion koncentráció 7.6⋅10-3 M.<br />

Hányszorosára kell az oldatot higítani, hogy a disszociáció 90%-os legyen<br />

31. Számítsuk ki a 0.1 M-os nátrium-acetát oldat pH-ját. Mekkora az acetát-ionok<br />

hidrolízisfoka<br />

32. A 0.1 M-os nátrium-cianid oldatban a cianidionok 1.18%-a hidrolizál.<br />

a,Számítsa ki a hidrogén-cianid disszociációs állandóját.<br />

b,Hány %-a hidrolizál a cianidionoknak, ha az oldatot tízszeresére higítjuk<br />

33. A 0.1 M-os nátrium-benzoát oldat pH-ja 8.6. Mekkora a benzoesav disszociációs<br />

állandója Mekkora az oldat pH-ja, ha tízszeresére higítjuk<br />

34. Egyértékű gyenge bázis erős savval alkotott sójának 0.2 molját vízben oldjuk, térfogatát<br />

400 cm 3 -re egészítjük ki. Az így elkészített oldat pH-ja 1.5 -del tér el a tiszta víz pHjától.Mekkora<br />

a gyenge sav disszociációs állandója<br />

35. Összeöntünk 100 cm 3 0.1M-os ammónia oldatot és sztöchiometrikus mennyiségben<br />

I., 0.1 M-os sósavat<br />

II, 0.05 M-os sósavat<br />

III, 0.01 M-os sósavat.<br />

a,Mekkora a keletkező oldatok pH-ja<br />

b, a hidrolízisfok<br />

36. Mekkora annak a gyenge savnak a savállandója, amelyik 0.1 M koncentrációjú vizes<br />

oldatának és 0.1 M-os nátrium sójának ugyanolyan mértékben tér el a pH-ja a<br />

semlegestől<br />

37. Mekkora a 0.5 M-os nátrium-karbonát oldat pH-ja, az egyes ionok és a<br />

szénsavmolekulák koncentrációja<br />

38. Számítsuk ki annak az oldatnak a pH-ját. az ionok és a molekulák egyensúlyi<br />

koncentrációját, amely 0.1-0.1 M koncentrációban tartalmazza a nátrium-hidrogénkarbonátot<br />

és a nátrium-karbonátot<br />

39. Milyen arányban keverjem az 0.2 mólos ammónium-hidroxidot és az 1 mólos<br />

ammónium-kloridot, ha azt szeretném, hogy 1 dm 3<br />

a) pH=9.85<br />

b) pH=8.95 oldatot kapjak<br />

40. 0.5 M HCN oldat pH-ját 2 egységgel kell növelni. Hány g NaCN-t adjak az oldat 1 dm 3 -<br />

hez <br />

41. Pufferem 0.1 M NH 4 OH-ból és 0.2 M NH 4 Cl-ból áll. Ennek 100 cm 3 -hez 20 cm 3 0.1 M<br />

sósavat adok. Hogyan alakul az új oldat pH-ja <br />

42. Mekkora a pufferkapacitása annak az 50 cm 3 puffernek, amelyben 0.1 M ammóniumhidroxid<br />

és 0.3 M ammónium-klorid van<br />

43. Mekkora annak az oldatnak a pH-ja, amely ecetsavra nézve 0.05 M-os, nátrium-acetátra<br />

nézve 0.1 M-os<br />

44. Mekkora annak az oldatnak a pH-ja, amely 100 cm 3 0.05 M ammónia oldatból és 0.3g<br />

ammónium-kloridból készül<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 46 =<br />

Áttördelte: Morgan


45. 1 dm 3 ecetsavat és nátrium-acetátot tartalmazó 4.4 pH-jú oldatot kell készítenünk.<br />

Rendelkezésre áll 100 cm 3 1 M-os ecetsav és vízmentes nátrium-acetát. Mennyi sót<br />

oldjunk fel, ha az összes ecetsavat fel kell használnunk<br />

46. Mekkora annak az oldatnak a pH-ja, amely a nátrium-dihidrogén-foszfátot és a<br />

dinátrium-hidrogén-foszfátot egyaránt 0.1 M-os koncentrációban tartalmazza<br />

47. 100 cm 3 0.1 M-os NaOH és 150 cm 3 0.1 M-os ecetsav összeöntésekor milyen pH-jú<br />

oldat keletkezik<br />

48. Milyen arányban kell a 0.1 M foszforsavat és a 0.1 M NaOH-ot elegyíteni, hogy pH=7<br />

oldathoz jussunk<br />

49. a) Mennyi a pH-ja 80 cm 3 0.125 M ecetsavnak<br />

b) Mennyi lesz az oldat pH-ja, ha adunk hozzá 20 cm 3 0.025 M-os sósavat <br />

c) Mennyi lesz a pH, ha az így kapott oldathoz 100 cm 3 0.055 M-os NaOH-ot adunk<br />

d) Milyen lesz az oldat pH-ja, ha a c, oldathoz 200 cm 3 0.025 M-os NaOH-ot adok <br />

A térfogatok additivak.<br />

50. a) Mennyi a pH-ja 80 cm 3 0.125 M ammónium-hidroxidnak<br />

b) Mennyi lesz az oldat pH-ja , ha adunk hozzá 20 cm 3 0.025 M-os NaOH-ot <br />

c) Mennyi lesz a pH, ha az így kapott oldathoz 100 cm 3 0.055 M-os HCl-at adunk <br />

d) Milyen lesz az oldat pH-ja, ha a c, oldathoz 200 cm 3 0.025 M-os HCl-at adok <br />

A térfogatok additívak.<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 47 =<br />

Áttördelte: Morgan


ANALITIKAI FELADATOK<br />

Általános ismeretek<br />

A mennyiségi analízis térfogatos - titrimetriás - módszereinek általános alapelve: a<br />

meghatározandó komponenst reagáltatjuk egy alkalmasan megválasztott reagens ismert<br />

koncentrációjú oldatával (mérőoldat). A meghatározandó komponens koncentrációja a<br />

reakcióban fokozatosan csökken és a titrálási egyenértékpontban a reagens mennyisége a<br />

reakció sztöchiometriáját figyelembe véve pontosan ekvivalens az oldatban levő komponens<br />

ismeretlen mennyiségével. A meghatározandó komponens mennyiségét a kísérletileg észlelt<br />

végpontig adott mérőoldat térfogatából (fogyás) és a koncentrációból számítjuk ki, a reakció<br />

sztöchiometrikus együtthatóinak segítségével.<br />

A számítás alapösszefüggése: V 1<br />

. c 1 = V 2<br />

. c 2<br />

. f 2<br />

V 1 = minta térfogata<br />

c 1 = minta ismeretlen koncentrációja<br />

V 2 = mérőoldat térfogata<br />

c 2 = mérőoldat koncentrációja<br />

f 2 = mérőoldat faktora<br />

A kifejezés az egyenértékpontban csak akkor igaz, ha a koncentrációk normalitás egységben<br />

vannak kifejezve (lásd később).<br />

A titrimetriás méréseknél alkalmazott reakciókkal szembeni követelmények:<br />

- gyors és pillanatszerű<br />

- sztöchiometrikus<br />

- nagy egyensúlyi állandójú<br />

- végpontjelezhető legyen<br />

A meghatározáshoz felhasznált reakciók lehetnek:<br />

- sav-bázis reakciók ( acidi-alkalimetria )<br />

- komplexképződési ( komplexometria ; kelatometria )<br />

- csapadékképződési ( pl. argentometria )<br />

- redukció-oxidáció ( redoximetria )<br />

A mérőoldatok, a normalitás<br />

A térfogatos analizis mérőoldatai az ún. normál oldatok. 1000 cm 3 oldatban a hatóanyag<br />

egyenértéktömegnyi mennyisége ( vagy ennek tört része ) van feloldva.<br />

A normalitás koncentráció előnye, hogy azonos normalitású oldatok egyenlő térfogataiban<br />

levő anyagmennyiségek azonos típusú reakcióban egymással egyenértékűek.<br />

Az egyenértéktömeg számítása: E = M , ahol<br />

ν<br />

M = molekulatömeg<br />

ν = az a viszonyszám, ami azt fejezi ki, hogy az adott vegyület egy konkrét reakcióban - pl.<br />

sav-bázis - hány mól H 3 O + -dal képes reagálni, vagy egyenértékű.<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 48 =<br />

Áttördelte: Morgan


pl. sav-bázis reakciónál<br />

1 n HCl - 1000 cm 3 oldatban E = M = 36.5 g HCl van<br />

1 n H 2 SO 4 - 1000 cm 3 oldatban E = M/2 = 49 g H 2 SO 4 van<br />

1 n KHCO 3 - 1000 cm 3 oldatban E = M = 100 g KHCO 3 van<br />

1 n H 3 PO 4 - 1000 cm 3 oldatban E = M/3 = 32.6 g H 3 PO 4 van<br />

Redox reakciónál a ν értékét az adja meg, hogy az adott vegyület az adott reakcióban hány<br />

mól elektronnal vesz részt, vagyis mennyit változik az oxidáció foka.<br />

pl. A KMnO 4 erélyesen savas közegben Mn 2+ vegyületet képez, vagyis<br />

ν = 7 - 2 = 5 → E = M/5 = 31.6<br />

ugyanez a KMnO4 közel semleges közegben Mn 4+ vegyületet képez, vagyis<br />

ν = 7 - 4 = 3 → E = M/3 = 52.6<br />

Komplexképződési reakcióknál ν a ligandum : fém molekulaarányát jelenti, amely a<br />

kelatometriában 1:1.<br />

Ha a mérőoldatunkat nem tudjuk beméréssel pontos koncentrációjúra készíteni (mert illékony,<br />

szennyezett, higroszkópos, összetétele nem pontosan ismert stb.) vagy idővel változik az oldat<br />

koncentrációja (pl. bomlik) akkor célszerű a mérőoldatok koncentrációját is pontosan<br />

megmérni és a névleges koncentrációtól való eltérését faktorral ( f ) figyelembe venni.<br />

A faktor kiszámítására több lehetőségünk is van:<br />

a, tömeg illetve koncentráció alapján az<br />

m c<br />

f =<br />

t t<br />

= összefüggést felhasználva<br />

m<br />

e<br />

ce<br />

számolhatunk, ahol mt ( illetve ct ) a tényleges bemért tömeget (koncentrációt), me (illetve<br />

ce) az elméletileg kiszámolt tömeget (koncentrációt) jelenti.<br />

b, térfogatos adatokkal számolva az<br />

V<br />

e<br />

f = összefüggés igaz, ahol Ve az elméletileg<br />

Vt<br />

kiszámolt térfogatot, Vt a ténylegesen mért térfogatot jelenti.<br />

Ha mérőoldatunk faktora 1, akkor ez azt jelenti, hogy mérőoldatunk pontosan olyan<br />

koncentrációjú, amilyet készíteni szerettünk volna. Ha 1-nél nagyobb érték, akkor oldatunk<br />

töményebb, ha 1-nél kisebb érték, akkor hígabb lett a készíteni kívánthoz képest.<br />

Mintafeladatok<br />

I.) Mennyi annak az oldatnak a faktora, amelynek pontos normalitása c =0.1019 <br />

megoldás<br />

c közelítő = a pontos koncentrációval azonos nagyságrendű kerek szám,<br />

jelen esetben 0.1<br />

c pontos = c közelítő<br />

. f f = 0.1019/0.1 f = 1.019<br />

Mérőoldatunk tehát kb. 0.1 n és f= 1.019<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 49 =<br />

Áttördelte: Morgan


II.) 0.0938 g bemért titeranyagra (amelynek egyenértéktömege = 90) a kb. 1 n-os<br />

mérőoldatból 10.11 cm3 fogyott. Számítsa ki a mérőoldat koncentrációját és faktorát.<br />

megoldás<br />

A feladat két módon is megoldható:<br />

a,<br />

1000 cm 3 1 n mérőoldat E = 90 g titeranyaggal egyenértékű kémiailag<br />

Ha mérőoldatunk pontosan 1 n koncentrációjú lenne, akkor 10.11 cm 3 fogyást abban az<br />

esetben tapasztaltunk volna, ha:<br />

1000 cm 3 1 n mérőoldat E= 90 g<br />

10.11 cm 3 1 n "<br />

90⋅10.11<br />

g = 0.91 g faktor alapanyagot mértünk volna be.<br />

1000<br />

Ezt a fogyást azonban nagyobb bemérés : 0.938 g mellett tapasztaltuk, tehát mérőoldatunk<br />

töményebb, mint 1 n:<br />

0.938<br />

f = = 1.031 0.91<br />

b,<br />

Ha mérőoldatunk pontosan 1 n koncentrációjú lenne, akkor:<br />

1000 cm 3 1n mérőoldat E= 90 g anyaggal reagál maradék nélkül<br />

x cm 3 1 n " 0.938 g " " " "<br />

x = 10.42 cm 3 mérőoldatunk fogyott volna.<br />

Ezzel szemben csak 10.11 cm 3 mérőoldat fogyott, vagyis kisebb térfogat tartalmazza<br />

ugyanazt a hatóanyagtartalmat. Ebből következik, hogy mérőoldatunk töményebb mint 1 n,<br />

vagyis f >1.<br />

Ve<br />

10.42<br />

f = = = 1.031<br />

V 10.11<br />

f<br />

III.) Mennyi annak az oldatnak a faktora, amelynek 10.00 cm 3 -ét titrálva a 0.1 n, f =<br />

1.038 mérőoldatunkból 10.12 cm 3 fogyott <br />

megoldás<br />

Titrimetriás meghatározásoknál a mérőoldat és a mérendő anyag koncentrációjának azonos<br />

nagyságrendbe kell esnie, így a mérendő anyagunk is kb. 0.1 n lesz.<br />

10 . 0.1 . f = 10.12 . 1.038 . 0.1<br />

f = 1.050<br />

IV.) 10.05 cm 3 oldatot mértünk be abból a célból, hogy az oldat koncentrációját<br />

meghatározzuk. Tudjuk, hogy az anyagunk egyenértéktömege 60.05. A titrálás során 7.62<br />

cm 3 fogyott a 0.1 n f = 1.028 mérőoldatból. Számítsa ki az oldat koncentrációját g/dm 3<br />

egységben.<br />

megoldás<br />

7.62 . 0.1 . 1.028 = 10.05 . c<br />

c = 0.0779 n<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 50 =<br />

Áttördelte: Morgan


1000 cm 3 1n oldatban E = 60.05 g van<br />

0.0779 n oldatban x<br />

Az oldat koncentrációja : 4.676 g/dm 3<br />

V.) Kísérleti problémák miatt visszatitrálással határozunk meg egy anyagot. 10.15 cm 3<br />

beméréshez 20.08 cm 3 0.1 n f = 1.000 mérőoldat fogyott. A felesleg visszamérésére 6.38 cm 3<br />

0.1 n f = 0.985 mérőoldat fogyott. A mért anyag E= 58.45. Ha a megadott mennyiséget<br />

100.12 cm 3 mérőlombikból pipettáztuk ki, hány g anyag volt a mérőlombikban <br />

megoldás<br />

a visszamérésre fogyott 6.83 . 0.985 = 6.73 cm 3 0.1 n oldat, tehát a meghatározandó anyagra<br />

20.08 - 6.73 = 13.35 cm 3 fogyott.<br />

Ez megfelel 13.35 . 58.45 : 1000 = 0.07803 g-nak,<br />

vagyis a lombikban 0.07803 . 100.12 : 10.15= 0.7697 g anyag volt.<br />

VI.) Az Al-EDTA komplex stabilitási állandójának logaritmusa: lgK=16.13. Mennyi az<br />

alumínium koncentrációja a komplex 0.01 M-os oldatában<br />

megoldás<br />

lgK= 16.2 K= 1.35⋅10 16<br />

−<br />

[ AlY ]<br />

a stabilitási állandó kifejezése:<br />

+ 4−<br />

[ Al ][ Y ]<br />

= 1.35⋅10<br />

3<br />

Miután a disszociáció igen csekély mértékű, [AlY-] = cAl = 10 -2 , és<br />

16<br />

[Al 3+ ] = [Y 4- ]<br />

c<br />

Al<br />

K = ⇒<br />

3+<br />

2<br />

Al<br />

[ ]<br />

3+<br />

c<br />

Al<br />

−10<br />

[ Al ] = = 8.6 ⋅10<br />

M<br />

K<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 51 =<br />

Áttördelte: Morgan


`<br />

VII.) Számítsa ki a Zn-EDTA komplex látszólagos stabilitási állandóját ( K<br />

st<br />

) pH=5<br />

oldatban.<br />

megoldás<br />

A komplex stabilitási állandója 10 17 2−<br />

[ ZnY ] 17<br />

(táblázatból) K<br />

St<br />

= = 10<br />

2+<br />

4−<br />

[ Zn ][ Y ]<br />

` K<br />

St<br />

+<br />

+ 2<br />

+ 3<br />

+<br />

K =<br />

α = 1+ β [ H ] + β [ H ] + β [ H ] + β [ H ] 4<br />

St<br />

Y(H)<br />

α<br />

Y( H)<br />

K 1 = β 1 = 2.2⋅10 10 K 2 = 1.7⋅10 6 K3 = 5.6⋅10 2 K4 = 1.2⋅10 2 (táblázatból)<br />

1<br />

2<br />

3<br />

4<br />

K 1 ⋅K 2 = β 2 , K 1 ⋅K 2 ⋅K 3 = β 3 K 1 ⋅K 2 ⋅K 3 ⋅K 4 = β 4<br />

10 −5<br />

16 −5<br />

2<br />

19 −5<br />

3<br />

21 −5<br />

4<br />

α = 1+<br />

2.2 ⋅10<br />

10 + 3.7 ⋅10<br />

(10 ) + 2.1⋅10<br />

(10 ) + 2.5⋅10<br />

(10<br />

α<br />

K<br />

Y ( H)<br />

)<br />

Y(H)<br />

`<br />

St<br />

= 3.9 ⋅10<br />

17<br />

10<br />

=<br />

3.9 ⋅10<br />

⇓<br />

6<br />

6<br />

⇒<br />

lgα<br />

= 2.5 ⋅10<br />

= 6.6<br />

`<br />

10<br />

`<br />

K<br />

St<br />

= 2.5 ⋅10<br />

vagy lg K<br />

St<br />

= 10.4<br />

10<br />

Y(H)<br />

Gyakorló feladatok<br />

A feladatok témakörök szerint vannak csoportosítva<br />

(A kertészmérnök hallgatóknak az 1-11, 15-17 feladat megoldása szükséges)<br />

1. Mérőoldatunk faktorát 1.072-nek találtuk. A mérőoldat 500 cm 3 -éhez hány cm cm 3<br />

vizet adjunk,hogy a faktora 1.000 legyen<br />

2. Mennyi a 0.1 N KMnO4 mérőoldat faktora, ha 0.0700 g Na-oxalátra 11.03 cm cm 3<br />

fogy belőle M(Na-ox)= 134<br />

3. 4.35 g kénsav oldatot 248 cm cm 3 -re higítunk. Ebből 25.0 cm cm 3 -t titrálok, amelyre<br />

9.1 cm cm 3 1N, f=0.945 NaOH fogy. Hány m/m % -os a kénsav oldat <br />

4. 5.49 g tömény NaOH oldatot 256 cm cm 3 -re higítok. Kiveszek belőle 25.0 cm cm 3 -t,<br />

és 0.1 N HCl-val titrálom. 13.4 cm3 fogyást mértem. A mérőoldat f=1.061.<br />

Hány m/m %-os a NaOH <br />

5. 15.0 cm cm 3 NaOH-ra 12.1 cm 3 0.1 N f=1.105 kénsav fogy. Hány g/100cm 3 -os a<br />

NaOH <br />

6. 35.0 cm 3 HCl-ra 12.15 cm 3 0.15 N f=1.003 NaOH fogy.Hány g/100cm 3 -os a HCl<br />

7. 10.0 cm 3 5.5 m/m%-os (s=1.039 g/cm 3 ) kénsavat 100.0 cm 3 -re higítok. Milyen<br />

koncentrációjú (mol/dm 3 ) az a NaOH oldat, amellyel a kénsav 20.0 cm 3 -ét titrálva<br />

