Calcule cu marimi si unitati importante in chimie

CALCULE CU MARIMI SI UNITATI IMPORTANTE IN CHIMIE

Executarea corecta a calculelor in cadrul diverselor operatii de laborator si aplicatii de chimie, presupune cunoasterea principalelor notiuni care stau la baza evaluarii cantitative a transformarilor fizico-chimice. Aceste notiuni vor fi prezentate mai jos:

substanta chimica, element chimic, compus chimic;

masa atomica; atom-gram; kiloatom-gram;

masa moleculara; molecula-gram;  milimol, kilomol;

masa echivalenta sau echivalent-gram;

calcul de numar de moli sau atom-gram cunoscand masa substantei;

raportul de masa;

compozitia procentuala.

substanta chimica, element chimic, compus chimic

Substanta chimica este definita ca fiind un tip omogen de materie, cu o compozitie chimica bine definita.

Substantele chimice pot fi subimpartite in doua categorii: substante elementare (elemente chimice) si substante compuse (compusi chimici).

Elementul chimic poate fi definit ca fiind tipul de materie care consta din atomi de acelasi fel (adica din atomi ale caror nuclee au toate aceeasi sarcina electrica).

Elementele sunt reprezentate printr-un simbol, compus dintr-o litera sau doua, de exemplu, simbolul hidrogenului este H, al oxigenului O, al clorului Cl etc. Simbolurile tuturor elementelor chimice sunt trecute in sistemul periodic al lui Mendeleev.

Elementele chimice pot fi formate din unul sau mai multi atomi. Astfel gazele rare (argonul, neonul etc.) sunt elemente monoatomice, notandu-se cu Ar, Ne etc. In timp ce majoritatea gazelor obisnuite (oxigenul, clorul, azotul etc.) sunt biatomice, notandu-se cu O₂, H₂, Cl₂, N₂ etc. Exista si elemente poliatomice, ca de exemplu fosforul, P₄, sulful, S₈ etc.

Gradul de asociere al atomilor intr-un element poate sa varieze in functie de conditiile in care se afla elementul respectiv. De exemplu, in intervalul de temperatura  20 - 1000⁰C, sulful octoatomic S₈ trece succesiv, pe masura cresterii temperaturii, in S₆, S₄ si S₂. De aceea, trebuie retinut faptul ca denumirea de element biatomic, triatomic, tetratomic etc. se refera la starea elementului respectiv in conditii obisnuite de temperatura si presiune.

Compusul chimic poate fi definit ca fiind substanta rezultata prin combinarea, in anumite proportii, a doua sau mai multe elemente chimice. Compusul chimic rezultat are proprietati diferite de ale elementelor care il compun.

Orice compus chimic se reprezinta printr-o formula chimica, care indica numarul de atomi ai diferitelor elemente care intra in compozitia sa. De exemplu, formula acidului azotic HNO₃, a oxidului de magneziu MgO, a clorurii de zinc ZnCl₂ etc.

Moleculele chimice rezulta prin unirea (in anumite conditii  si dupa anumite reguli) a doi sau mai multi atomi. Atomii pot fi de acelasi fel sau diferiti. In primul caz se obtin molecule de substante elementare, ca de exemplu Cl₂, O₂, P₄ etc, in timp ce in al doilea caz se obtin molecule de substante compuse cum sunt MgO, ZnCl₂, SO₂, H₂O etc.

masa atomica, atom-gram,  kiloatom-gram

Masa atomica este o marime relativa care arata de cate ori atomul unui element este mai mare decat unitatea atomica de masa (u.a.m). Drept unitate atomica de masa s-a ales daltonul, care reprezinta a douasprezecea parte din masa atomului de carbon. Rezulta ca masa atomica este un numar fara dimensiuni. De exemplu, masa atomica a hidrogenului este 1,008, a oxigenului 16, a clorului 35,453 etc. Masele atomice se noteaza cu litera A urmata de indicele care indica substanta.

Eseu: ELEMENTE DE BOTANICA - criterii ( intrebari ) minimale Document online: Bazele moleculare ale apoptozei

Exemple:

A_H = 1, A_C = 12, A_Fe = 56

Atomul-gram (atom-g) este o marime dimensionala ce reprezinta cantitatea in grame dintr-un element, numeric egala cu masa lui atomica. Se calculeaza exprimand masa atomica in g.

