zadaci iz hemije sa resenjima

1. PRIRODNO-MATEMATIČKI FAKULTET
METALURŠKO-TEHNOLOŠKI FAKULTET
FARMACEUTSKI FAKULTET
DRUŠTVO MATEMATIČARA I FIZIČARA CRNE GORE
OLIMPIJADA ZNANJA 2013
Rješenja zadataka iz HEMIJE
za drugi razred srednje škole
Bodovanje:
Zadatak 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Poeni 10.1=10 10 10 10 10 10 4.2,5=10 10 10 10

2. 1. Popunite sledeću tabelu:
Konjugovana
kiselina
H2S NH4
+
HBr Fe(H2O)6
3+
HClO
Konjugovana
baza
CN-
CO3
2-
NO3
-
H2O SO4
2-
Rješenje:
Konjugovana
kiselina
H2S HCN NH4
+
HCO3
-
HNO3 HBr Fe(H2O)6
3+
H3O+
HClO HSO4
-
Konjugovana
baza
HS-
CN-
NH3 CO3
2-
NO3
-
Br-
Fe(H2O)5OH2+
H2O ClO-
SO4
2-
2. Odrediti stepen jonizacije natrijum-hlorida u rastvoru koncentracije 0,01 mol/dm3
,
ako je koncentracija nejonizovanog dijela 0,001 mol/dm3
.
Rješenje:
Ako je koncentracija jona koji se dobijaju jonizacijom:
[Na+
] = c . z . α; [Cl-
] = c . z . α
gdje je c-koncentracija NaCl, tada je koncentracija nejonizovanog dijela elektrolita:
c(nejonizovano) = c - c . z . α = c(1- z . α).
Pošto je z = 1, to je c(nejonizovano) = c(1- α). Zamjenom datih vrijednosti u gornji
izraz:
0,001 = 0,01 (1- α)
Dobija se α = 0,9 tj. 90 %.
3. Kolike su koncentracije jona natrijuma, kalcijuma i hlorida, izražene u mmol/dm3
,
kada 500 cm3
rastvora sadrži 1,17 g natrijum-hlorida i 1,11 g kalcijum-hlorida
(disocijacija je potpuna)? Ar(Na) = 23,0; Ar(Ca) = 40,0; Ar(Cl) = 35,5
Rješenje:
Najprije treba izračunati količine NaCl i CaCl2 u rastvoru:
mol02,0
58,5g/mol
g1,17
n(NaCl) == ; mol01,0
111g/mol
g1,11
)n(CaCl2 ==
U vodenom rastvoru NaCl i CaCl2 jonizuju na:
NaCl(aq) → Na+
(aq) + Cl-
(aq); CaCl2(aq) → Ca2+
(aq) + 2Cl-
(aq)

3. Ukupna količina Cl-
jona u rastvoru je:
n(NaCl) + 2n(CaCl2) = 0,02 + 2.0,01 = 0,04 mol
Tražene koncentracije su:
c(Na+
) = 0,02 mol / 0,5 dm3
= 0,04 mol/dm3
= 40 mmol/dm3
;
c(Ca2+
) = 0,01 mol / 0,5 dm3
= 0,02 mol/dm3
= 20 mmol/dm3
;
c(Cl-
) = 0,04 mol / 0,5 dm3
= 0,08 mol/dm3
= 80 mmol/dm3
;
4. Izračunati pH rastvora koji sadrži 4,9 g H2SO4 u 0,5 dm3
rastvora, ako je stepen
jonizacije sumporne kiseline α = 0,90. Mr(H2SO4) = 98.
Rješenje:
Najprije treba izračunati molarnu koncentraciju:
mol05,0
g/mol98
g4,9
)SOn(H 42 == 3
342 1,0
dm0,5
mol0,05
)SOc(H −
== moldm
Pošto sumporna kiselina u vodenom rastvoru daje:
H2SO4(aq) → 2H+
(aq) + SO4
2-
(aq)
to će koncentracija H+
jona biti [H+
] = c . n . α = 0,1 mol/dm3 . 2 . 0,9 = 0,18 mol/dm3
pH = -log0,18 = 0,75
5. Ako je potrebno dodati reagens za taloženje u višku od 10,0% da bi taloženje bilo
kvantitativno, koja zapremina rastvora barijum-hlorida koncentracije 0,120
mol/dm3
je potrebna za taloženje sulfata iz uzorka mase 1,000 g koji sadrži 20,0%
aluminijum-sulfata? M(Al2(SO4)3) = 342 g/mol
Rješenje:
Jednačina reakcije je:
Al2(SO4)3 + 3BaCl2 → 3BaSO4 + 2AlCl3
U 1 g uzorka koji sadrži 20% Al2(SO4)3 ima 0,2 g čistog Al2(SO4)3.
n(Al2(SO4)3) = 0,2 g/342g/mol = 0,000584 mol
n (BaCl2) = 3. n(Al2(SO4)3) = 3 . 0,000584 mol = 0,00175 mol
V (BaCl2) = n/c =0,00175 mol / 0,120 mol/dm3
= 14,6 cm3
Pošto je potrebno dodati taložni reagens u višku od 10% to je njegova ukupna zapremina:
14,6 + 1,46 = 16,06 cm3
6. Koliko KBr iskristališe iz 150 g rastvora zasićenog na 70 ˚C, ako se on ohladi na 20
˚C? R(KBr, 20 ˚C) = 65,2; R(KBr, 70 ˚C) = 90,0