23.3 cm 3 fogy<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 52 =<br />

Áttördelte: Morgan


8. 10.05 cm 3 ecetsavat mértem be. Titrálására 7.62 cm 3 0.1 N , f= 1.028 mérőoldat<br />

fogyott. Mennyi g/100cm 3 -os az ecetsav <br />

9. Szilárd anyagból 1.2345 g-t oldunk fel egy 100.12 cm 3 -es mérőlombikban, jelig<br />

töltjük, majd 19.95 cm 3 -t pipettázunk ki belőle. Mérhető komponensének<br />

egyenértéktömege E=63.54. A titrálásra 8.48 cm 3 f=0.986 , 0.1 N mérőoldat fogyott.<br />

Hány %-ot tartalmazott a bemért anyag a mérhető komponensből<br />

10. Hány g/100cm 3 nátrium-kloridot tartalmaz az az oldat, amelynek 20.0 cm 3 -re<br />

8.73cm 3 0.1 n ezüst-nitrát mérőoldat fogy a Mohr féle titrálásnál<br />

11. 5 g kálium-nitrát mintának szeretnénk a kálium-klorid szennyeződését meghatározni<br />

Mohr módszerével. A mintára 1.18 cm 3 0.1 n ezüst-nitrát oldat fogyott. Fejezze ki a<br />

kálium-nitrát m/m%-os szennyezettségét.<br />

12. 10.08 cm 3 kálium-bromid oldathoz 20.04 cm 3 0.1 n ezüst-nitrát oldatot adtunk.<br />

A feleslegben levő ezüst ionok visszamérését Volhard-féle titrálással 8.65 cm 3 0.1 n<br />

f=0.988 ammónium-rodanid mérőoldattal végeztük. Számítsa ki a kálium-bromid<br />

koncentrációját g/100cm 3 -ban.<br />

13. 50 cm 3 végtérfogatban 0.1 M koncentráció tartományban kloridot titrálunk ezüstnitrát<br />

mérőoldattal, Mohr szerint. Indikátorként 1 cm 3 5%-os kálium-kromát oldatot<br />

használunk. Helyesen jelez-e az indikátor<br />

14. Titrálható-e 0.01 M kálium-jodid 0.1% pontossággal ezüst-nitráttal 0.01 M káliumbromid<br />

mellett szelektíven<br />

15. Kb. 0.05 M-os K III. mérőoldatot 0.05 M-os, f =1.000 Zn 2+ oldatra faktorozunk.<br />

20.0 cm 3 Zn 2+ oldatra a mérőoldatból 18.9 cm 3 fogy. Mekkora a mérőoldat faktora<br />

16. Mekkora a faktora annak a közel 0.05 M-os K III oldatnak, amelyből 9.8 cm 3 fogy<br />

10.0 cm 3 , 0.05 M-os, f=1.000 Mg 2+ oldatra<br />

17. 100 cm 3 csapvizet pH=10-es oldatban 0.01 M-os EDTA mérőoldattal titrálok<br />

eriokrómfekete-T indikátor mellett. 8.62 cm 3 mérőoldat fogyott. Számítsa ki a<br />

csapvíz keménységét német keménységi fokban.<br />

(1 nk° az a víz, amelynek 100 cm 3 -e 1 mg CaO-dal egyenértékű Ca- és/vagy Mg- sót<br />

tartalmaz)<br />

18. Hány g rézion van a Cu-EDTA komplex 0.1 M-os oldatának 100 cm 3 -es részletében<br />

19. Számítsa ki a Zn-EDTA komplex Ks` látszólagos stabilitási állandóját pH=4<br />

oldatban.<br />

20. Mekkora a Zn-EDTA komplex látszólagos stabilitási állandója pH=7 oldatban<br />

21. Fe(II) oldat 15.0 cm3-re 12.8 cm 3 fogy olyan KMnO4 oldatból, melynek 10.0 cm 3 -re<br />

10.20 cm 3 0.01 N f= 1.100 oxálsav oldattal egyenértékű. Mennyi az oldat Fe(II)<br />

tartalma mg/dm 3 -ben <br />

22. 2.5 g H 2 O 2 oldatot 50 cm 3 -re higítunk. Ennek 10.0 cm 3 -re 10.0 cm 3 0.1 N, f=0.925<br />

KMnO4 fogy. Mennyi volt az m/m%-os koncentrációja az eredetileg bemért<br />

H 2 O 2 -nak<br />

23. Hány g kristályos Fe(II)-szulfátot (7 mol vízzel kristályosodik) mértem be annak az<br />

oldatnak az elkészítéséhez, amelynek titrálásához 45.0 cm 3 0.1 N f=1.000 KMnO4<br />

fogyott.<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 53 =<br />

Áttördelte: Morgan


24. Hány g kén-dioxidra van szükség 300 cm 3 0.2 N KMnO4 elszíntelenítéséhez, a<br />

következő egyenlet szerint (rendezze az egyenletet)<br />

SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3<br />

KMnO 4 + H 2 SO 3 = K 2 SO 4 + H 2 O + MnSO 4 + H 2 SO 4<br />

25. Hidrogén-peroxid savas közegben KMnO4 -tal a következő egyenlet szerint reagál :<br />

KMnO 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O + O 2<br />

(rendezze az egyenletet)<br />

Hány mg H 2 O 2 volt abban az oldatban, amelynek titrálására 12.24 cm 3 0.1 M-os<br />

f=1.000 KMnO4 fogyott <br />

26. Oxálsav oldat titrálására 8.56 cm 3 0.1 N , f= 1.018 NaOH oldat fogy. Hány cm 3 0.1N<br />

KMnO4 (f= 0.985) fogy ugyanerre <br />

27. 0.2133 g vas tartalmú ércet mérünk be. KMnO4-al mérjük az oldat vas tartalmát.<br />

Mérőoldatunkból, amely 0.1 N (f=1.117), 8.6 cm 3 fogyott.<br />

Hány % vasat tartalmazott az érc <br />

28. Hány mólos az a KMnO4 oldat, amelyből 14.48 cm 3 szükséges 0.098 g nátriumoxalát<br />

titrálásához<br />

29. Egy réztartalmú ötvözet réztartalmát határozzuk meg: 10 g ötvözetet kénsavban<br />

feloldunk, majd az oldatot 25 cm 3 -re egésztjük ki. Ennek az oldatnak 10 cm 3 -hez<br />

feleslegben kálium-jodidot adunk, a kivált jódot nátrium-tioszulfáttal titráljuk meg.<br />

Milyen koncentrációjú mérőoldatot válasszunk, ha azt akarjuk, hogy a fogyás<br />

számértéke megegyezzen az ötvözet m/m%-ban kifejezett réztartalmával<br />

30. Egy kromit nevű ásvány (FeO.Cr 2 O 3 ) 12 g-ját Na 2 O 2 -dal megömlesztjük így összes<br />

króm tartalmát Cr(VI) formává alakítjuk. Az oldatot megsavanyítjuk, majd 50 cm 3<br />

0.32 M-os Fe(II)-oldatot adunk hozzá. A reakció után feleslegben visszamaradt<br />

Fe(II) oxidációjára 3.14 cm 3 0.016 M-os kálium-bikromát oldat fogyott. Adja meg az<br />

ásvány Cr 2 O 3 tartalmát m/m%-ban!<br />

31. Egy tallium(I) tartalmú oldat 20.0 cm 3 -éből kálium-bikromáttal lecsapatjuk a<br />

tallium(I) ionokat. A kiszűrt, mosott csapadékot híg kénsavban feloldjuk, a bikromát<br />

ionokat 0.15 M-os Mohr-só (vas(II)-ammónium-szulfát) oldattal titráljuk. 20.95 cm 3<br />

fogyást mértünk. Mekkora a minta tallium(I) koncentrációja mg/cm 3 -ben<br />

32. 30 cm 3 hypot 300 cm 3 -re higítottunk. Ennek 60 cm 3 -es részletéhez jodidot adtunk és<br />

a kivált jódot 0.0813 M-os nátrium-tioszulfáttal megtitráltuk, 55.32 cm 3 fogyást<br />

tapasztaltunk. Számítsa ki a hypo NaClO tartalmát g/dm 3 -ben.<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 54 =<br />

Áttördelte: Morgan


33. Winkler féle oxigén-meghatározást végzünk, amelynek lényege a következő:<br />

lúgos közegben a vízben kötött oxigén a Mn(II) ionokat Mn(III)-ionokká oxidálja.<br />

Az oldatot megsavanyítva, és kálium-jodidot adva hozzá a Mn(III) oxidálja a<br />

jodidionokat, amely így nátrium-tioszulfáttal mérhető.<br />

100 cm 3 vízmintához 1-1 cm 3 koncentrált Mn(II)-NaOH és NaI oldatot adunk, majd<br />

kb. 5 percig rázzuk a zárt edényt. Ezt követően a mintához 5 cm 3 20 m/m%-os<br />

kénsavoldatot adunk. Az így kapott oldatból 16.0 cm 3 -t kivéve a kivált jódot 0.006<br />

M-os Na-tioszulfát mérőoldattal megtitráljuk. 10.8 cm 3 fogyást mértünk. Mekkora a<br />

víz oxigéntartalma (mg/cm 3 )<br />

34. 3.2 g bárium(II) iont tartalmazó mintából a bárium(II) tartalmat 50.0 cm 3 0.021 M-os<br />

KIO 3 oldattal lecsapjuk. A csapadék mosása után a szűrlethez feleslegben KI-ot<br />

adunk, a kivált jódot Na-tioszulfáttal titráljuk. A 0.04 M-os mérőoldatból 7.5 cm 3<br />

fogy. Számítsa ki, hány m/m%-os a minta BaO-ra nézve.<br />

35. 20 cm 3 KHC2O4 oldatot 0.124 mólos KOH oldattal titrálunk fenolftalein indikátor<br />

jelenlétében. Az ekvivalenciapont 30.2 cm 3 fogyásnál van. Egy másik részletet<br />

kénsavval megsavanyítunk és KMnO4-tal titráljuk. A fogyás 20.1 cm 3 .Mennyi a<br />

KMnO4 koncentrációja<br />

36. Mekkora a moláris koncentrációja annak a KMnO4 oldatnak, amelynek 22 cm 3 -e<br />

oxidálja az a kálium-hidrogén-oxalát mennyiséget, amit 10.0 cm 3 0.5 M-os NaOH<br />

oldat semlegesít<br />

37. 11.2 g hidrogén-peroxid oldatot 500 cm 3 -re töltöttünk fel. 50 cm 3 -es részletét<br />

0.013 mólos KMnO4 oldattal titráltuk savas közegben. A fogyás 30.8 cm 3 . Hány<br />

m/m%-os volt a minta hidrogén-peroxidra nézve<br />

38. Egy tioszulfát törzsoldat koncentrációjának meghatározásához 1.05 g 98.7 %-os<br />

tisztaságú KIO 3 -ot mértünk be és higítottuk 500 cm 3 -re. A törzsoldat 50 cm 3 -es<br />

részletét megsavanyítottuk és KI-ot adtunk hozzá feleslegben. A tioszulfát fogyása<br />

28.31 cm 3 volt. Mekkora a törzsoldat koncentrációja<br />

39. Hány cm 3 0.023 M KMnO4 oldat szükséges 2.1 g 75%-os tisztaságú Mohr só<br />

[vas(II)-ammónium-szulfát] vastartalmának meghatározásához<br />

40. 0.4130 g kálium-bikromátot feloldottunk savban, majd feleslegben KI-ot adtunk<br />

hozzá. A kivált jódra 51.3 cm 3 tioszulfát mérőoldat fogyott. Mekkora a tioszulfát<br />

oldat koncentrációja<br />

41. 25 cm 3 KH(IO 3 ) 2 oldathoz feleslegben KI-ot adtunk. A felszabaduló jód titrálására<br />

41.4 cm 3 tioszulfát szükséges. Ugyanezen oldat 15 cm 3 -vel 12 cm 3 0.05 M-os NaOH<br />

oldat egyenértékű. Mekkora a tioszulfát mérőoldat koncentrációja<br />

42. Természetes ásványok arzén(III) tartalmát szeretnénk meghatározni. Az ásvány 0.25<br />

g-ját feloldjuk, majd az arzén(III) tartalmát 38.5 cm 3 0.021 M-os jódoldattal<br />

feloxidáljuk. Hány %-ban (m/m%) tartalmazta az ásvány az As 2 O 3 -ot<br />

43. Kálium-klorát koncentrációját határozzuk meg. A mintát vas(II) oldattal reagáltatjuk,<br />

majd a vas(II) felesleget visszatitráljuk. Hány m/m%-ban tartalmazza a minta a<br />

kálium-klorátot, ha 0.12 g mintát 50 cm 3 0.1 M-os vas(II) oldattal reagáltatva, a<br />

fennmaradó vasfeleslegre 13.1 cm 3 0.076 M-os cerium(IV) oldat fogyott<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 55 =<br />

Áttördelte: Morgan


44. Egy kalcium tartalmú kőzet 0.2150 g-os részletét híg sósavban feloldjuk, majd<br />

ammónium-oxalátot adunk az oldathoz, s a pH-t úgy állítjuk be, hogy a csapadék<br />

leválása kvantitatív legyen. A csapadékot szűrés, mosás után híg kénsavban feloldjuk<br />

és 0.025 M-os KMnO4 oldattal megtitráljuk. Hány m/m% kalciumot tartalmazott a<br />

kőzet, ha a mérőoldatból 29.8 cm 3 fogyott<br />

45. Egy kén-dioxid tartalmú gázelegyet (p=1 bar, t=20°C) 100 cm 3 0.1 M-os jódoldaton<br />

vezetjük keresztül. A maradék jódot 0.1 M-os tioszulfát oldattal megtitrálva, 44 cm 3<br />

fogyást mértünk. Mekkora a kén-dioxid parciális térfogata a gázelegyben<br />

Titrálási görbe pontjainak számítása<br />

A titrálási görbe pontjainak számításainál a titrálás során fellépő higulást nem vettük<br />

figyelembe. Igy a kapott koncentráció értékek nem felelnek meg a ténylegesen kialakuló<br />

koncentráció viszonyoknak, csak azok tendenciáját tükrözik.<br />

Erős sav titrálása erős bázissal<br />

100 cm3 0.1 N HCl-t titrálok 0.1 N NaOH-val<br />

0 %-os titráltságnál [H+] = 0.1 → pH= 1<br />

90 %-os " 10 % HCl nincs még megtitrálva, ez 0.1.0.1 =0.01 →pH=2<br />

99 %-os " 1 % HCl nincs megtitrálva, ez a 0.1. 10-2 = 10-3 →pH=3<br />

99.9 %-os " 0.1 % HCl nincs megtitrálva, ez a 0.1. 10-3= 10-4 →pH=4<br />

100 %-os " erős sav és erős bázis reakciójakor tökéletesen disszociáló só keletkezik és<br />

víz<br />

→pH= 7<br />

100.1 %-os " 0.1 % NaOH felesleg van, ez 0.1 . 10-3 = 10-4, pOH=4<br />

pH= 14 → pOH = 10<br />

101 %-os " 1%-os NaOH felesleg van, ez 0.1 . 10-2 = 10-3, pOH= 3<br />

pH= 14 → pOH = 11<br />

110 %-os " 10 %-os NaOH felesleg, ez 0.1 . 0.1 = 0.01 , pOH=2<br />

pH= 14 → pOH = 12<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 56 =<br />

Áttördelte: Morgan


Gyenge sav titrálása erős bázissal<br />

0.1 N ecetsavat titrálok 0.1 N NaOH-dal, Kd = 1.8 . 10-5<br />

+<br />

−5<br />

0 %-os titráltságnál [ H ] = K c = 1.8 ⋅10<br />

⋅ 0. 1<br />

d sav<br />

pH = 2.87<br />

10 %-os " 0.1 N ecetsav 90 %-a = 0.09 marad és a 0.1 N NaOH 10%-ából<br />

(0.01 n) Na-acetát keletkezik. Puffer jön létre.<br />

+ csav<br />

[ H ] = K<br />

sav<br />

⋅<br />

c<br />

só<br />

+<br />

−5<br />

0.09<br />

[ H ] = 1.8 ⋅10<br />

⋅ → pH = 3.8<br />

0.01<br />

50 % " csav = 0.1 . 0.5 = 0.05 , csó = 0.1 . 0.5 = 0.05 puffer pH = 4.74<br />

90 % " csav = 0.1 . 0.1 = 0.01, csó = 0.1 . 0.9 = 0.09 puffer pH = 5.7<br />

99 % " csav = 0.1 . 0.01 = 10-3, csó = 0.1 . 0.99 = 0.099 puffer pH = 6.74<br />

100 % " ecetsav teljes egészében Na-acetát formájában van jelen, hidrolizáló só pHjának<br />

számítása csó = 0.1<br />

− K<br />

v<br />

[ OH ] = ⋅ csó<br />

K<br />

d<br />

→ pOH = 5.12 pH = 8.87<br />

101 % " 0.1 N NaOH 1 % feleslegben van, clúg = 0.001→ pOH=3, pH = 11<br />

100 % után a feleslegbe kerülő erős sav pH-ja a domináns, a hidrolizáló só pH-ja<br />

elhanyagolható.<br />

Csapadékos titrálási görbe<br />

0.1 N KCl-ot titrálok 0.1 N AgNO3-tal, L = 1.6 . 10-10.<br />

pCl -t ábrázolom a titráltsági % függvényében<br />

0 % pCl = 1<br />

90 % a Cl- -nak 10 %-a szabad még, [Cl-] = 0.01 , pCl= 2<br />

99 % Cl- -nak 1 %-a szabad még, [Cl-] = 10-3, pCl= 3<br />

100 % a Cl- teljes egészében csapadékként van jelen, [Cl-]= [Ag+] = L pCl = 4.9<br />

Cl − L<br />

= Ag<br />

pCl = 6.8<br />

101 % 1 % [Ag+] felesleg van, saját ion hatás érvényesül, [ ]<br />

+<br />

[ ]<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 57 =<br />

Áttördelte: Morgan


Komplexometriás titrálási görbe<br />

0.1 M Ca2+ -t titrálok 0.1 M-os EDTA -val (megfelelő pH-n), Kstab. = 1011<br />

pCa -t ábrázolom a titráltsági % függvényében<br />

0 % [Ca2+] = 10-1, pCa = 1<br />

90 % [Ca2+] = 10-2, pCa = 2<br />

99 % [Ca2+] = 10-3, pCa = 3<br />

100 % [Ca2+] a komplex stabilitási állandójából számítható.<br />

stab.<br />

[ komplex]<br />

2+<br />

[ Ca ][ EDTA]<br />

2+<br />

2+<br />

2<br />

[ ] [ ] [ ]<br />

[ komplex]<br />

Ca = EDTA ⇒ Ca<br />

K =<br />

⇒<br />

=<br />

[ Ca2+ ] = 10-6 , pCa = 6<br />

101 % az EDTA 1 % feleslegben van, a Kstab-ra felírt kifejezésben<br />

[EDTA] = 0.1. 0.01 , → [ Ca2+ ]=10-8 , pCa = 8<br />

K<br />

stab<br />

Redox titrálási görbe<br />

0.1 N Fe(II) -t titrálunk 0.1 N Ce(IV) oldattal, Eo(Fe)= 0.77 V, Eo(Ce)= 1.44 V<br />

100 % titráltságig a potenciált a vas határozza meg. A Nernst-Peters egyenlet ekkor a<br />

következő formára írható:<br />

3+<br />

0.059 [ ox]<br />

0.059 [ Fe ]<br />

E = E0<br />

+ lg = 0.77 + lg<br />

2+<br />

z red 1 Fe<br />

[ ]<br />

[ ]<br />

50 %-nál [Fe3+] /[Fe2+]= 0.05 / 0.05 E = 0.77 V<br />

90 % [Fe3+] /[Fe2+]= 0.09 / 0.01 E = 0.83 V<br />

99 % [Fe3+] /[Fe2+] = 0.099 / 0.001 E = 0.89 V<br />

(n<br />

1<br />

⋅E<br />

01<br />

+ n<br />

2E<br />

02<br />

)<br />

100 % E =<br />

= 1.11V<br />

n1<br />

+ n<br />

2<br />

100 % felett már a Ce-rendszer a döntő<br />

[ ox]<br />

[ red]<br />

4+<br />

[ Ce ]<br />

+<br />

[ Ce ]<br />

0.059<br />

0.059<br />

E = E0<br />

+ lg = 1.44 + lg<br />

3<br />

z<br />

1<br />

101 % -nál [Ce4+] /[Ce3+] = 0.001 / 0.1 E = 1.32 V<br />

A titrálási görbék jobb megértéséhez ajánljuk a kapott görbék különböző paraméterek mellett<br />

elvégzett vizsgálatát, deriválását, stb.<br />

Célszerű a számításokat egy-két nagyságrenddel kisebb értékek mellett is elvégezni.<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 58 =<br />

