Feladatok keverékekkel és ötvözetekkel az érettségi kémiából

Feladatok keverékekről és ötvözetekről a kémiából az orosz érettségi vizsgán

A cikk szerzője: O. V. Ovcsinnikoova, szakmai magántanár.
A keverékekkel és ötvözetekkel kapcsolatos feladatok a kémiából az orosz érettségin nagyon gyakoriak. Ezek megoldása világos elképzelést igényel arról, hogy mely anyagok lépnek reakcióba a feladatban szereplő reakciókban, és melyek nem.

Keverékről akkor beszélünk, amikor nem egyetlen, hanem több anyag (komponens) van „összekeverve” egy edényben. Az anyagok nem lépnek kölcsönhatásba egymással.

Tipikus tévedések és hibák a keverékekkel kapcsolatos feladatok megoldásakor.
A két anyagot egy reakcióba próbálják belefoglalni. Íme egy elterjedt hiba: „A kalcium- és bárium-oxidok keverékét sósavban oldották…”
Sokan olyan reakcióegyenletet írnak, mint:

Ez hibás. Hiszen ebben a keverékben bármilyen arányban jelen lehetnek az egyes oxidok! Az adott reakcióegyenlet azt feltételezi, hogy mindkettőből egyenlő mennyiség van.

Az a feltételezés, hogy az anyagok moláris aránya megegyezik a reakcióegyenletek együtthatóival.
Például:
A cink mennyisége = , az alumínium mennyisége = (a reakcióegyenlet együtthatójának megfelelően). Ez sem helyes. Ezek az arányok bármekkorák lehetnek, és nem kapcsolódnak egymáshoz.

Próbálkozások a „keverék anyagmennyiségének” meghatározására, ha az össztömeget elosztják az egyes komponensek moláris tömegének összegével.
Ez teljesen értelmetlen művelet. Minden egyes moláris tömeg csak egyetlen anyagra vonatkozhat.

A legtöbb ilyen feladatban fémek és savak közötti reakciókat használnak. Az ilyen feladatok megoldásához pontosan tudni kell, mely fémek reagálnak mely savakkal, és melyek nem.

Szükséges elméleti ismeretek.

A keverékek összetételének kifejezésének módjai.
A komponens tömegaránya a keverékben — az adott komponens tömege és a keverék össztömege közötti hányados. Általában a tömegarányt százalékban fejezik ki, de nem szükséges.

ahol — „oméga”, a komponens tömegaránya a keverékben, — a komponens tömege, — a keverék tömege.

A komponens moláris aránya a keverékben — az adott komponens mólainak (anyagmennyiség) és a keverék összes anyagmennyiségének mólja közötti hányados. Például, ha a keverékben az A, B és C anyagok szerepelnek, akkor:
ahol — „khi”, a komponens moláris aránya a keverékben, — az A komponens mólja.

A komponensek moláris aránya.
Előfordul, hogy egy keverék feladatában a komponensek moláris aránya szerepel. Például:

A komponens térfogataránya a keverékben (csak gázok esetén) — az A anyag térfogatának és az egész gázkeverék térfogatának hányadosa.
ahol — „fi”, a komponens térfogataránya a keverékben, — az A anyag térfogata, — az egész gázkeverék térfogata.

A fémek elektrokémiai feszültségi sorozata.

Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au

A fémek reakciói savakkal.
A savakhoz tartozó ásványi savak, amelyek minden oldható savat tartalmaznak (kivéve a salétromsavat és a koncentrált kénsavat, amelyek fémekkel való reakciója különböző módon zajlik), csak azokkal a fémekkel reagálnak, amelyek az elektrokémiai feszültségi sorozatban a hidrogén előtt (balra) találhatók.
Ezen kívül a több oxidációs állapottal rendelkező fémek (vas, króm, mangán, kobalt) a legkisebb oxidációs állapotot mutatják — ez általában 2+.

A salétromsav redukált termékei.

Minél aktívabb a fém, és minél alacsonyabb a sav koncentrációja, annál tovább redukálódik a nitrogén.

Választható sablonok a további szöveg kiterjesztéséhez: