Gal występuje w przyrodzie w postaci mieszaniny dwóch izotopów. Na 3 atomy pierwszego izotopu galu o masie atomowej 68,926 u przypadają 2 atomy drugiego izotopu galu o masie atomowej mx. Średnia masa atomowa galu jest równa 69,723 u.

Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002.

Na podstawie powyższych danych oblicz bezwzględną masę (wyrażoną w gramach) jednego atomu tego izotopu galu, który ma mniejszą masę atomową.

W wysokiej temperaturze węgiel reaguje z tlenkiem węgla(IV) i ustala się równowaga chemiczna:

Objętościową zawartość procentową CO i CO2 w gazie pozostającym w równowadze z węglem w zależności od temperatury (pod ciśnieniem atmosferycznym 1013 hPa) przedstawiono na poniższym wykresie.

Oblicz wyrażoną w procentach masowych zawartość tlenu, wchodzącego w skład CO2 i CO, w pozostającej w równowadze mieszaninie tych związków z węglem w temperaturze 873 K i pod ciśnieniem 1013 hPa. Możesz przyjąć, że sumaryczna liczba moli gazowego substratu i gazowego produktu reakcji jest równa 1. W opisanych warunkach 1 mol gazu zajmuje objętość 71,6 dm3.

Kwas siarkowy(VI) w temperaturze pokojowej jest oleistą cieczą o gęstości prawie dwukrotnie większej niż gęstość wody. Czysty, bezwodny kwas siarkowy(VI) ulega częściowej autodysocjacji, dzięki czemu przewodzi prąd elektryczny. W wyniku reakcji kwasu siarkowego(VI) z wodorotlenkiem sodu, w której stosunek molowy
substratów jest równy 1 : 1, powstaje wodorosiarczan(VI) sodu. Wodny roztwór wodorosiarczanu(VI) sodu charakteryzuje się kwasowym odczynem, ponieważ jony obecne w roztworze ulegają reakcji zgodnie z poniższym równaniem:

Stała równowagi opisanej reakcji w temperaturze T jest równa 1,0 · 10 −2 .

Na podstawie: T. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004

Napisz równanie autodysocjacji kwasu siarkowego(VI) polegającej na przeniesieniu protonu z jednej cząsteczki H2SO4 do drugiej. W równaniu podkreśl wzór kwasu Brønsteda sprzężonego z cząsteczką H2SO4 jako zasadą Brønsteda.

Rozpuszczono 0,600 g NaHSO4 w wodzie i otrzymano 100 cm3
roztworu o temperaturze T. W tym roztworze reakcji z wodą uległo znacznie więcej niż 5% jonów
wodorosiarczanowych(VI).

Oblicz pH tego roztworu. Wynik końcowy podaj z dokładnością do trzeciego miejsca po przecinku.

Dwa gazy A i B zmieszane w stosunku molowym AB: 1:4 nn = zajmują w warunkach normalnych objętość 1 dm3. Tę mieszaninę umieszczono w reaktorze o stałej pojemności 1 dm3 i w temperaturze T zainicjowano reakcję. W tej temperaturze ustalił się stan równowagi opisany równaniem:

Oblicz stężeniową stałą równowagi (Kc) opisanej reakcji w temperaturze T.

Masa atomowa izotopu jest w przybliżeniu równa jego liczbie masowej A. Miedź występuje w przyrodzie w postaci dwóch trwałych izotopów. Skład izotopowy miedzi (w zaokrągleniu do jedności) przedstawiono w poniższej tabeli.

Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2001.

Wykonaj obliczenia i podaj liczbę masową Ax drugiego naturalnego izotopu miedzi. Przyjmij, że średnia masa atomowa miedzi jest równa 63,55 u.

Próbka chlorku sodu zawierała 0,25 milimola promieniotwórczego nuklidu

W czasie 30 godzin rozpadowi uległo 75 % tego nuklidu.

1. Oblicz masę sodu 24Na, który uległ w tym czasie rozpadowi. Przyjmij, że masa atomowa tego nuklidu jest równa jego liczbie masowej.
2. Określ okres półtrwania (τ1/2) tego izotopu.