Áttördelte: Morgan


OXIDÁCIÓ FOK<br />

Az oxidáció fok megadja, hogy a kérdéses atom egy adott vegyületben hány elektront vett fel<br />

(redukció) vagy adott le (oxidáció).<br />

Néhány alapvető érték, amelyek ismerete nélkül az egyenletek nem oldhatók meg:<br />

Fluor -1<br />

Oxigén -2 ( kivéve a peroxo kötést, ahol -1 )<br />

Hidrogén +1 ( kivéve a sószerű hidrideket, ahol -1 )<br />

Alkáli fémek +1<br />

Alkáli földfémek +2<br />

Al +3<br />

Elemi állapotú elemek ox. foka = 0.<br />

Semleges molekulában az alkotók ox. fokának algebrai összege = 0, ionoknál a töltéssel<br />

egyenlő.<br />

Mintafeladatok<br />

Egészítse ki a következő egyenletet:<br />

KMnO4 + NaNO2 + H2SO4 = K2SO4 + MnSO4 + NaNO3 + H2O<br />

melyik komponens oxidációfoka változik <br />

Mn +7 → +2 a változás = 5 ( redukció )<br />

N +3 → +5 " = 2 ( oxidáció )<br />

A Mn annyi elektront fog felvenni, ahányat a N lead. Vagyis a legkisebb közös többszöröst<br />

keressük. Igy az egyenlet helyes megoldása:<br />

2 KMnO4 + 5 NaNO2 + 3 H2SO4 = K2SO4 + 2 MnSO4 + 5 NaNO3 + 3 H2O<br />

Gyakorló feladatok<br />

Mennyi a nitrogén oxidációfoka a következő vegyületekben:<br />

NH3, NaNH2, N2O3, NaNO3, HNO3, N2O5, NO2, Sr(NO3)2<br />

Határozza meg a fém komponens oxidációfokát a következő vegyületekben:<br />

[ Fe(CN)6 ], [ Cu(NH3)4 ], [ Cr(SCN)4(NH3)2 ]Cl<br />

Egészítse ki az egyenleteket az együtthatókkal:<br />

1.) I2 + Cl2 + H 2 O = HIO3 + HCl<br />

2.) I2 + SO2 + H 2 O = HI + H2SO4<br />

3.) HIO3 + HI = I2 + H2O<br />

4.) MnSO4 + (NH4)2S2O8 + H2O = HMnO4 + H2SO4 + (NH4)2SO4<br />

5.) Na2S2O3 + Cl2 + H2O = Na2SO4 + HCl + H2SO4<br />

6.) H2C2O4 + MnO2 + H2SO4 = CO2 + MnSO4 + H2O<br />

7.) AgNO3 + AsH3 + H2O = Ag + H3AsO4 + HNO3<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 59 =<br />

Áttördelte: Morgan


8.) NaIO3 + NaHSO3 + Na2CO3 = I2 + Na2SO4 + H2O + CO2<br />

9.) Na3CrO3 + H2O2 = Na2CrO4 + H2O + NaOH<br />

10.) Cu + H2SO4 = CuSO4 + SO2 + H2O<br />

11.) Cu + HNO3(cc) = Cu(NO3)2 + NO2 + H2O<br />

12.) Cu +HNO3(híg) = Cu(NO3)2 + NO + H2O<br />

13.) MnO2 + HCl = MnCl2 + Cl2 + H2O<br />

14.) Fe + HNO3 = Fe(NO3)3 + NO + H2O<br />

15.) Cu2S + HNO3 = Cu(NO3)2 + NO + S + H2O<br />

16.) KClO3 + H2SO4 = K2SO4 + KClO4 + ClO2 + H2O<br />

17.) KMnO4 + C6H12O6 + H2SO4 = K2SO4 + MnSO4 + CO2 + H2O<br />

18.) As2S3 + NH4OH + H2O2 = (NH4)3AsO4 + (NH4)2SO4 + H2O<br />

19.) CuCrO4 + KI + H2SO4 = CuI + I2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O<br />

20.) Sn + HNO3 = Sn(NO3)2 + NO2 + H2O<br />

21.) SnO2 + S + Na2CO3 = Na2SnS3 + CO2 + SO2<br />

22.) As2S3 + HNO3 + H2O = H3AsO4 + S + NO<br />

23.) As 2 S 3 + HNO 3 (cc) = H 3 AsO 4 + H 2 SO 4 + H 2 O + NO 2<br />

24.) + HNO (cc) = Hg(NO ) + NO H O<br />

Hg<br />

3 3 2 2<br />

+<br />

2<br />

25.) Hg + HNO<br />

3<br />

= Hg(NO3<br />

)<br />

2<br />

+ NO + H<br />

2O<br />

26.) KMnO<br />

4<br />

+ HI = KOH + MnO<br />

2<br />

+ H<br />

2O<br />

+ I<br />

2<br />

27.) KMnO<br />

4<br />

+ HI + H<br />

2SO<br />

4<br />

= K<br />

2SO<br />

4<br />

+ MnSO<br />

4<br />

+ H<br />

2O<br />

+ I<br />

2<br />

28.) Cr<br />

2O3<br />

+ Na<br />

2CO3<br />

+ NaNO3<br />

= Na<br />

2CrO4<br />

+ NaNO2<br />

+ CO<br />

2<br />

K<br />

2CrO<br />

+ HCl = KCl + CrCl + H O + Cl<br />

29.) 7<br />

3 2 2<br />

30.) Cr2O7 2- + S2- + H+ = Cr3+ + S + H2O<br />

31.) − −<br />

− +<br />

2<br />

NO + Zn + OH + H O = NO [ Zn( OH)<br />

] −<br />

3 2<br />

2<br />

4<br />

32.) AsO3 3- + Sn2+ + Cl- = As + [ SnCl6 ]3- + H2O<br />

33.) MnO 4<br />

- + Cl- + H+ = Mn2+ + Cl2 + H2O<br />

34.) CrO4 2- + SO3 2- + H+ = Cr3+ + SO4 2- + H2O<br />

35.) Cr2O7 2- + N2H5 + + H+ = Cr3+ + N2 + H2O<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 60 =<br />

Áttördelte: Morgan


36.)<br />

−<br />

−<br />

IO<br />

3<br />

+ H<br />

2S<br />

= I + S + H<br />

2O<br />

37.)<br />

− 2+<br />

−<br />

MnO<br />

4<br />

+ Mn + OH = MnO<br />

2<br />

+ H<br />

2O<br />

−<br />

+ 2+<br />

38.) + C O H + H = Mn + CO H O<br />

MnO<br />

4 2 4 2<br />

2<br />

+<br />

2<br />

− + 3+<br />

39.) Bi<br />

2<br />

S<br />

3<br />

+ NO<br />

3<br />

+ H = Bi + NO + S + H<br />

2O<br />

A koncentráció számítás<br />

Megoldások<br />

1. 14 g 26. 1.33 dm3 80g/dm3, 0.67 dm3 2 g/100cm 3<br />

2. 345 cm3 27. 2.44 cm3<br />

3. 240 cm3 28. 15 cm3<br />

4. 0.138 M 29. 2,7 dm3<br />

5. 5.4 cm3 30. 45.64 g, feloldódik<br />

6. 1.38 cm3 31. mind feloldódik<br />

7. 15.66 cm3 32. 4-szeres<br />

8. 0.155 M 33. 195.5 cm3, 71.9%<br />

9. 1.7 g 34. 254.3 cm3 98%-os+1814.6 g víz<br />

10. 120 g 35. 27.7 m/m%, 14.66 n/n%<br />

11. 196 g 36. 25.9 m/m%, 6 n/n%<br />

12. 0.9. m/m% 37. I. 5 n/n% 58.83 g, II. 10 n/n% 57.57 g<br />

13. 47.8 .g 38. 3 n/n% 80.7 g, 10 n/n% 69.3 g<br />

14. 32 cm3 39. 0.183 M<br />

15. 0.03 M 40. 0.85 M<br />

16. 0.1 M. 41. 252.5 cm3<br />

17. 18.4 m/m%, 5.5 M 42. 32.9 cm3<br />

18. 297.5 g, 3.03 M, 5.8 n/n% 43. 3037.5 cm3 = 3.037 dm3<br />

19. 28 m/m% 44. 900 cm3<br />

20. 867.4 g 45. 2.32 mól<br />

21. 0.87 mol EtOH, 36.3 m/m% EtOH, 46. 4.6 M<br />

63.7 m/m% MeOH 47. 49.6 m/m%<br />

22. 1.75 M 48. 70 m/m%<br />

23. 0.054 M 49. 3125 cm3<br />

24. 97 cm3 50. 288 cm3<br />

25. 88.4 cm3<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 61 =<br />

Áttördelte: Morgan


Sztöchiometria<br />

1. 11.2 kg 15. 5.47⋅10-2M = 8.64 g/dm3<br />

2. 63.5 cm3 16. 7.8 kg<br />

3. a) NaCl b) Na3(AlF6) 17. 25.5 g, 223.2 cm3<br />

c) Na2B4O7 . 10 H2O 18. 799 cm3<br />

4. 88.5 % 19. 13.56 g<br />

5. a) 2.58 dm3 b) 40 cm3 20. 1.79 g NaCl, 4.39 g AgCl, 2.56%<br />

6. 21.3 dm3 NaNO 3<br />

7. 33.28 g AgNO3 és 19 g K2CrO4 21. 3.57 g Cu(II)-hidroxid, 2.4 % NaOH,<br />

8. 87.3 g 6.5% Na-szulfát<br />

9. 27.25 g 22. 38.76 g AgCl, 5.1 % K-nitrát<br />

10. 150 cm3 23. 23.3 g Ba-szulfát, 13.9 % HCl<br />

11. 0.6 M HCl, 125 cm3 24. 3.33 g<br />

12. 24.5 dm3 25. 4.95 dm3<br />

13. n = 4 26. 4.2 dm3<br />

14. 1093 g 27. 3 m3 hidrogén, 1.9 m3 ammónia<br />

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

28. 732.2 g<br />

29. 6.35 g 40. 10.05 g<br />

30. 50-50% 41. 11.83 g PbCO 3 , 1.7 g CO 2<br />

31. 95 % 42. Mg<br />

32. 94.8 m/m% Ag, 5.2 % Cu 43. 21.7 % NaHCO3, 78.3 % NaCl<br />

33. 21 g 44. 4.8 g<br />

34. 1.04 dm3 45. 3.97 g<br />

35. 8.2 g 46. 73.66 dm3<br />

36. 7 mól 47. 0.93 g<br />

37. 65.6 g 48. FeO·Fe2O3<br />

38. 24.4 dm3 49. 8.9 dm3<br />

39. 70.6 g 50. 30.76 g<br />

Gázok, gázelegyek törvényszerűségei<br />

1. - 46.9 °C<br />

2. 163.5 °C<br />

3. M=4, helium<br />

4. 0.664 g/dm3<br />

5. a, 23.94 MPa (duplájára nő), b, 12.83 MPa (0.857 MPa-lal nő)<br />

6. 23.95 g<br />

7. 11.34 MPa<br />

8. a, 86.67% oxigén és 13.33 % hidrogén<br />

b, 93.33 % hidrogén és 6.67 % oxigén<br />

9. 137.35 kPa<br />

10. kalcium<br />

11. hexán<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 62 =<br />

Áttördelte: Morgan


12. 362 cm3<br />

13. 19.6 cm3<br />

14. 29.03 dm3<br />

15. 4.67 MPa<br />

16. a, 0 °C-on 2.31 mol, 100°C-on 1.69 mol<br />

b, 25°C-on 495.5 kPa, 0 °C-on és 100°C-on egyaránt 524 kPa<br />

17. 47.76 % oxigén, 52.24 % hidrogén, Mátl = 14.4<br />

18. 40 n/n% és 25 m/m% a neon, 60 n/n% és 75 m/m% az argon<br />

19. 34% NO, 66% NO2<br />

20. a, 4.9 % a hidrogén is és az oxigén is (pparc= 5 kPa),<br />

90.2 % nitrogén (p=92 kPa)<br />

b, 97.2 kPa<br />

21. 64% hidrogén (64.8 kPa), 36% nitrogén (36.5 kPa), pö=101.3 kPa<br />

22. kiindulási: 60% hidrogén, 20% oxigén, 20% nitrogén<br />

(60.6 kPa) (20.2 kPa) (20.2 kPa)<br />

keletkezik: 50-50% hidrogén-nitrogén<br />

40%<br />

23. 17.75 kg, 4.26 m3<br />

24. 30.4 kPa, 98.74%<br />

25. 78.17 kPa<br />

26. 0.15 g , 53.3 %<br />

27. 40.8 dm3, 15 % szén-dioxid, 6 % oxigén, 79 % nitrogén<br />

28. 4.1 dm3, 71.8 %<br />

29. 2.45 dm3<br />

30. 10.55% szén-dioxid, 2.1% oxigén, 87.35% nitrogén<br />

31. 25%-os levegőfelesleg, 25% az oxigén a levegőben<br />

32. 66.7 % etán, 33.3 % metán<br />

33. 80% propán, 20% propén, 22.45% oxigén<br />

34. 10 v/v% CH4, 90 % C2H6<br />

35. 700 cm3<br />

36. 20 v/v% CH4, 80 v/v% C2H6, keletkezik 75% szén-dioxid, 25% oxigén<br />

18.75 %-os oxigén felesleg,<br />

37. 25%-a bomlott, 40 %-a marad, s= 0.3469 g/dm3<br />

38. 10 v/v% C2H4, 20 v/v% C2H2, 70 v/v% H2, r = 0.5875<br />

39. 26.5 mg, 30 cm3 H2(60 %); 15 cm3 CO (30 %); 5 cm3 H2S, (10 %)<br />

40. I. 10 % CO, 60 % CO2, 30 % O2<br />

II. 29 % CO, 67 % CO2, 4 % O2<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 63 =<br />

Áttördelte: Morgan


Heterogén egyensúlyok<br />

1. a, 7.41⋅10-7 b, 10-25 c, 2.74⋅10-9 d, 2.45⋅10-12<br />

2. 0.64 mg<br />

3. 6.07 . 10-12<br />

4. 26.8 mM<br />

5. tiszta vízben 10-5 M, Na2SO4-ban 10-9 M, BaCl2-ban 5.5.10-9 M<br />

6. 0.16 g , ez 9.1 %<br />

7. 2 . 10-8 M konc. mellett kezd leválni, nekünk 3.9 . 10-3 M van, tehát leválik<br />

8. a) 2.8 . 10-13 M, b) 2.45 . 10-10 M, c) 3.2 . 10-4 M , leválik mind a háromnál<br />

9. a sorrend Cu > Cd > Pb<br />

10. 9.7 mg<br />

11. 2.2⋅10-5 mg<br />

12. 2.45⋅10-12<br />

13. 1.83⋅10-10<br />

14. nem, a leválás pH > 2,68 értéknél indul meg<br />

15. pH = 12.4<br />

16. 1.83⋅10-7<br />

17. a, 1.2⋅10-11 , b, 3.15⋅10-34<br />

18. pH=10.2<br />

19. a, pH=9.27, b,pH=5.13<br />

20. pH=3.34<br />

21. pH=9.54<br />

22. pH=9.63<br />

23. Cl--hoz 0.165 M, J--hoz 183 M<br />

24. 1.65 M<br />

25. Cd(OH)<br />

2<br />

feloldódik, ha c -<br />

OH<br />

> 4.83M<br />

,<br />

Al(OH)<br />

feloldódik, ha c - 0.16M<br />

3<br />

><br />

OH<br />

26. 2.7⋅10-4 M<br />

27. 1.74 cm3<br />

28. 2.3⋅10-2 mg<br />

29. a, 2⋅10-10 M b, 2⋅10-11 M c, 2⋅10-12 M<br />

3<br />

3<br />

30. a, 1.318 cm ≤ VNaClO<br />

≤ 71.69 cm<br />

4<br />

b, nem válik le csapadék<br />

31. az oldhatóság a 206.8-ad részére csökken<br />

32. nem válik le a csapadék, mert 1.85 . 10 -5 9.66 ⋅10<br />

M, akkor feloldódik a klorid<br />

CN - −5<br />

ha a c > 1.3 ⋅10<br />

M, akkor feloldódik a bromid<br />

CN - −3<br />

ha a c > 1.07 ⋅10<br />

M, akkor feloldódik a jodid<br />

CN -<br />

34. 1.75⋅10-29<br />

35. 2.3⋅10-29 M<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 64 =<br />

Áttördelte: Morgan


Elektrolit egyensúlyok, pH számítás<br />

1. a) 1, b) 3 , c) 1.5, d) 13.1, e) 12.96 , f) 0.87 , g) 2<br />

2. 1.77 . 10-2 M<br />

3. 0.66<br />

4. 11.5<br />

5. 30 n/n % ( 37.4 m/m% ) KOH, 70 n/n% ( 62.6 m/m% ) NaOH<br />

6. pH = 1.26<br />

7. 2.5 cm3<br />

8. pH = 0.99<br />

9. pH = 13<br />

10. 6.85 dm3<br />

11. pH = 13, pH = 1.04<br />

12. 1.497 g/dm3<br />

13. 0.389 cm3 ≈ 0.4 cm 3<br />

14. pH = 3.05<br />

15. pH = 2.85 , c = 6.54 g/dm3<br />

16. pH = 11.66, ΔpH = 0.24<br />

17. pH = 3.07, ΔpH = 0.35<br />

18. pH = 4.84<br />

19. a) 10.5 cm3 lúg, b) 47.6 cm3 oldat<br />

20. a) 5.28, b) 5.37, c) 5.65<br />

21. a) 1.7, b) 1.72, c) 9.17<br />

22. a, 5 cm3 sósav, 282 cm3 hangyasav<br />

b, a HCl pH-ja 12.65-re változik, a hangyasavé 3.08-ra<br />

c, 55.5 cm3 lúg, a só pH-ja 8.34<br />

23. pH= 4.3<br />

24. pH= 3.63<br />

25. 9.93⋅10-3 M szénsav, 6.5⋅10-5 M hidrogén-karbonát, 5.6⋅10-11 M karbonát,<br />

