Zadanie 1. Bromek pewnego jednowartościowego metalu używany jest w technice fotograficznej. Związek ten powstaje w reakcji azotanu (V) tego metalu z bromkiem potasu. Do reakcji użyto 110,5 g azotanu (V) tego metalu i w wyniku reakcji uzyskano 122,2 g bromku tego metalu. Na podstawie odpowiednich obliczeń ustal, jaki metal wchodził w skład tego bromku.
/Kaczmarek, Chemia – Tydzień po tygodniu do matury. Wyd. Zielona Sowa, Warszawa 2013/
Odpowiedź
Oznaczmy szukany metal jako X i napiszmy równanie zachodzącej reakcji:
XNO3 + KBr → XBr + KNO3
Na podstawie stechiometrii reakcji układamy prostą proporcję zawierającą podane w treści zadania masy azotanu (V) oraz bromku metalu X:
110,5g XNO3 – 122,2g XBr
M(XNO3) – M(XBr)
x = masa molowa X
110,5g XNO3 – 122,2g XBr
(62 + x) – (80 + x)
110,5 * (80 + x) = 122,2 * (62 + x)
8840 + 110,5x = 7576,4 + 122,2x
1263,6 = 11,7x
x = 108
W układzie okresowym sprawdzamy, że szukanym przez nas metalem jest srebro, które oczywiście można było już podejrzewać po informacji, że jego bromek jest wykorzystywany w technice fotograficznej.
Zadanie 2. Na stop glinu i magnezu o masie 1,05 g podziałano stężonym kwasem solnym, otrzymując 1,232 dm3 wodoru. Jaka była procentowa zawartość glinu w stopie?
/Persona, Dymara, Chemia Repetytorium. Wyd. Medyk, Warszawa 2012/
Odpowiedź
Na początek reakcje! Nawet jeśli nie masz zielonego pojęcia, jak zrobić zadanie, to przynajmniej napisz równania reakcji, bardzo często dostaniesz za to jeden punkt
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
Co dalej? Aż się prosi, aby przeliczyć objętość wodoru na liczbę moli, korzystając z objętości molowej gazów.
n = v/V
n = 1,232/22,4 = 0,055 mola
A teraz najważniejsza część zadania. Zawsze przy obliczaniu stechiometrii mieszanin musimy ułożyć układ dwóch równań. Zawsze! I to jest największa trudność, później czysta matematyka.
Wprowadzamy dwie niewiadome:
x - liczba moli glinu w stopie
y - liczba moli magnezu w stopie
Oczywiście równie dobrze nasze niewiadome mogłyby oznaczać masę poszczególnych metali, wyjdzie na to samo.
Mamy dwie dane: masę mieszaniny, oraz objętość wydzielonego wodoru. Wykorzystujemy teraz każdą z nich do ułożenia odpowiedniego równania.
1,05 g = 27x + 24y
0,055 mola = 1,5x + y
W drugim równaniu pojawiło się 1,5x, ponieważ mówi nam o tym stechiometria reakcji (2Al → 3H2)
Rozwiązujemy układ równań i otrzymujemy:
x = 0,03
y = 0,01
Na koniec wystarczy przeliczyć to na masę i obliczyć skład procentowy glinu, czyli:
(0,03*27)/1,05 = 77,14%
Zadanie 3. W jakim stosunku molowym pozostaje woda do wodorotlenku potasu w roztworze otrzymanym przez działanie 3,9 g potasu na 10,8 g wody?
/Persona, Dymara, Chemia Repetytorium. Wyd. Medyk, Warszawa 2012/
Odpowiedź
Oczywiście zaczynamy od napisania poprawnego równania reakcji:
Już na pierwszy rzut oka widać, że substraty zostały zmieszane w stosunku niestechiometrycznym. Według równania reakcji 1 mol potasu reaguje z 1 molem wody (czyli 39g potasu reaguje z 18g wody), zatem ewidentnie to woda w tym przypadku jest substancją użytą w nadmiarze.
x = (3,9 * 18)/39 = 1,8g → tyle wody przereagowało
10,8g - 1,8g = 9g = 0,5mola → tyle wody pozostało po zakończeniu reakcji
Potrzebujemy jeszcze obliczyć liczbę moli powstałego KOH, a wystarczy do tego prosta proporcja wynikająca ze stechiometrii reakcji:
x = (3,9 * 1)/39 = 0,1 mola → tyle KOH otrzymano
Zatem stosunek n(H2O) : n(KOH) wynosi 0,5 : 0,1 = 5 : 1
Zadanie 4. Oblicz, w jakim stosunku masowym, w zaokrągleniu do liczb całkowitych, należy zmieszać azotan (V) potasu i azotan (V) amonu, aby otrzymać nawóz zawierający 20,90% masowych azotu.
/CKE, grudzień 2014/
Odpowiedź
Zadania polegające na policzeniu jakiegoś stosunku są zazwyczaj niezwykle schematyczne. Przyjmujemy najpierw dwie niewiadome, których stosunek chcemy policzyć, a następnie układamy sobie z nimi jedno równanie, wykorzystując wielkość podaną w treści zadania. Tak też zrobimy tym razem.
x - masa KNO3
y - masa NH4NO3
Przydadzą się na pewno masy molowe tych związków:
M(KNO3) = 101g/mol
M(NH4NO3) = 80g/mol
Napiszmy teraz wzór na procent masowy azotu w tej mieszaninie:
%N = m(azot) / m(mieszanina)
m(azot) = n(KNO3)*14 + n(NH4NO3)*28
m(azot) = (x/101)*14 + (y/80)*28
m(mieszanina) = x + y
%N = (14x/101 + 28y/80) / (x + y)
0,2090 = (14x/101 + 28y/80) / (x + y)
0,209x + 0,209y = 14x/101 + 28y/80
0,070x = 0,141y
x = 2y
m(KNO3) : m(NH4NO3) = x : y = 2y : y = 2 : 1
Zadanie 5. 
/CKE, grudzień 2013/
Odpowiedź
Typowe zadanie maturalne, które należy zrobić "od tyłu".
Mamy podaną masę końcowego produktu i teraz krok po kroku, wykonując proste obliczenia stechiometryczne, cofamy się aż do otrzymania masy wodorotlenku sodu:
97,5g – 79,5g → masy molowe Cu(OH)2 oraz CuO
x – 10g
x = 12,26g
2 * 40g – 97,5g → masy molowe NaOH oraz Cu(OH)2
y – 12,26g
y = 10,06g
Otrzymany wynik to masa substancji (wodorotlenku sodu). Ponadto w treści zadania podaną mamy objętość i gęstość roztworu. Musimy obliczyć najpierw masę roztworu, a później stężenie procentowe:
d = m / V
m = d * V
m = 1,22 * 41 = 50,02g
CP = (ms / mr) * 100%
CP = (10,06 / 50,02) * 100% = 20,11%
