Химиядағы типтік есептерді шешу үлгілері 9 сынып

ХИМИЯДАҒЫ ТИПТІК ЕСЕПТЕРДІҢ ШЕШУ ҮЛГІЛЕРІН КӨРСЕТУ

1-мысал: Массасы 8,00 грамм темір пластинка мыс сульфатының ерітіндісіне батырылған. Біраздан кейін пластинканы ерітіндіден шығарып алып, құрғатып, қайтадан өлшегенде оның массасы 8,77г болған. Ерітіндіге ауысқан темірдің массаларын табыңыздар.

Шешуі:

Металдардың активтік қатарына (дәлдеп айтқанда «стандарттық электрондық потенциалдар» қатарында) темір мыстың алдында тұрғандықтан мысты оның тұздарының құрамынан ығыстырып шығарады. Яғни, мыс сульфатының құрамындағы мыс иондарының орнын темір иондары басады, ал бөлініп шыққан мыс атомдары темір пластинкаға қонады. Жалпы, бастапқы пластинканың ауырлауы немесе жеңілдеуі, бір сөзбен айтқанда өзгеруі, алмасатын металдардың молярлық (атомдық) массаларының айырмасына тікелей байланысты.

Біз қарастырып отырған реакция теңдеуін былай жазуға болады:

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu (1)

Пластинканың массасының өзгеруі темірдің еруіне (пластинканың жеңілдеуі) және оның орнына мыстың қонуына (пластинканың ауырлауы) байланысты.

Мұнда ерітіндіге кететін металдың (Fe) атомдық массасынан пластинканың бетіне қонатын металдың (Cu) атомдық массасы үлкен болғандықтан реакция нәтижесінде пластинка ауырлайды.

∆М = M(Cu) – M(Fe) = 64г/моль - 56г/моль =8г/моль.

Есептің шарты бойынша реакция нәтижесінде пластинканың массасы

∆m = 8,77-8,00 = 0,77 грамға ауырлайды.

Есептің бұдан арғы жалғасы бірнеше әдістермен шығарылуы мүмкін.

1-әдіс.

Пластинканың ауырлауы немесе жеңілдеуі алмасатын металдардың атомдық массаларының айырмасына тәуелді екеніне сүйене отырып, пропорция құрамыз:

Егер, 64г Cu бөлінген пластинканың массасы 8г ауырласа, онда хг Cu бөлінгенде пластинканың массасы 0,77г ауырлайды.

Бұдан: х = 64 ∙ = 6,16г

Осындай пропорция арқылы ерітіндідегі ауысқан темірдің де массасын табуға болады.

Егер 56г Fe ерітіндіге ауысқанда пластинканың массасы 8 грамға ауырласа, онда у г Fe ерітіндіге ауысқанда пластинканың массасы 0,77 грамға ауырлайды.

Бұдан: у = 56 ∙ = 5.39г

Сонымен, реакция нәтижесінде 5,39 грамм темір ерітіндіге ауысып, оның орнына 6,16 грамм мыс пластинканың бетіне қонған.

2- әдіс.

Реакцияға түсетін металдардың бірінің, мысалы, темірдің зат мөлшерін х моль деп белгілейміз. Олай болса, реакция нәтижесінде бөлінген мыстың да зат мөлшері х моль болғаны. Егер зат мөлшерінен массаға көшсек, онда ерітіндіге ауысқан темірдің массасы 56 х грамм, ал оның орнына қонған мыстың массасы 64 х грамға азайып, бірақ 64 х грамға көбейгенін ескеріп мынадай теңдеу құрамыз:

8,00 – 56 х + 64 х = 8,77

Бұдан: 8х = 0,77х = 0,77/8 = 0,096 моль.

Демек, ерітіндіге ауысқан темірдің массасы:

m(Fe) = v(Fe) ∙ M(Fe) = 0,096 моль∙56 г/моль= 5,39 г

Сол сияқты, темірдің орнына қонған мыстың массасы:

m(Fe) = v(Fe) ∙ M(Fe) = 0,096 моль∙64 г/моль= 6,16 г

2-мысал. Массасы 100 грамм мырыш пластинкасы күміс (1) нитраты ерітіндісіне батырылған. Біраздан соң пластинканы ерітіндіден шығарып алып, құрғатып, қайтадан өлшегенде оның массасы 7 грамға артқан. Ерітіндіге ауысқан мырыштың және пластинканың бетіне қонған күмістің массаларын табыңдар.