6.5⋅10-5 M hidroxónium, pH= 4.18<br />

26. 9.42⋅10-5 M<br />

27. a) α = 0.933, b) 10.67-szeres higítás, α = 0.995<br />

28. 1.8⋅10-15<br />

29. pH1=12.82, pH2=10.82, α1=0.66, α2=0.989, Kb=1.28⋅10-1<br />

30. Ks=2.41⋅10-2 , 3.37-szeres higítás<br />

31. pH=8.87, δ=7.45⋅10-5<br />

32. Ks=7.1⋅10-10 , δ=3.67⋅10-2<br />

33. Ks=6.3⋅10-5 , pH= 8.1<br />

34. Kb=5⋅10-4<br />

35. a, pH=5.28, δ=1.05⋅10-4<br />

b, pH=5.37, δ=1.3⋅10-4<br />

c, pH=5.65, δ=2.47⋅10-4<br />

36. Ks=10-7<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 65 =<br />

Áttördelte: Morgan


37. 0.49 M karbonát, 9.34⋅10-3 M hidrogén-karbonát, 2.5⋅10-8 M szénsav,<br />

9.34⋅10-3 M hidroxilion, pH=12<br />

38. 0.1 M karbonát, 9.98⋅10-2 M hidrogén-karbonát, 1.3⋅10-5 M szénsav,<br />

1.91⋅10-4 M hidroxilion, pH=10.28<br />

39. a, 952 cm3 lúg, 48 cm3 só<br />

b, 712 cm3 lúg és 288 cm3 só<br />

40. 92.3 mg<br />

41. ΔpH = 0.144<br />

42. 4.35 cm3 1 M HCl<br />

43. pH= 5.04<br />

44. pH=9.2<br />

45. 3.69 g<br />

46. pH=7.21<br />

47. pH=5.04<br />

48. 223.4 cm3 0.1 M-os NaOH és 161.7 cm3 0.1 M-os foszforsav,<br />

ez 1.38 : 1 térfogatarány<br />

49. a) 2.82, b) 2.2 , c) 4.74 , d) 8.57<br />

50. a) 11.17, b)11.8 , c) 9.25 , d) 5.43<br />

Analitikai feladatok<br />

1. 36 cm3 17. 4.83 nk°<br />

2. 0.947 18. 8 . 10-10 g<br />

3. 96.1 % 19. lgK`=8.4<br />

4. 10.6 % 20. lgK`=13.6<br />

5. 0.356 g/100cm3 21. 534 mg<br />

6. 0.19 g/100cm3 22. 3.14%<br />

7. 0.1 M 23. 1.25 g<br />

8. 0.47 g/100cm3 24. 1.92 g<br />

9. 21.57 m/m% 25. 104 mg<br />

10. 0.255 m/m% 26. 8.8 cm3<br />

11. 0.17% 27. 25.15%<br />

12. 1.356 g/100cm3 28. 0.0202 M<br />

13. meghatározható, 4.10-3 cm3 AgNO3 29. 0.635 M<br />

túltitrálással már jelez 30. 2.46%<br />

14. C(bromid)= 0.0667 M, szelektív 31. 21.4 mg/cm3<br />

15. 1.058<br />

16. 1.02<br />

32. 27.9 g/dm3 40. 0.164 M<br />

33. 0.035 mg/cm3 41. 0.29 M<br />

34. 2.34 % 42. 32 %<br />

35. 0.0745 M 43. 68%<br />

36. 0.091 M 44. 34.65%<br />

37. 3.03% 45. 0.19 dm3<br />

38. 0.103 M<br />

39. 15.86 cm3<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 66 =<br />

Áttördelte: Morgan


TÁBLÁZATOK<br />

1. táblázat: A görög ABC<br />

Nagybetű Kisbetű Megnevezés Nagybetű Kisbetű Megnevezés<br />

Α α alfa Ν ν nű<br />

Β β béta Ξ ξ kszi<br />

Γ γ gamma Ο ο omikron<br />

Δ δ delta Π π pi<br />

Ε ε epszilon Ρ ρ rhó<br />

Ζ ζ zéta Σ σ szigma<br />

Η η éta Τ τ tau<br />

Θ θ théta Υ υ üpszilon<br />

Ι ι ióta Φ φ fi<br />

Κ κ kappa Χ χ khi<br />

Λ λ lambda Ψ ψ pszi<br />

Μ μ mű Ω ω omega<br />

2. táblázat: Szóösszetételekben használt görög számnevek<br />

Számnév Jelentése Számnév Jelentése<br />

mono- egy- hepta- hétdi-<br />

kettő- (két-) okta- nyolctri-<br />

három- nona- kilenctetra-<br />

négy- deka- tízpenta-<br />

öt- kilo- ezerhexa-<br />

hat- mega- millió-<br />

3. táblázat: SI prefixumok<br />

Tíz hatványa Jele Neve Tíz hatványa Jele Neve<br />

10 -18 a atto- 10 18 E exa-<br />

10 -15 f femto- 10 15 P peta-<br />

10 -12 p piko- 10 12 T tera-<br />

10 -9 n nano- 10 9 G giga-<br />

10 -6 μ mikro- 10 6 M mega-<br />

10 -3 m milli- 10 3 k kilo-<br />

10 -2 c centi- 10 2 h hekto-<br />

10 -1 d deci- 10 1 D deka-<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 67 =<br />

Áttördelte: Morgan


4. táblázat: Az SI mértékegységrendszer<br />

Fizikai mennyiség<br />

neve<br />

Az alapegység<br />

jele<br />

Hosszúság méter m<br />

Tömeg kilogramm kg<br />

Idő<br />

másodperc<br />

(secundum)<br />

s<br />

Elektromos áramerősség amper A<br />

Termodinamikai hőmérséklet kelvin K<br />

Anyagmennyiség mól mol<br />

Fényerősség kandela cd<br />

5. táblázat: A kémiában leggyakrabban használt mennyiségek<br />

A mennyiség<br />

Az SI - egység<br />

ajánlott megengedett<br />

neve jele alapegysége többszörösei<br />

Anyagmennyiség n mol<br />

kmol, mmol,<br />

μmol<br />

-<br />

Avogadro-szám N A 1/mol - -<br />

Belső energia U J MJ, kJ, mJ -<br />

Boltzmann állandó k J/K kJ/K -<br />

Disszociációfok α - - -<br />

Entalpia H J MJ, kJ, mJ -<br />

Entrópia S J/K kJ/K -<br />

Faraday állandó F C/mol - -<br />

Hidrolízisfok δ - - -<br />

Hő Q J MJ, kJ, mJ -<br />

Hőkapacitás C J/K kJ/K -<br />

Molalitás (B anyagé) m B mol/kg mmol/g -<br />

Molaritás M mol/dm 3 mmol/cm 3 -<br />

Moláris gázállandó R J/(Kmol) J/(Kmol) -<br />

Moláris térfogat V m m 3 /mol m 3 /kmol dm 3 /mol<br />

Moláris tömeg M kg/mol g/mol -<br />

Móltört n - - -<br />

Ozmózisnyomás π Pa - -<br />

Parciális nyomás p<br />

Pa<br />

MPa, kPa, -<br />

(B anyagé gázelegyben) B<br />

mPa, μPa<br />

Relatív atomtömeg A r - - -<br />

Relatív molekulatömeg M r - - -<br />

Sűrűség ρ kg/m 3 -<br />

kg/dm 3 ,<br />

g/cm 3<br />

Tömegkoncentráció ϕ B kg/m 3 - -<br />

Tömegtört (B anyagé) w B - - -<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 68 =<br />

Áttördelte: Morgan


6. táblázat: A kémiai számításokhoz szükséges fizikai állandók<br />

Neve Jele Értéke<br />

Avogadro szám N A 6.022 . 10 23 1/mol<br />

Boltzmann állandó k=R/N A 1.380 . 10 -23 J/K<br />

A Celsius skála 0 pontja T 0 273.16 K<br />

Elektron ill. proton töltése e 1.602 . 10 -19 C<br />

Elektron tömege m e 9.109 . 10 -31 kg<br />

Faraday állandó F=N A e 9.648 . 10 4 C/mol<br />

Moláris gázállandó R 8.314 J/(Kmol)<br />

Neutron tömege m n 1.675 . 10 -27 kg<br />

Planck állandó h 6.626 . 10 -34 Js<br />

Proton tömege m p 1.672 . 10 -27 kg<br />

Tökéletes gáz moláris térf.<br />

normál állapot<br />

V 0 =RT 0 /p<br />

2.241 . 10 -2 m 3 /mol<br />

0<br />

standard állapot<br />

2.45 . 10 -2 m 3 /mol<br />

7. táblázat: Egyensúlyi vízgőztenziók (kPa)<br />

t p 0 t p 0 T p 0<br />

0 0.613 16 1.813 25 3.173<br />

1 0.653 17 1.933 30 4.240<br />

5 0.667 18 2.066 40 7.373<br />

10 1.227 19 2.200 50 12.33<br />

11 1.267 20 2.333 60 19.92<br />

12 1.400 21 2.480 70 31.16<br />

13 1.493 22 2.640 80 47.34<br />

14 1.600 23 2.813 90 70.07<br />

15 1.707 24 2.986 100 101.32<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 69 =<br />

Áttördelte: Morgan


8. táblázat: Fémek oldódása savban és lúgban<br />

OH - Cl - S 2-<br />

2− 2−<br />

SO<br />

3 SO 4<br />

PO 4<br />

3−<br />

CO 3<br />

2−<br />

SiO 3<br />

2−<br />

K + + + + + + + + + +<br />

Na + + + + + + + + + +<br />

Ca 2+ - + - - - - - - +<br />

Mg 2+ - + + - + - - - +<br />

Al 3+ +* + 0 0 + - 0 - +<br />

Fe 2+ - + - - + - - - +<br />

Fe 3+ - + - 0 + - - - +<br />

Mn 2+ - + - - + - - - +<br />

Zn 2+ +* + - - + - - - +<br />

Ag + 0 - - - - - - - +<br />

Hg 2+ 0 + - - + - - 0 +<br />

Cu 2+ - + - - + - - - +<br />

NO 3<br />

−<br />

Pb 2+ +* - - - - - - - +<br />

+ = oldódik, +* = komplexképződés<br />

-= nem oldódik illetve csapadékképződés 0 = nem létezik, vagy azonnal elbomlik<br />