Exemple:

1 atom-g O = 16g, 1 atom-g Al = 27g

Kiloatom-gram (katom-g) este o marime derivata: 1 Katom-g = 10³ atom-g, si se defineste ca marime dimensionala ce reprezinta cantitatea in kg dintr-un element, numeric egala cu masa lui atomica. Se calculeaza exprimand masa atomica in kg.

Exemple:

1 katom-g Cu = 64 kg, 1 katom-g C = 12 Kg

masa moleculara, molecula-gram,  milimol, kilomol

Masa moleculara, M, este o marime relativa ce arata de cate ori molecula unui element poliatomic sau molecula unei combinatii este mai mare decat u.m.a.

Masa moleculara reprezinta suma maselor atomice ale elementelor componente (tinand cont de coeficientii stoechiometrici). In calcule masele moleculare se rotunjesc.

Exemple:

M_HCl = 1 + 35,5 = 36,5 M_NaOH = 23 + 16 + 1 = 40

Molecula-gram, mol, este cantitatea in grame dintr-o substanta numeric egala cu masa moleculara a substantei.

Molul reprezinta cantitatea in grame dintr-o substanta egala cu suma maselor absolute a N particule, reprezentate printr-o formula chimica.

Se calculeaza exprimand masa moleculara in g.

Termenul de mol se aplica la:

substante cu formule moleculare cunoscute: H₂O, HCl etc.;

substante ce nu formeaza molecule: NaCl, CaCl₂ etc.;

la atomii liberi: H, Cl etc.;

la ioni: Na⁺, Cl^- etc.;

la particule subatomice: e^-.

Exemple:

1 mol O₂ = 32 g, 1 mol CaO = 56g

Milimol, mmol, este o marime derivata:

1 mmol = 10^-3 mol

si reprezinta cantitatea in mg dintr-o substanta, numeric egala cu masa ei moleculara. Se calculeaza exprimand masa moleculara in mg.

Exemple:

1 mmol F₂ = 38 mg, 1 mmol H₃PO₄ = 98 mg

Kilomol, kmol, este o marime derivata:

1 kmol = 10³ mol

si reprezinta cantitatea in kg dintr-o substanta, numeric egala cu masa ei moleculara. Se calculeaza exprimand masa moleculara in kg.

Exemple: :1 kmol Cl₂ = 71 kg, 1 kmol HNO₃ = 63 kg

masa echivalenta sau echivalent-gram

Echivalent chimic (gram) al unui element, este acea cantitate, exprimata in grame, din acest element care se combina cu 1 g de hidrogen sau 8 g oxigen.

In sensul teoriei atomice, echivalentii chimici reprezinta mase relative ale atomilor care se combina, raportate la masa atomului de hidrogen (cel mai usor atom).

Echivalentul gram:

la elemente se calculeaza prin impartirea masei atomice la valenta.

la saruri se calculeaza impartind masa moleculara la produsul dintre valenta metalului si numarul atomilor de metal;

la oxizi se obtine impartind masa moleculara a oxidului la produsul dintre numarul atomilor de metal sau nemetal si valenta acestuia;

la acizi si baze, se calculeaza impartind masa moleculara la numarul atomilor de hidrogen care se pot inlocui prin metale, respectiv numarul gruparilor oxidril, (OH).

Exemple:

₌ g echivalent

= g echivalent

g echivalent

g echivalent

g echivalent

Calcul de numar de moli sau de atom-gram cunoscand masa substantei

Numar de moli se calculeaza impartind masa substantei, exprimata in grame, la masa ei molara.

Numar de atomi-gram, se calculeaza impartind masa substantei elementare exprimata in grame la masa atomica a elementului.

Raportul de masa

- reprezinta raportul cantitativ al elementelor care compun unitatea de structura a substantei chimice compuse.

Compozitia procentuala

A calcula compozitia procentuala a unei substante compuse inseamna a calcula % in care sunt continute elementele respective in unitatea de structura.