121 likes | 326 Views
Interdependenţa CHIMIE-MATEMATICĂ, relaţie esenţială în rezolvarea problemelor de chimie. Activitate MaST CH-1 profesor Rodica Găinar Echipa Mast, clasa a IX-a. Interdependenţa chimie-matematică.
E N D
Interdependenţa CHIMIE-MATEMATICĂ, relaţie esenţială în rezolvarea problemelor de chimie Activitate MaST CH-1 profesor Rodica Găinar Echipa Mast, clasa a IX-a
Interdependenţa chimie-matematică • De obicei, pentru rezolvarea problemelor de chimie avem nevoie de un aparat matematic simplu, însă o parte din problemele pe care ni le propune practica implică folosirea sistemelor de ecuaţii şi a ecuaţiilor matematice pentru găsirea soluţiilor problemelor.
Probleme de amestecuri de soluţii 1.În ce raport trebuie amestecate 2 soluţii de saramură cu concentraţiile de 5% şi respectiv 30% pentru a se obţine o soluţie cu concentraţia 20%. Pentru rezolvarea acestei probleme este nevoie de un sistem de ecuaţii.
Probleme de amestecuri de soluţii Pentru rezolvare ne folosim de formula concentraţiei procentuale: unde: c - concentraţia procentuală md- masa de substanţă dizolvată ms-masa soluţiei Aplicăm formula pentru cele 2 soluţii: sau Pentru soluţia finală vom avea:
Probleme de amestecuri de soluţii Se observă că avem 3 ecuaţii şi 4 necunoscute; pentru rezolvare avem nevoie de relaţia dintre cele 3 soluţii; soluţia finală se obţine amestecând primele 2 soluţii adică: mdfinal= md1+md2 msfinal= ms1+ms2 Dacă înlocuim în prima ecuaţie masa substanţei dizolvate în funcţie de masa soluţiei: msfinal= ms1+ms2
Probleme de amestecuri de soluţii Se înlocuieşte msfinal în prima ecuaţie şi se obţine: cfinal(ms1+ms2) = c1ms1+ c2ms2 de unde: ms1(cfinal –c1) = ms2(c2 –cfinal) raportul: ms1/ms2=(c2 –cfinal)/(cfinal –c1) Pentru problema dată: ms1/ms2=(30–20)/(20–5) ms1/ms2=10/15
Constanta de echilibru 1. Constanta de echilibru pentru reacţia dintre acidul acetic şi etanol este 4. Ecuaţia reacţiei chimice este: CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 +H2O Calculaţi compoziţia amestecului la echilibru dacă iniţial s-au luat în lucru 1 mol acid şi 2 moli alcool.
Pentru rezolvarea problemei vom centraliza datele în tabelul de mai jos: Dacă înlocuim datele se obţine: Constanta de echilibru este:
Constanta de echilibru Calculele ne conduc la o ecuaţie de gradul II: x2 = 4(1-x)(2-x) adică x2 = 8-12x+4x2 sau 3x2–12 x+8=0 Soluţiile ecuaţiei sunt: x1= 3,153 moli; x2=0,845 moli Dintre cele 2 soluţii numai x2 este acceptată deoarece x<1 Compoziţia sistemului la echilibru este: acid=0,155 moli; alcool=1,155 moli ester=0,845 moli; apa=0,845 moli