4. Rješenje:
U rastvoru zasićenom na 70 ˚C nalazi se 90 g KBr u 100 g vode, pa će u 150 g zasićenog
rastvora biti:
190 g rastvora : 90 g KBr = 150 g : x
x = 71,05 g KBr
Masa vode je prema tome: m(H2O) = 150 g – 71,05 g = 78,95 g H2O
Ta masa vode će na 20 ˚C rastvoriti:
100 g vode : 65,2 g KBr = 78,95 g vode: x
x = 51,48 g KBr
S obzirom da je bilo rastvoreno 71,05 g KBr na 70 ˚C, a da će na 20 ˚C biti u rastvoru
samo 51,48 g KBr, znači da je iskristalisalo:
m(KBr) = 71,05 g – 51,48 g = 19,57 g
7. Odrediti koeficijente i završiti sledeće reakcije oksido-redukcije:
a) HCl + CrO3 → Cl2 + ...+ ...
b) Cu2O + HNO3 → NO + ...+ ...
c) FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + ... + ... + ...
d) NaNO2 + KMnO4 + HCl → NaNO3 + ... + ... + ...
Rješenje:
a) 12HCl + 2CrO3 → 3Cl2 + 2CrCl3 + 6H2O
b) 3Cu2O + 14HNO3 → 2NO + 6Cu(NO3)2 + 7H2O
c) 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
d) 5NaNO2 + 2KMnO4 + 6HCl → 5NaNO3 + 2MnCl2 + 2KCl + 3H2O
8. Odrediti zapreminu rastvora kalijum dihromata koncentracije 0,1 mol/dm3
, potrebnu za
oksidaciju 60 cm3
rastvora natrijum-nitrita, koncentracije 0,1 mol/dm3
, u prisustvu
sumporne kiseline.
Rješenje:
Jednačina reakcije:
K2Cr2O7 + 3NaNO2 + 4H2SO4 → Cr2(SO4)3 + 3NaNO3 + K2SO4 + 4H2O
Količina natrijum-nitrita je:
n(NaNO2) = 0,1 mol/dm3 . 0,06 dm3
= 6 . 10-3
mol
1 mol K2Cr2O7 reaguje sa 3 mol NaNO2 = x mol K2Cr2O7 reaguje sa 6 . 10-3
mol
x = 2 . 10-3
mol

5. V(K2Cr2O7) = 2 . 10-3
mol / 0,1 mol/dm3
= 0,020 dm3
, odnosno 20 cm3
9. Izračunati zapreminu rastvora HCl, koncentracije 0,1 mol/dm3
, koju treba dodati u 30
cm3
rastvora NaOH, koncentracije 0,15 mol/dm3
, da bi se dobio rastvor čiji je pH = 2.
Rješenje:
Količina NaOH je:
n(NaOH) = 0,15 mol/dm3 . 30 . 10-3
dm3
= 4,5 . 10-3
mol
Iz reakcije neutralizacije: HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(aq) slijedi da je:
n(NaOH) = n(HCl)
Meñutim, dodata kiselina, čija je zapremina V, sem neutralizacije NaOH, treba da
obezbjedi i krajnju kiselost, od pH = 2, odnosno da količina H+
jona na kraju bude:
n(H+
) = n(HCl) = (V+0,030) dm3 . 10-2
mol/dm3
Ako je dodata količina HCl: n(HCl) = 0,1 mol/dm3 .
V,
a količina HCl za neutralizaciju NaOH: n(HCl) = n(NaOH) = 4,5 . 10-3
mol
Tada je bilans kiseline:
V.0,1 = 4,5 . 10-3
+ (V + 0,030) . 10-2
, odavde je V = 53,3 cm3
10. Izračunati konstantu ravnoteže reakcije: CO(g) + H2O(g) ↔ CO2(g) + H2(g), ako
su početne koncentracije date u mol/m3
: [CO] = 10,0; [H2O] = 20,0; [H2] = 10,0;
[CO2] = 10,0. U trenutku uspostavljanja ravnoteže, koncentracija CO je 7,0
mol/m3
.
Rješenje:
Pošto je ravnotežna koncentracija CO jednaka 7,0 mol/m3
, znači da je izreagovalo 3,0
mol/m3
. Iz reakcije se vidi da na 1 mol CO nastane po 1 mol CO2 i 1 mol H2, pa će
krajnje (ravnotežne) koncentracije CO2 i H2 biti:
[H2]krajnje = [H2]početno + 3,0; [CO2]krajnje = [CO2]početno + 3,0
Ravnotežne koncentracije svih učesnika u reakciji su:
[CO] = 10,0 – 3,0 = 7,0 mol/m3
; [H2O] = 20,0 – 3,0 = 17,0 mol/m3
;
[H2] = 10,0 + 3,0 = 13,0 mol/m3
; [CO2] = 10,0 + 3,0 = 13,0 mol/m3
Kc = [CO2][H2] / [H2O][CO] = (13,0 mol/m3
13,0 mol/m3
) / (17,0 mol/m3
7,0 mol/m3
) = 1,42