9. táblázat: Néhány szervetlen vegyület oldhatósága ( g/100 g víz )<br />

Vegyület Kristályvíz 0 °C 20 °C 40 °C 60 °C 100°C<br />

BaCl 2 2 H 2 O 31.6 35.7 40.7 46.4 58.8<br />

Ba(NO 3 ) 2 - 5.0 9.2 14.2 20.3 34.2<br />

CaCl 2 6 H 2 O 59.5 74.5 - - 159<br />

CuSO 4 5 H 2 O 14.3 20.7 28.5 40 75.4<br />

FeCl 3 6 H 2 O 74.4 91.8 - - 535.7<br />

FeSO 4 7 H 2 O 15.65 26.5 40.2 - -<br />

Kbr - - 65.2 - - -<br />

KCl - 27.6 34 40 45.5 56.7<br />

KMnO 4 - 2.83 6.4 12.56 22.2 -<br />

KNO 3 - 13.3 31.6 63.9 110 246<br />

K 2 SO 4 - 7.35 11.11 14.76 18.17 24.1<br />

MgCl 2 6 H 2 O 52.8 54.5 57.5 61 73<br />

NaCl - 35.7 36 36.6 37.3 39.8<br />

NaNO 3 - 73 88 104 124 180<br />

NaOH 4 H 2 O 42 - 129 174 347<br />

Na 3 PO 4 12 H 2 O 1.5 11 31 55 180<br />

Na 2 HPO 4 12 H 2 O 1.67 7.7 - 82.9 102.2<br />

Na 2 SO 4 10 H 2 O 5.0 19.4 - - -<br />

NH 4 NO 3 - 118.3 192 297 421 871<br />

Pb(NO 3 ) 2 - 38.8 56.5 75 95 138.8<br />

Zn(NO 3 ) 2 6 H 2 O 94.7 118.4 - - -<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 70 =<br />

Áttördelte: Morgan


10. táblázat: Rosszul oldódó vegyületek oldhatósági szorzata<br />

Vegyület L Vegyület L Vegyület L<br />

AgBr 1.00 . 10 -12 CaSO 4 6.10 . 10 -5 Li 2 CO 3 1.70 . 10 -3<br />

AgCl 1.83 . 10 -10 CdCO 3 5.25 . 10 -12 Mg(OH) 2 1.20 . 10 -11<br />

AgCN 1.00 . 10 -16 Cd(OH) 2 2.45 . 10 -15 MgCO 3 1.00 . 10 -5<br />

Ag 2 CO 3 6.46 . 10 -12 CdS 2.00 . 10 -28 MgF 2 6.31 . 10 -9<br />

Ag 2 CrO 4 2.45 . 10 -12 CoCO 3 5.25 . 10 -12 Mn(OH) 2 4 . 10 -14<br />

AgI 1.50 . 10 -16 CoS 2.00 . 10 -25 MnS 1.40 . 10 -15<br />

Ag 3 PO 4 1.80 . 10 -18 Cr(OH) 3 1.00 . 10 -30 Ni(OH) 2 3.20 . 10 -15<br />

AgSCN 1.10 . 10 -12 CuCO 3 2.34 . 10 -10 PbI 2 8.70 . 10 -9<br />

Ag 2 S 2.00 . 10 -50 CuCrO 4 3.63 . 10 -6 PbCrO 4 2.82 . 10 -13<br />

Ag 2 SO 4 7.70 . 10 -5 Cu(OH) 2 6.31 . 10 -19 Pb 3 (PO 4 ) 2 1.50 . 10 -32<br />

Al(OH) 3 3.16 . 10 -34 CuS 2.51 . 10 -48 PbS 3.16 . 10 -28<br />

Ba(COO) 2 1.00 . 10 -6 CuI 1.10 . 10 -12 PbSO 4 2.00 . 10 -8<br />

BaCO 3 4.90 . 10 -9 Cu 2 S 2.00 . 10 -47 PbCO 3 7.24 . 10 -14<br />

BaCrO 4 1.60 . 10 -10 Fe(OH) 2 9.80 . 10 -15 Sb 2 S 3 2.00 . 10 -93<br />

BaSO 4 1.00 . 10 -10 Fe(OH) 3 1.10 . 10 -36 SrCrO 4 3.20 . 10 -5<br />

Bi(OH) 3 2.13 . 10 -16 FeS 6.31 . 10 -18 SrF 2 3.16 . 10 -9<br />

Bi 2 S 3 1.00 . 10 -97 HgI 2 3.20 . 10 -29 ZnS 2.00 . 10 -24<br />

Ca(COO) 2 7.70 . 10 -7 HgS 1.00 . 10 -51 ZnCO 3 1.66 . 10 -11<br />

CaCO 3 5.55 . 10 -9 KClO 4 1.07 . 10 -2 Zn(OH) 2 1.01 . 10 -15<br />

Ca(OH) 2 9.33 . 10 -6 La 2 (C 2 O 4 ) 3 1.00 . 10 -25<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 71 =<br />

Áttördelte: Morgan


11. táblázat: Gyenge elektrolitok egyensúlyi állandói<br />

Név Képlet pK 1 pK 2 pK 3 pK 4<br />

SAVAK<br />

Arzénessav H 3 AsO 3 9.4 13.52<br />

Arzénsav H 3 AsO 4 2.25 6.77 11.6<br />

Benzoesav C 6 H 5 COOH 4.2<br />

Borkősav C 2 H 2 (OH) 2 (COOH) 2 3.22 4.82<br />

Borostyánkősav (C 2 H 2 ) 2 (COOH) 2 4.16 5.61<br />

Fenol C 6 H 5 OH 9.88<br />

Bórsav H 3 BO 3 9.14 12.74 13.8<br />

Citromsav H 3 C 6 H 5 O 7 3.06 4.74 5.39<br />

Ecetsav CH 3 COOH 4.75<br />

EDTA 2.07 2.75 6.24 8.34<br />

Foszforsav H 3 PO 4 2.12 7.21 11.75<br />

Foszforossav H 3 PO 3 2.00 6.59<br />

Fumársav C 2 H 2 (COOH) 2 3.03 4.44<br />

Hangyasav HCOOH 3.75<br />

Hidrogén-cianid HCN 9.15<br />

Hipoklórossav HClO 4.53<br />

Kénessav H 2 SO 3 1.81 6.91<br />

Kénsav H 2 SO 4 1.92<br />

Krómsav H 2 CrO 4 0.74 6.49<br />

Oxálsav (COOH) 2 1.19 4.21<br />

Perjódsav HIO 4 1.66<br />

Salétromossav HNO 2 3.31<br />

Szénsav H 2 CO 3 6.37 10.25<br />

BÁZISOK<br />

Ammónia NH 3 (NH 4 OH) 4.74<br />

Anilin C 6 H 5 NH 2 9.37<br />

Dietil-amin (C 2 H 5 ) 2 NH 2.88<br />

Kalcium-hidroxid Ca(OH) 2 2.43<br />

Kinin 6.00 14.0<br />

Kodein 6.04<br />

Koffein 13.4<br />

Morfin 5.79<br />

Nikotin 6.00 10.88<br />

Piridin 8.74<br />

Sztrichnin 5.74<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 72 =<br />

Áttördelte: Morgan


12. táblázat: Komplexek stabilitási állandói [4,5]<br />

Magyarázat a táblázat jelöléseihez:<br />

` K<br />

st<br />

K<br />

st<br />

= , ahol K`st a látszólagos stabilitási állandó<br />

α<br />

K st a komplex stabilitási állandója<br />

α = 1 + β<br />

állandók szorzata:<br />

1<br />

α a komplex stabilitását befolyásoló tényezők hatását fejezi ki:<br />

+<br />

+ 2<br />

+ 3<br />

+ 4<br />

[ H ] + β [ H ] + β [ H ] + β [ H ] ...<br />

2<br />

β = K<br />

1<br />

1<br />

3<br />

, β = K K , β =<br />

2<br />

1<br />

2<br />

4<br />

n<br />

n<br />

∏<br />

1<br />

, ahol β 1 , β 2 , β 3 , β 4 , a lépcsőzetes stabilitási<br />

A táblázatban közölt adatok csak meghatározott reakciókörülmények között (pH) érvényesek.<br />

K i<br />

Ligandum Fémion lg β 1 lg β 2 lg β 3 lg β 4<br />

H + 9.36<br />

Ag + 21.1 21.8 20.7<br />

CN - Cu + 24.0 28.6 30.3<br />

Cd 2+ 5.5 10.6 15.3 18.9<br />

Pb 2+ 10.3<br />

Zn 2+ 5.3 11.0 16.7 21.6<br />

H + 9.47<br />

Ag + 3.35 7.23<br />

Ca 2+ -0.2 -0.8 -1.6 -2.7<br />

NH 3 Cu 2+ 4.13 7.61 10.48 12.59<br />

Fe 2+ 1.4 2.2 3.7<br />

Hg 2+ 8.80 17.50 18.5 19.4<br />

Zn 2+ 2.27 4.61 7.01 9.06<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 73 =<br />

Áttördelte: Morgan


Ligandum Fémion lg β 1 lg β 2 lg β 3 lg β 4<br />

OH -<br />

EDTA<br />

H + 14.0<br />

Ag + 2.3 3.6 4.8<br />

Al 3+ 9.3 33.3<br />

Ca 2+ 1.3<br />

Cd 2+ 4.3 7.7 10.3 12<br />

Fe 2+ 4.5<br />

Fe 3+ 11.0 21.7<br />

Ni 2+ 4.6<br />

Pb 2+ 6.2 10.3 13.3<br />

Zn 2+ 4.4 11.3 13.1 14.7<br />

Ag + 7.3<br />

Ba 2+ 7.76<br />

Ca 2+ 10.7<br />

Cd 2+ 16.46<br />

Co 2+ 16.31<br />

Co 3+ 36.0<br />

Cr 3+ 23.0<br />

Cu 2+ 18.8<br />

Fe 2+ 14.33<br />

Fe 3+ 25.1<br />

Mg 2+ 8.6<br />

Mn 2+ 14.04<br />

Pb 2+ 18.0<br />

Zn 2+ 16.5<br />

FELHASZNÁLT ÉS JAVASOLT IRODALOM<br />

1. Villányi Attila: Ötösöm lesz kémiából. Példatár<br />

Novotrade Kiadó Kft. 1990.<br />

2. Kémiai számítási gyakorlatok (BME jegyzet)<br />

Műegyetem Kiadó 1994.<br />

2. Általános és analitikai kémiai példatár (KLTE jegyzet)<br />

KLTE, 1990.<br />

3. Rózsahegyi M., Wajand J.: Kémiai feladatgyűjtemény tanárjelölteknek és<br />

tanároknak<br />

Tankönyvkiadó, Budapest, 1990.<br />

4. Pungor Ernő: Analitikusok kézikönyve<br />

Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1987.<br />

5. Inczédy János : Komplex egyensúlyok analitikai alkalmazása<br />

Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1970<br />

FoodFiles.uw.hu<br />

= 74 =<br />

Áttördelte: Morgan

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!