Lucrarea 1 Chimie PDF

Lucrarea 1 Prima lucrare își propune să reamintească studentilor câteva noțiuni de bază privind concentraţia soluţiilor, însoțite de formulele de calcul aferente, unități de măsură etc. De asemenea, sunt definite o serie de mărimi chimice, cum ar fi: atom-gram, moleculă-gram, echi...

Lucrarea 1 Prima lucrare își propune să reamintească studentilor câteva noțiuni de bază privind concentraţia soluţiilor, însoțite de formulele de calcul aferente, unități de măsură etc. De asemenea, sunt definite o serie de mărimi chimice, cum ar fi: atom-gram, moleculă-gram, echivalent chimic, masă atomică, masă moleculară etc.  1.1. Unităţi de măsură folosite în chimie Atomii şi moleculele, fiind particule materiale, au masă. Exprimarea maselor absolute (în grame) este dificilă pentru calcule, fapt pentru care în chimie s-a recurs la exprimarea maselor relative (în unităţi atomice de masă - u.a.m.), care reprezintă a douăsprezecea parte din masa absolută a izotopului 12C. Se definesc astfel: masa atomică (relativă) a unui element chimic, ca raport între masa absolută a atomului respectiv şi a douăsprezecea parte din masa absolută a izotopului 12C; masa moleculară (relativă) a unei substanţe, ca raport între masa absolută a moleculei substanţei respective şi a douăsprezecea parte din masa izotopului 12C. Practic, masa moleculară se calculează prin sumarea maselor atomice ale atomilor din care se compune molecula respectivă. Pentru a exprima în grame cantităţile de substanţe, se definesc: atom-gram - ul unui element chimic, care reprezintă cantitatea, exprimată în grame, numeric egală cu masa atomică (relativă) a acelui element chimic; molecula-gram (mol) de substanţă, care reprezintă cantitatea, exprimată în grame, numeric egală cu masa moleculară (relativă) a acelei substanţe; echivalent-gram –ul (valul) reprezintă cantitatea de substanţă, exprimată în grame, numeric egală cu echivalentul chimic al acelei substanţe. Echivalentul chimic (Ech) reprezintă cantitatea dintr-un element, dintr-un radical sau dintr-o substanţă, care se combină /se substituie unui atom de hidrogen În cazul reacţiilor în care substanţele nu-şi modifică valenţele, echivalenţii chimici se calculează prin următoarele rapoarte: pentru elemente chimice: masa atomică E ch  valenţa pentru acizi: masa molecular ă E ch  bazicitate - prin bazicitatea acidului înţelegându-se numărul protonilor (H+) conţinuţi de molecula acidului; pentru baze: masa molecular ă E ch  aciditate - prin aciditatea bazei înţelegându-se numărul grupărilor hidroxil (HO-) conţinute de molecula bazei; masa moleculară pentru săruri: Ech  nr. ioni metalici xsarcina electrică a ionilor metalici 1.2. Concentraţia soluţiilor Concentraţia soluţiei reprezintă cantitatea de substanță dizolvată (solut) într-o anumită cantitate (volum) de soluție sau solvent. În funcție de concentrație, se deosebesc soluții diluate (conțin o cantitate mică de solut) și soluții concentrate (conțin o cantitate mare de solut). Cele mai concentrate soluții se numesc soluții saturate (conțin o cantitate de solut egală cu coeficientul de solubilitate). Concentraţia procentuală - C% - exprimă numărul de părţi de solut dizolvat în 100 părţi de soluţie, părţile putând fi exprimate în: 𝑚𝑑  unităţi de masă (C% g/g): 𝑐% = 𝑚𝑠 𝑥100 [1.1]  unităţi de volum (C% v/v); 𝑚𝑑  combinaţii de unităţi (C% g/v ; C% v/g): 𝑐% = 𝑥100 [1.2] 𝑉𝑠 Ca variantă la concentraţia procentuală, când valorile acesteia sunt prea mici, se poate exprima concentraţia promile (C0/00). Concentraţia molară (molaritatea) - Cm (m) - exprimă numărul de moli de solut dizolvat într-un litru (1000 ml) de soluţie. 𝑛 𝑚𝑑  𝐶𝑚 = = [1.3] 𝑉𝑠 𝑀·𝑉𝑠 Unde: n = numărul de moli; md =masa solutului; Vs = volumul soluției (1litru); M = masa moleculară. Când 1 litru de soluţie conţine 1 mol de solut, soluţia se numeşte soluţie molară, concentraţia ei notându-se "m" sau "1 m". Submultiplii şi multiplii molarităţii se notează prin fracţii zecimale (0,1m; 0,01m etc.) sau fracţii ordinare (m/10; m/100 etc.), respectiv dublu molare 2m etc Concentraţia valară (normalitatea) -Cn(n) - exprimă numărul de echivalenți chimici (vali) de solut dizolvați în 1000 ml de soluţie. Similar molarităţii, normalitatea se notează 0,01n; 0,1n; 2n etc., soluţia cu concentraţia 1n numindu-se soluţie normală. 𝑚𝑑 𝐶𝑛 = [1.4] 𝐸𝑔·𝑉𝑠 Unde: md =masa solutului; Vs = volumul soluției (1litru); Eg = echivalentul gram. Concentraţia molală (molalitatea) - Cmolal - exprimă numărul de moli de solut dizolvat în 1000 g de solvent. Titrul unei soluţii exprimă cantitatea, în grame, conţinută de 1 cm3 (mililitru- ml) de soluţie. In cadrul lucrării practice, pe baza datelor din tabelul 1.1., se vor efectua calculele necesare completării tabelului 1.2. Elementele calculate vor fi folosite în lucrările următoare. Tabelul 1.1. Elem. H C O Na Mg Cl K Ca P S chimic Valenţa 1 4 2 1 2 1 1 2 5 6 Masa 1,01 12,01 16,0 23 24,3 35,5 39,1 40 30,98 32 atomică Tabelul 1.2. Cantitate CONCENTRAŢII Masa Echiva- Nr. solut Solut moleculară lent procen- crt. dizolvat molară normală (u.a.m.) chimic tuală (g/l soluţie) 1 HCl 2 H2SO4 3 (COOH)2 4 H2O 5 NaOH 6 Ca(OH)2 7 CaCO3 8 CaSO4 9 CaCl2 10 MgCl2 11 Ca(HCO3)2 12 Mg(HCO3)2 13 Na2CO3 14 CaO