W zamkniętym naczyniu pomiędzy substancjami X, Y oraz Z, które w temperaturze T i pod ciśnieniem p są gazami, ustala się stan równowagi chemicznej.

Zmianę liczby moli reagentów X, Y oraz Z w trakcie procesu przedstawia poniższy wykres.

Reakcja, dla której zmianę liczby moli reagentów przedstawiono na wykresie, przebiegała w reaktorze o pojemności 4 dm3. W temperaturze T i pod ciśnieniem p do reaktora wprowadzono substrat reakcji X i badano zmiany liczby moli reagentów w trakcie trwania procesu prowadzącego do ustalenia stanu równowagi dynamicznej.

Oblicz stężeniową stałą równowagi Kc opisanego procesu w temperaturze T.

Blaszkę miedzianą o masie 4,0 g zanurzono w nasyconym wodnym roztworze azotanu(V) srebra. Przebiegała reakcja opisana równaniem:

Po pewnym czasie płytkę wyjęto i osuszono. Masa płytki wynosiła 4,3 g.

Oblicz masę srebra osadzonego na płytce.

Przez 161 minut prowadzono elektrolizę wodnego roztworu siarczanu(VI) potasu prądem stałym o natężeniu 1,49 ampera. Zastosowano elektrody platynowe. Stwierdzono, że podczas elektrolizy zaszły procesy elektrodowe rozkładu wody.

1. Napisz równanie procesu zachodzącego podczas elektrolizy tej soli na katodzie oraz równanie procesu przebiegającego podczas elektrolizy tej soli na anodzie.

2. Oblicz, ile gramów gazowego produktu wydzieliło się na katodzie podczas tego procesu, jeżeli przebiegał on ze 100% wydajnością prądową.

Poniżej zdefiniowano podstawowe pojęcia z chemii analitycznej oraz przedstawiono uproszczoną procedurę oznaczania kwasu salicylowego w spirytusie salicylowym:

roztwór mianowany – roztwór, którego stężenie molowe znane jest z dużą dokładnością,
zwykle stosowany jako titrant w miareczkowaniach, miareczkowanie – metoda, w której roztwór mianowany reaguje zgodnie ze stechiometrią reakcji z analitem, czyli badanym (oznaczanym) składnikiem próbki, do momentu osiągnięcia punktu równoważnikowego (moment, w którym do analitu została wprowadzona ilość titranta równoważna ilości analitu); objętość lub masa titranta dodanego do osiągnięcia punktu końcowego, który powinien pokrywać się z punktem równoważnikowym, służy do obliczenia ilości substancji oznaczanej.

Roztwór kwasu salicylowego (kwasu 2-hydroksybenzenokarboksylowego) w mieszaninie etanolu i wody to spirytus salicylowy.

Na podstawie: D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch, Podstawy chemii analitycznej, Warszawa 2007.

Oznaczanie kwasu salicylowego w spirytusie salicylowym

Do kolby miarowej o pojemności 250,0 cm3 wprowadzono 20,7 g odważonego spirytusu salicylowego i dopełniono wodą destylowaną do kreski. Z kolby pobrano trzy próbki po 50,0 cm3 każda i miareczkowano roztworem wodorotlenku sodu o stężeniu 0,1 mol · dm− 3 wobec fenoloftaleiny jako wskaźnika. Zużyto średnio 9,0 cm 3 roztworu wodorotlenku sodu. Proces zachodzi w warunkach, w których reaguje tylko bardziej kwasowa grupa funkcyjna, a więc stosunek molowy n wodorotlenku : n kwasu = 1 : 1.

Na podstawie: M. Zając, A. Jelińska, Ocena jakości substancji i produktów leczniczych, Poznań 2010.

1. Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej podczas opisanego procesu miareczkowania (wodorotlenku z kwasem). Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych.
2. Oblicz, w procentach masowych, zawartość kwasu salicylowego w spirytusie salicylowym na podstawie przytoczonych wyników miareczkowania.

W wyniku reakcji chemicznej roztworu siarczanu(IV) sodu z siarką otrzymuje się wodny roztwór tiosiarczanu sodu. Proces ten można opisać równaniem:

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.

W wodzie rozpuszczono 6,3 g

i dodano nadmiar siarki. Otrzymaną mieszaninę gotowano przez pewien czas, po czym przesączono w celu usunięcia nadmiaru siarki. Z przesączu po ochłodzeniu otrzymano 5,2 g kryształów uwodnionego tiosiarczanu sodu. Ten związek, poddany odwodnieniu pod obniżonym ciśnieniem, zmniejszył swoją masę o 36,3%

Wykonaj odpowiednie obliczenia i podaj wzór hydratu tiosiarczanu sodu, który otrzymano z mieszaniny poreakcyjnej w wyniku krystalizacji.

W wyniku reakcji chemicznej roztworu siarczanu(IV) sodu z siarką otrzymuje się wodny roztwór tiosiarczanu sodu. Proces ten można opisać równaniem:

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.

W wodzie rozpuszczono 6,3 g

i dodano nadmiar siarki. Otrzymaną mieszaninę gotowano przez pewien czas, po czym przesączono w celu usunięcia nadmiaru siarki. Z przesączu po ochłodzeniu otrzymano 5,2 g kryształów uwodnionego tiosiarczanu sodu. Ten związek, poddany odwodnieniu pod obniżonym ciśnieniem, zmniejszył swoją masę o 36,3%.

Załóż, że synteza tiosiarczanu sodu zachodzi z wydajnością 100%, i oblicz, jaka była wydajność procesu krystalizacji.

Azotany(III) ulegają w roztworach wodnych odwracalnej reakcji hydrolizy anionowej zgodnie z równaniem:

Oblicz stałą równowagi tej reakcji w temperaturze 25 °C. W obliczeniach wykorzystaj wartość stałej dysocjacji Ka kwasu azotowego(III) oraz iloczynu jonowego wody Kw w tej temperaturze. Przyjmij, że stężenie wody jest stałe.

W zamkniętym naczyniu pomiędzy substancjami X, Y oraz Z, które w temperaturze T i pod ciśnieniem p są gazami, ustala się stan równowagi chemicznej.

Zmianę liczby moli reagentów X, Y oraz Z w trakcie procesu przedstawia poniższy wykres.

Reakcja, dla której zmianę liczby moli reagentów przedstawiono na wykresie, przebiegała w reaktorze o pojemności 4 dm3. W temperaturze T i pod ciśnieniem p do reaktora wprowadzono substrat reakcji X i badano zmiany liczby moli reagentów w trakcie trwania procesu prowadzącego do ustalenia stanu równowagi dynamicznej.

Oblicz stężeniową stałą równowagi Kc opisanego procesu w temperaturze T.

W procesie parowego reformingu metanu (konwersji metanu z parą wodną) w pierwszym etapie ten gaz reaguje z parą wodną w obecności katalizatora niklowego – w temperaturze około 1070 K i pod ciśnieniem około

zgodnie z równaniem:

Pomimo że stechiometryczny stosunek molowy substratów reakcji jest równy 1, ten proces prowadzi się przy nadmiarze pary wodnej.

Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.

1. Określ, czy wzrost temperatury wpływa na zwiększenie wydajności opisanej reakcji konwersji, jeżeli zachodzi ona pod stałym ciśnieniem p, oraz czy wzrost ciśnienia skutkuje wzrostem wydajności tej reakcji. Odpowiedź uzasadnij.

2. Szybkość opisanej reakcji wzrasta ze wzrostem ciśnienia.
Poniżej zestawiono warunki, w jakich przeprowadza się opisany proces parowego reformingu metanu:

Dokończ poniższe zdania – wpisz numery wszystkich warunków prowadzenia procesu, które wpływają na szybkość i wydajność konwersji metanu.

1. Warunki sprzyjające dużej szybkości reakcji: …………………………………………………………….
2. Warunki sprzyjające dużej wydajności reakcji: …………………………………………………………

3. Oblicz, ile m3 wodoru w przeliczeniu na warunki normalne powstało w pierwszym etapie parowego reformingu metanu prowadzonego w temperaturze 1070 K i pod ciśnieniem

jeżeli wykorzystano 1 m3 metanu odmierzony w warunkach przemiany oraz nadmiar pary wodnej. Wydajność przemiany metanu była równa 95%.