Шешуі:

Алдымен реакция теңдеуін жазамыз.

Zn + 2AgNO3 = Zn(NO3)+ 2Ag

65г/моль 108г/моль

Пластинканың массасының артуы мырыштың еруіне (пластинканың жеңілдеуі) және оның орнына күмістің қонуына (пластинканың ауырлауы) тікелей байланысты. Бұған қоса 1 моль мырыш 2 моль күмісті ығыстырып шығарып отыратынын ескере отырып, пропорция құрамыз:

Егер 65г мырыш еріп күміспен алмасқанда пластинканың массасы 2 ∙ 108 – 65 =151 грамға артса, онда х г мырыш еріп, күміспен алмасқанда пластинканың массасы 7 грамға артады.

Бұдан: х = 65 ∙ = 3г

Осындай пропорция арқылы пластинканың бетіне қойылған күмістің массасын табуға болады:

Егер 2 ∙108г күміс мырышпен алмасып, пластинканың бетіне қонғанда массасы 151 грамға артса, онда у грамм күміс мырышпен алмасып, пластинканың бетіне қонғанда, пластинканың массасы 7 грамға артады:

Бұдан: у =2 ∙108 ∙ = 10г

Сонымен, реакция нәтижесінде 10 грамм мырыш ерітіндіге ауысып оның орнына 3 грамм күміс пластинканың бетіне қонған.

2-әдіс.

Алғашқы мысалдағыдай алмасатын металдардың бірінің, мысалы, мырыштың зат мөлшнрін х моль деп белгілейміз. Сонда реакция нәтижесінде бөлінген күмістің зат мөлшері 2х моль болады. Егер зат мөлшерінен массаға көшсек, онда ерітіндіге ауысқан мырыштың массасы 65х грамм, ал оның орнына пластинканың бетіне қонған күмістің массасы 2 ∙108 х грамм болады. Енді бастапқы пластинканың массасы 65 х грамға азайып, бірақ 2 ∙108 х граммға көбейгенін ескеріп мынадай теңдеу құрамыз:

100 – 65х + 2∙108х =108.

(2 ∙108 - 65) х = 7

151х = 7.

х = 7/151 = 0,0464 моль.

Демек, ерітіндіге ауысқан мырыштың массасы:

m(Zn)=v (Zn)∙M(Zn)=0.0464моль ∙65г/моль = 3г

Сол сияқты, темірдің орнына қонған күмістің массасы:

m(Zn)=v (Ag)∙M(Zn)=0.0464моль ∙108 г/моль = 10г

3-мысал. Массасы 20 грамм мыс пластинкасын күміс нитратының ерітіндісінде реакция толық аяқталғанша батырып ұстағанда оның массасы 19%-ға артқан. Бастапқы ерітіндідегі күміс нитратының массасын есептеңдер.

Шешуі:

Алдымен реакция теңдеуін жазамыз:

Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag

64 г/моль 108 г/моль

Реакция теңдеуі бойынша пластинканың массасының ауырлауы мыстың еріп, ал оның орнына күмістің қонуына тікелей байланысты. Есептің шарты бойынша, пластинканың массасы оның бастапқы массасының 19%-іне, демек 20∙19/100=3,8 грамға артқан.

Бұдан: х =65 ∙ = 3,00г

Бұл есептің жалғасын алғашқы мысалдардағы екінші әдіспен шығарған ыңғайлы.

Мысалы, ерітіндіге ауысқан мыстың зат мөлшнрін х моль деп белгілейік. Сонда реакция нәтижесінде бөлінген күмістің зат мөлшері 2х моль болады. Егер зат мөлшерінен массаға көшсек, онда ерітіндіге ауысқан мыстың массасы 64х грамм, ал оның орнына пластинканың бетіне қонған күмістің массасы 2 ∙108 х грамм болады. Сонымен мынадай теңдеу аламыз:

20 – 64х + 2∙108х = 20 + 3,8.

20 + (2 ∙108 - 64) х = 23,8

(2 ∙108 - 64) х = 3,8

х = = =0,025 моль