Question

Cupru reactioneaza cu acidul azotic si formeaza 70,5 g de sare. Ecuatia reactiei este:
Cu + HNO3  Cu(NO3)2 + NO +H2O
1. Stabileste coeficientii ecuatiei reactiei chimice prin metoda redox
2. Numeste agentul oxidant si agentul reducator
3. Calculeaza masa solutiei de acid azotic de concentratie 63% consumata.

Answer 1

Răspuns:

Rezolvări propuse

1) Stabilirea coeficienților stoechiometrici la ecuația reacției redox dintre Cu și HNO₃ prin metoda redox.

a) stabilim N.O. la fiecare element din ecuația chimică Cu,H,N,O înainte și după reacție:

Cu⁰  +   H⁺¹ N⁺⁵ O₃⁻²  =  Cu⁺² (N⁺⁵O₃⁻²)₂ + N⁺²O² + 2H₂⁺¹O⁻²

b) subliniem elementele chimice care își modifică N.O.

c) scriem procesele parțiale de oxidare și de reducere care au loc pentru reactanții Cu⁰ și N⁺⁵:

Cu⁰ -  2 e⁻  →  Cu²   oxidare    /  x 3

ag. red              ag.ox

N⁺⁵  + 3 e⁻  →  N⁺²   reducere / x2

ag.ox                ag.red

d) se egalează numărul de electroni cedați de Cu⁰ cu numărul de electroni primiți de N⁺⁵, prin înmulțirea termenilor din fiecare proces cu cifra obținută prin împărțirea celui mai mic multiplu comun al numărului de electroni transferați, 6 la numărul de electroni din fiecare proces: 2, respectiv 3.

Se respectă bilanțul de electroni:

n electroni cedați de Cu⁰ = n electroni acceptați de N⁺⁵ = 6

Rezultă:

3Cu⁰ - 2.3 e⁻ + 2N⁺⁵ + 3.2 e⁻ = 3Cu⁺²  + 2 N⁺²

unde:

3 și 2 sunt coeficienții stoechiometrici pentru elementele Cu și N, care suferă procese de transfer de electroni

e) se calculează coeficienții  pentru elementele, la care nu se modifică N.O. prin aplicarea bilanțului numărului de atomi:

număr de  atomi H intrați în reacție = număr de atomi de H rezultați din reacție

număr de atomi de O intrați în reacție = număr de atomi de O rezultați din reacție

la fel și pentru N, fiindcă un număr de N⁺⁵ nu trece în N⁺²

Obs: se începe cu egalarea numărului de atomi de N!

Rezultă ecuația chimică egalată.

3 Cu +  8HNO₃  =  3 Cu(NO₃)₂  + 2 NO gaz + 4H₂O

2) Agentul oxidant=HNO₃,

  Agentul reducător: Cu metal

3) Masa soluției de HNO₃ de concentrație procentuală 63%, consumată pentru formarea de 70,5 g sare, Cu(NO₃)₂

Datele problemei sunt:

• reactanți sunt Cu și HNO₃
• produs de reacție: Cu(NO₃)₂, H₂O și NO
• masa Cu(NO₃)₂ obținut = 70,5 g
• HNO₃ este adus de o cantitate de soluție, ms =? -necunoscuta problemei
• HNO₃ se găsește dizolvat în soluție, într-o anumită cantitate, pe care nu o știm. O notăm cu md, notație din definiția concentrației procentuale. Dar, md este și X g de HNO₃, care formează 70,5 g sare. X, g, HNO₃ se află prin calcul stoechiometric.

⇒md HNO₃  =  X g HNO₃ în calcul stoechiometric.

• concentrația procentuală a soluției de HNO₃ = C% 63
• mase atomice: A (din tabelul sistemului periodic) la: H=1, N=14, O=16, Cu=64

Etape de calcul:

1) Mase moleculare, M, necesare în calcul stoechiometric:

M HNO₃  = A H + A N + 3 A O = 1+14+3.16= 63 g/mol

M Cu(NO₃)₂ = A Cu + 2 A N + 6 A O = 64+2.14+6.16=188 g/mol

2) calcul stoechiometric de X, g, HNO₃, din care se obțin 70,5 g sare

mase intrate/formate:       X..................70,5 g

ec. chimică :         3 Cu +  8HNO₃  =  3 Cu(NO₃)₂  + 2 NO gaz + 4H₂O

stoechiometric:    3moli...8moli............3moli

1mol= M (g/mol)                8.63.............3.188   /   g/mol

X , g, HNO₃ = 70,5 g Cu(NO₃)₂ . 8.63 g/mol HNO₃/ 3.188 g/mol Cu(NO₃)₂

X = 63 g

X = md HNO₃, din soluția de 63%

3) masa soluției de HNO₃, ms, C%=63% și md =63 g HNO₃

C% HNO₃= md HNO₃.100 / ms

63% = 63 g .100% / ms

ms = 63.100/63=100 g

R: 100 g soluție

-Vă rog, să verificați calculele!

Explicație: