Teisenda ühikud.

2.1 Arvuta hapniku aatomite hulk moolides 2 moolis H₂O-s.

Lahendus: 2 mol, sest ühes moolis vees on üks mool hapnikuaatomeid.

2.2 Arvuta hapniku aatomite hulk moolides 0.01 moolis KMnO₄-s.

Lahendus: 0.04 mol, sest igas molekulis KMnO₄-s on neli hapnikuaatomit.

2.3 Arvuta hapniku aatomite hulk moolides 15 moolis Ca(OH)₂-s.

Lahendus: 30 mol, sest igas molekulis Ca(OH)₂-s on kaks hapnikuaatomit.

2.4 Arvuta vesiniku aatomite hulk moolides järgmises gaasisegus: 1,5 mol CH₄ + 6,5 mol HCl + 0,75 mol H₂.

Lahendus: Kokku 14 mol vesinikuaatomeid, sest 1,5 mol CH₄ sisaldab 6 mol vesinikuaatomeid, 6,5 mol HCl sisaldab 6,5 mol vesinikuaatomeid ja 0,75 mol H₂  sisaldab 1,5 mol vesinikuaatomeid.

3.1 Mitu mooli on 3,612 × 10²⁴ ränidioksiidi molekuli?

Lahendus: 6 mol, 3,612 × 10²⁴ näitab ränidioksiidi molekulide arvu N.

\(n = {N\over N_A}={3.612 *10^{24}aatomit \over 6.02 *10^{23}aatomit/mol } = 6 mol\)

3.2 Mitu mooli on 6,02 × 10²³ ränidioksiidi molekuli? 

Lahendus: 1 mol, 6,02 × 10²³ näitab ränidioksiidi molekulide arvu N.

\(n = {N\over N_A}={6.02 *10^{23}aatomit \over 6.02 *10^{23}aatomit/mol } = 1 mol\)

3.3 Arvuta väävelhappe 1,204 × 10²⁴ molekuli hulk moolides.

Lahendus: 2 mol, 1,204 × 10²⁴ näitab väävelhappe molekulide arvu N.

\(n = {N\over N_A}={1.204 *10^{24}aatomit \over 6.02 *10^{23}aatomit/mol } = 2 mol\)

3.4 Arvuta Fe2(SO4)3 3,01 × 10²⁴ molekuli hulk moolides.

Lahendus: 5 mol, 3,01 × 10²⁴ näitab Fe2(SO4)3 molekulide arvu N.

\(n = {N\over N_A}={3.01 *10^{24}aatomit \over 6.02 *10^{23}aatomit/mol } = 5 mol\)

4.1 Arvuta molekulide arv 6,2 mol lämmastikoksiidis. 3,73×10²⁴ molekuli

Lahendus: 6,2 mol näitab ainehulka n.

N=n×N_A=6,2 mol×6,02×10²³aatomit/mol=3,73×10²⁴ molekuli

4.2 Arvuta molekulide arv 0,45 mol vesinikkloriidhappes. 2,71×10²³ molekuli

Lahendus: 0,45 mol näitab ainehulka n.

N=n×N_A=0,45 mol×6,02×10²³aatomit/mol=2,71×10²³ molekuli

4.3 Arvuta molekulide arv 30 mmol vees. 1,81×10²² molekuli

Lahendus: Teisendame 30 mmol moolideks. 30 mmol on 0,03 mol, see näitab ainehulka n.

N=n×N_A=0,03 mol×6,02×10²³aatomit/mol=1,81×10²² molekuli

4.4 Arvuta molekulide arv 15 kmol NaOH-s. 9,03×10²⁷ molekuli

Lahendus: Teisendame 15 kmol moolideks. 15 kmol on 15000 mol, see näitab ainehulka n.

N=n×N_A=15000 mol×6,02×10²³aatomit/mol=9,03×10²⁷ molekuli

Vali õige molaarmass.

1.1 Liitiumhüdroksiid: 24 g/mol

Lahendus: M(LiOH) = 7 + 16 + 1 = 24 (g/mol)

1.2 Dilämmastikpentaoksiid: 108 g/mol

Lahendus: M(N₂O₅) = 2×14 + 5 × 16 = 108 (g/mol)

1.3 Naatriumsulfaat: 142 g/mol

Lahendus: M(Na₂SO₄) = 2×23 + 32 + 4 × 16 = 142 (g/mol)

1.4 Alumiinium(III)sulfaat: 342 g/mol

Lahendus: M[Al₂(SO₄)₃] = 2×27 + 3(32 + 4 × 16) = 342 (g/mol)

1.5 Raud(III)karbonaat: 292 g/mol

Lahendus: M[Fe₂(CO₃)₃] = 2×56 + 3(12 + 3 × 16) = 292 (g/mol)

Arvuta ainehulk.

2.1 Mitu mooli on 3,12 grammi alumiiniumhüdroksiidi? 0,04 mol

Lahendus: 3,12 grammi näitab alumiiniumhüdroksiidi massi m. Alumiiniumhüdroksiidi valem on Al(OH)₃, leiame sellele molaarmassi.

M[Al(OH)₃] = 27 + 3(16 + 1) = 78 g/mol

Otsitav suurus on moolide arv n.

\(x = {m \over M} = {3.12g\over78 g/mol} = 0.04mol\)

2.2. Mitu mooli on 0,5 kg vääveltrioksiidi? 6,25 mol

Lahendus: 0,5 kg näitab vääveltrioksiidi massi m. Teisendame selle grammideks.

0,5 kg = 500 g

Vääveltrioksiidi valem on SO₃, leiame sellele molaarmassi.

M(SO₃) = 32 + 3 × 16 = 80 g/mol

Otsitav suurus on moolide arv n.

\(x = {m \over M} = {500g\over80 g/mol} = 6.25mol\)

2.3. Mitu mooli on 800 grammi raud(III)hüdroksiidi? 7,48 mol

Lahendus: 800 g näitab raud(III)hüdroksiidi massi m.

Raud(III)hüdroksiidi valem on Fe(OH)₃, leiame sellele molaarmassi.

M[Fe(OH)₃] = 56 + 3(16 + 1) = 107 g/mol

Otsitav suurus on moolide arv n.

\(x = {m \over M} = {800g\over 107 g/mol} = 7.48mol\)

2.4. Mitu mooli on 450 g vett? 25 mol

Lahendus: 450 g näitab vee massi m.

Vee molekulvalem on H₂O, leiame sellele molaarmassi.

M(H₂O) = 2×1 + 16 = 18 g/mol

Otsitav suurus on moolide arv n.

\(x = {m \over M} = {450g\over18 g/mol} = 25mol\)

3.1. Kui suur mass on 0,15 mol naatriumhüdroksiidil? 6 g

Lahendus: 0,15 mol näitab ainehulka (moolide arvu) n. Naatriumhüdroksiidi valem on NaOH, sellele saame arvutada molaarmassi.

M(NaOH) = 22 + 16 + 1 = 40 g/mol

Otsitav suurus on mass m.

m = n × M = 0,15 mol × 40 g/mol = 6 g

3.2. Kui suur mass on 31 mmol lämmastikhappel? 1,95 g

Lahendus: 31 mmol näitab ainehulka (moolide arvu) n. Teisendame selle moolideks.

31 mmol = 0,031 mol

Lämmastikhappe valem on HNO₃, sellele saame arvutada molaarmassi.

M(HNO₃) = 1 + 14 + 3×16 = 63 g/mol

Otsitav suurus on mass m.

m = n × M = 0,031 mol × 63 g/mol = 1,95 g

3.3. Kui suur mass on 6,02×10²³ vee molekulil? 18 g

Lahendus: 6,02×10²³ näitab vee molekulide arvu N. Kuna alati on teada Avogadro arv N_A = 6,02×10²³ aatomit/mol, saame leida vee moolide arvu.

\(n={N \over N_A} = {{6.02 * 10^{23} aatomit} \over 6.02 * 10^{23}aatomit/mol} = 1mol\)

Aine massi leidmiseks peame arvutama selle molaarmassi. Vee molekulvalem on H₂O, leiame sellele molaarmassi.

M(H₂O) = 2×1 + 16 = 18 g/mol

Leiame nüüd otsitava suuruse, massi m:

m = n × M=1 mol × 18 g/mol = 18 g

3.4. Vasta küsimustele.

Lahendus: Arvuta aine molaarmass, kui on teada, et 270 grammis aines oli aine hulk 15 mol. Vastus: 18 g/mol

Teada on aine mass m = 270 g ja aine hulk n = 15 mol. Nende andmetega saame leida otsitava suuruse, molaarmassi M.

\(M ={m \over n}= {270g \over 15 mol} = 18 g/mol\)

Arvuta ainehulk.

2.1. Mitu mooli on 2,8 dm³ lämmastikku (nt.)? 0.125 mol

Lahendus: 2,8 dm³ näitab aine ruumala V.

Samuti on teada gaasi molaarruumala V_m = 22,4 dm³/mol.

Otsitav suurus on moolide arv n = ?

\(n = {V\over V_M}={2.8dm^3 \over 22.4 dm^3/mol}=0.125 mol\)

2.2. Mitu millimooli on 7 l süsinikoksiidi (nt.)? 312.5 mmol

Lahendus: 7 l näitab aine ruumala V. Selle saab teisendada kuupdetsimeetriteks.

V = 7 l = 7 dm³

Samuti on teada gaasi molaarruumala V_m = 22,4 dm³/mol.

Otsitav suurus on moolide arv n, kusjuures vastus tuleb teisendada millimoolideks.

\(n = {V\over V_M}={7dm^3 \over 22.4 dm^3/mol}=0.3125 mol=312.5mmol\)

2.3. Mitu kilomooli on 336 dm³ süsinikdioksiidi (nt.)? 0.015 kmol

Lahendus: 336 dm³ näitab aine ruumala V.

Samuti on teada gaasi molaarruumala V_m = 22,4 dm³/mol.

Otsitav suurus on moolide arv n, kusjuures vastus tuleb teisendada kilomoolideks.

\(n = {V\over V_M}={336dm^3 \over 22.4 dm^3/mol}=15 mol=0.015kmol\)

3.1. Kui suur ruumala (dm³-tes) on 3,4 mol vesinikul (nt.)? 76,16 dm³

Lahendus: 3,4 mol näitab ainehulka n. Samuti on teada gaasi molaarruumala V_m = 22,4 dm³/mol.

Otsitav suurus on ruumala V.

V = n × V_m = 3,4 mol × 22,4 dm³/mol = 76,16 dm³

3.2. Mitu kuupmeetrit on 350 mol hapniku ruumala (nt.)? 7,84 m³

Lahendus: 350 mol näitab ainehulka n. Samuti on teada gaasi molaarruumala V_m = 22,4 dm³/mol.

Otsitav suurus on ruumala V, kusjuures vastus tuleb teisendada kuupmeetritesse.

V = n × V_m = 350 mol × 22,4 dm³/ mol = 7840 dm³ = 7,84 m³

3.3. Kui suur ruumala cm³-tes on 15 mmol lämmastikul (nt.)? 336 cm³

Lahendus: 15 mmol näitab ainehulka n. Samuti on teada gaasi molaarruumala V_m = 22,4 dm³/mol. Kuna 1 dm³ on 1000 cm³ ja 1 mol on 1000 mmol, saame seda esitada ka kujul 22,4 cm³/mmol.

Otsitav suurus on ruumala V, kusjuures vastus tuleb teisendada kuupsentimeetritesse.

V = n × V_m =15 mmol × 22,4 cm³/ mmol = 336 cm³

4.1 Kumma gaasi ruumala on (nt.) suurem, kas 44 g süsinikdioksiidi või 35 g süsinikoksiidi? Süsinikoksiid

Lahendus: Leiame kummagi gaasi ainehulgad n. Selleks tuleb esmalt arvutada nende molaarmassid.

M(CO₂) = 12 + 2×16 = 44 g/mol

M(CO) = 12 + 16 = 28 g/mol

\(n(CO_2) ={m\over M}= {44g \over 44 g/mol}=1mol\)

\(n(CO) ={m\over M}= {35g \over 28 g/mol}=1.25mol\)

Ainehulkade kaudu saame leida ruumalad, sest teada on V_m = 22,4 dm³/mol.

V(CO₂) = n × V_m = 1 mol × 22,4 dm³/mol = 22,4 dm³

V(CO) = n × V_m = 1,25 mol × 22,4 dm³/mol = 28 dm³

4.2. Kui suur mass on 5,6 dm³ vääveldioksiidil (nt.)? 16 g

Lahendus: Leiame ainehulga n.

\(n ={V\over V_M}= {5.6dm^3 \over 22.4 dm^3/mol}=0.25mol\)

Leiame vääveldioksiidi molaarmassi:

M(SO₂) = 32 + 2×16 = 64 g/mol

Sellest saab arvutada vääveldioksiidi massi.

m = n × M = 0,25 mol × 64 g/mol = 16 g

4.3. Mitu kilogrammi on 84 m³ süsinikdioksiidi mass (nt.)? 165 kg

84 m³ näitab aine massi m. Samuti on teada gaasi molaarruumala V_m = 22,4 dm³/mol. Kuna 1 dm³ on 0,001 m³ ja 1 mol on 0,001 kmol, saame seda esitada ka kujul 22,4 m³/kmol. Leiame ainehulga n.

\(n ={V\over V_M}= {85m^3 \over 22.4 m^3/kmol}=3.75kmol\)

Leiame süsinikdioksiidi molaarmassi:

M(CO₂) = 12 + 2×16 = 44 g/mol = 44 kg/kmol

Sellest saab arvutada süsinikdioksiidi massi.

m = n × M = 3,75 kmol × 44 kg/kmol = 165 kg

PS: Ülesande arvutused võib teha ka nii, et arvutused teed ühikutega dm³, mol ja dm³/mol ning teisendad alles viimases arvutuses massi kg-ks. Lõppvastus peab tulema sama olenemata sellest, mis ühikutes arvutad.

4.4. Balloonis on normaaltingimustel 200 liitrit hapnikku. Leia balloonis oleva hapniku mass. 286 g

Lahendus: Teada on hapniku ruumala V.

V = 200 l = 200 dm³

Leiame ainehulga n.

\(n ={V\over V_M}= {200dm^3 \over 22.4dm^3/mol}=8.93mol\)

Leiame hapniku molaarmassi:

M(O₂) = 2×16 = 32 g/mol

Ja arvutame hapniku massi:

m = n × M = 8,93 mol × 32 g/mol ≈ 286 g

1.1. Mitu mooli hapnikku kulub reageerimiseks 12 mooli kaaliumiga?

Vastus: 3 mol

Lahendus. Esmalt kirjutame välja reaktsioonivõrrandi kaaliumi ja hapniku vahel.

4K + O₂ → 2K₂O

Meil on teada kaaliumi moolide arv (12 mol), otsime hapniku moolide arvu.

n(K) = 12 mol

n(O₂) = ?

Tasakaalustatud reaktsioonivõrrandist on näha, et K ja O₂ moolsuhe on 4:1. Järelikult peab O₂ moolide arv olema 4 korda väiksem ehk 12/4 = 3 mol.

Alternatiivse lahendusena kirjutame välja järgneva seose:

4 – 1 = 12 mol – x mol (x on hapniku moolide arv)

Siit saame avaldada hapniku moolide arvu: \(n(O_2)= {12mol*1 \over 4}=3mol\)

1.2. Etanool, mille summaarne valem on C₂H₆O, põleb hapniku juuresolekul andes vee ja süsihappegaasi. Mitu mooli etanooli põles, kui reaktsiooni käigus eraldus 2,5 mooli süsihappegaasi?

Vastus: 1,25 mol

Lahendus: Kirjutame välja etanooli hapniku juuresolekul põlemise võrrandi:

C₂H₆O + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Siit näeme, et ühe mooli etanooli põlemisel tekib kaks mooli süsihappegaasi, suhe on 1:2. Reaktsiooni käigus tekkis 2,5 mooli süsihappegaasi, seega etanooli oli kaks korda vähem ehk 1,25 mooli.

1.3. Naatriumhüdroksiidi ja vesinikkloriidhappe vahelist reaktsiooni nimetatakse ka neutralisatsioonireaktsiooniks. Mitu mooli naatriumhüdroksiidi peab reageerima 73 grammi vesinikkloriidhappega selle mõju neutraliseerimiseks?

Vastus: 2 mol

Lahendus: Kirjutame välja naatriumhüdroksiidi ja vesinikkloriidhappe vahelise neutralisatsioonireaktsiooni:

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

On teada HCl mass (m = 73 grammi), mille põhjal saame leida HCl moolide arvu n.

\(n={m \over M} = {73g \over 36,5 g/mol} = 2mol\)

Reaktsioonivõrrandist näeme, et naatriumhüdroksiidi ja vesinikkloriidhappe moolsuhe on 1:1. Järelikult on naatriumhüdroksiidi tarvis samuti 2 mooli.

1.4. Rakuhingamise saab summaarselt kokku võtta järgmise reaktsiooniga:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

Mitu mooli hapnikku kulub 15 mooli glükoosi lagundamiseks?

Vastus: 90 mol

Lahendus: Reaktsioonivõrrandist näeme, et glükoosi ja hapniku moolsuhe on 1:6. Seega kulub glükoosi lagundamisel hapnikku kuus korda rohkem kui glükoosi ehk 15 × 6 = 90 mol.

2.1 Magneesiumi ja vesinikkloriidhappe vahelisel reaktsioonil eraldub vesinikku. Mitu mooli vesinikku eraldub reaktsioonil 3,6 grammi magneesiumiga?

Vastus: 0,15 mol

Lahendus: Kirjutame välja magneesiumi ja vesinikkloriidhappe vahelise reaktsiooni:

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

On teada magneesiumi mass m(Mg) = 3,6 grammi, vaja on leida vesiniku moolide arv n(H₂). Reaktsioonivõrrandist näeme, et ühe mooli magneesiumi reageerimisel tekib üks mool vesinikku ehk moolsuhe on 1:1. Järgmise sammuna leiame magneesiumi moolide arvu:

\(n= {m\over M} = {3.6g \over 24g/mol}=0.15mol\)

Kuna moolsuhe on 1:1, tekib vesinikku samuti 0,15 mol.

2.2 Naatriumhüdroksiidi ja vesinikkloriidhappe vahelist reaktsiooni nimetatakse ka neutralisatsioonireaktsiooniks. Mitu grammi naatriumhüdroksiidi peab reageerima 73 grammi vesinikkloriidhappega selle mõju neutraliseerimiseks?

Vastus: 80 g

Lahendus: Kirjutame välja naatriumhüdroksiidi ja vesinikkloriidhappe vahelise neutralisatsioonireaktsiooni:

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

On teada HCl mass (m = 73 grammi), mille põhjal saame leida HCl moolide arvu n.

\(n= {m\over M} = {73g \over 36,5g/mol}=2mol\)

Reaktsioonivõrrandist näeme, et naatriumhüdroksiidi ja vesinikkloriidhappe moolsuhe on 1:1. Järelikult on naatriumhüdroksiidi tarvis samuti 2 mooli. Leiame selle ainehulga massi:

m = n × M = 2 mol × 40 g/mol = 80 g

2.3 Mitu mooli väävelhapet kulub reageerimiseks 35 grammi liitiumiga?

Vastus: 2,5 mol

Lahendus: kirjutame välja reaktsioonivõrrandi: 2Li + H₂SO₄ → Li₂SO₄ + H₂

Näeme, et liitiumi ja väävelhappe moolsuhe on reageerimisel 2:1. Meil on teada liitiumi mass (m = 35 g), sellest leiame liitiumi moolide arvu:

\(n= {m\over M} = {35g \over 7g/mol}=5mol\)

Moolsuhte 2:1 järgi leiame, et väävelhapet kulub kaks korda vähem kui liitiumit, seega 5/2 = 2,5 mooli.

2.4 Rakuhingamise saab summaarselt kokku võtta järgmise reaktsiooniga:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

Mitu grammi hapnikku kulub 15 mooli glükoosi lagundamiseks?

Vastus: 2880 g

Lahendus: Reaktsioonivõrrandist näeme, et glükoosi ja hapniku moolsuhe on 1:6. Seega kulub glükoosi lagundamisel hapnikku kuus korda rohkem kui glükoosi ehk 15×6 = 90 mol. Leiame selle ainehulga massi:

m = n × M = 90 mol × 32 g/mol = 2880 g

3.1 Magneesiumi ja vesinikkloriidhappe vahelisel reaktsioonil eraldub vesinikku. Mitu kuupdetsimeetrit vesinikku (nt.) eraldub reaktsioonil 3,6 grammi magneesiumiga?

Vastus: 3,36 dm³

Lahendus: Kirjutame välja magneesiumi ja vesinikkloriidhappe vahelise reaktsiooni:

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

On teada magneesiumi mass m(Mg) = 3,6 grammi, vaja on leida vesiniku ruumala V(H₂). Reaktsioonivõrrandist näeme, et ühe mooli magneesiumi reageerimisel tekib üks mool vesinikku ehk moolsuhe on 1:1. Järgmise sammuna leiame magneesiumi moolide arvu:

\(n= {m\over M} = {3,6g \over 24g/mol}=0,15mol\)

Kuna moolsuhe on 1:1, tekib vesinikku samuti 0,15 mol. Leiame molaarruumala abil selle ainehulga ruumala:

V = n × V_m= 0,15 mol ×22,4 dm³/mol = 3,36 dm³

3.2 Mitu kuupdetsimeetrit vesinikku (nt.) tekib väävelhappe reageerimisel 35 grammi liitiumiga?

Vastus: 56 dm³

Lahendus: Kirjutame välja reaktsioonivõrrandi: 2Li + H₂SO₄ → Li₂SO₄ + H₂

Näeme, et liitiumi ja tekkiva vesiniku moolsuhe on 2:1. Meil on teada liitiumi mass (m = 35 g), sellest leiame liitiumi moolide arvu:

\(n= {m\over M} = {35g \over 7g/mol}=5mol\)

Moolsuhte 2:1 järgi leiame, et vesinikku tekib moolides kaks korda vähem kui on reageerivat liitiumi, seega 5/2 = 2,5 mooli. Leiame molaarruumala abil selle ainehulga ruumala:

V = n × V_m = 2,5 mol ×22,4 dm³/mol = 56 dm³

3.3 Mitu kuupdetsimeetrit hapnikku kulub reageerimiseks 6,8 dm³ vesinikuga (nt.)?

Vastus: 3,4 dm³

Lahendus: kirjutame välja reaktsioonivõrrandi: 2H₂ + O₂ → 2H₂O

Näeme, et vesiniku ja hapniku moolsuhe on 2:1. Leiame vesiniku ruumala kaudu vesiniku moolide arvu:

\(n= {V\over V_m} = {6,8dm^3 \over 22,4dm^3/mol}=0.3mol\)

Hapnikku kulub moolides kaks korda vähem kui vesinikku, seega 0,3/2 = 0,15 mooli. Sellest saame leida hapniku ruumala:

V = n × V_m= 0,15 mol × 22,4 dm³/mol = 3,4 dm³

Alternatiivse lahendusena saab moolsuhte abil otse vesiniku ruumala teades hapniku ruumala leida, sest aine moolide arv n ja ruumala V on omavahel seoses konstandi, molaarruumala V_m kaudu. Seega, kuna vesiniku ruumala V on 6,8 dm³ ja moolsuhe hapnikuga on 2:1, kulub hapnikku kaks korda vähem ehk 6,8/2 = 3,4 dm³.

3.4 Rakuhingamise saab summaarselt kokku võtta järgmise reaktsiooniga:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂→ 6CO₂ + 6H₂O

Mitu liitrit hapnikku (nt.) kulub 0,5 mooli glükoosi lagundamiseks?

Vastus: 67,2 liitrit 

Lahendus: Reaktsioonivõrrandist näeme, et glükoosi ja hapniku moolsuhe on 1:6. Seega kulub glükoosi lagundamisel hapnikku kuus korda rohkem kui glükoosi ehk 0,5×6 = 3 mol. Leiame selle hapniku ainehulga ruumala:

V = n × V_m= 3 mol ×22,4 dm³/mol = 67,2 dm³=67,2 l

4.1 Mitu grammi vett tekib 2,8 dm³ hapniku (nt.) reageerimisel vesinikuga?

Vastus: 4,5 grammi

Lahendus: kirjutame välja reaktsioonivõrrandi: 2H₂ + O₂ → 2H₂O

Antud on hapniku ruumala V(O₂), tarvis on leida vee mass m(H₂O). Ruumalalt massile üleminekuks tuleb leida ainehulgad moolides. Hapniku ruumala teades saame leida hapniku moolide arvu:

\(n= {V\over V_m} = {2.8dm^3 \over 22,4dm^3/mol}=0.125mol\)

Reaktsioonivõrrandist selgub, et hapniku ja tekkiva vee moolsuhe on 1:2. Kuna hapnikku on 0,125 mol, tekib vett 0,125×2 = 0,25 mol. Siit saame juba leida vee massi: 

m = n × M = 0,25 mol × 18g/mol = 4,5 g

4.2 Inimene hingab ööpäevas välja umbes 470 dm³ süsinikdioksiidi. Mitu grammi glükoosi (C₆H₁₂O₆) tekib sellise koguse süsinikdioksiidi täielikul sidumisel taimede poolt fotosünteesi käigus? (Keemia põhikooli lõpueksam 2009)

6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂↑

Vastus: 630 g

Lahendus: reaktsioonivõrrandist näeme, et kuue mooli CO₂ reageerimisel tekib üks mool glükoosi ehk moolsuhe on 6:1. Teame CO₂ ruumala, sellest saame leida selle moolide arvu:

\(n= {V\over V_m} = {470dm^3 \over 22,4dm^3/mol}=21mol\)

Moolsuhte 6:1 järgi teame, et glükoosi tekib moolides kuus korda vähem, seega 21/6 = 3,5 mol. Nüüd saame juba leida glükoosi massi, arvutades esmalt selle molaarmassi.

M(C₆H₁₂O₆) = 6×12 + 12×1 + 6×16 = 180 g/mol

m = n × M = 3,5 mol × 180 g/mol = 630 g

4.3 Autode turvapadjad sisaldavad naatriumasiidi (NaN₃) ja kaaliumnitraati. Avarii korral käivitab sensor järgmise reaktsiooni:

10NaN₃ + 2KNO₃ → 5Na₂O + K₂O + 16N₂↑

Mitu dm³ (nt.) lämmastikku moodustub avarii korral, kui turvapadi sisaldab 175 g naatriumasiidi? (Keemia põhikooli lõpueksam 2012)

Vastus: 96,3 dm³

Lahendus: esmalt leiame naatriumasiidi moolide arvu:

M(NaN₃) = 23 + 3×14 = 65 g/mol

\(n= {m\over M} = {175g \over 65g/mol}=2,7mol\)

Reaktsioonivõrrandi järgi on naatriumasiidi ja tekkiva lämmastiku moolsuhe 10:16. Kuna naatriumasiidi on 2,7 mol, peab lämmastiku moolide arv olema \(16 \over 10\) võrra suurem ehk \(2.7 *{16 \over 10} = 4,3\)mol. Selle leidnuna saame juba leida tekkinud lämmastiku ruumala.

V = n × V_m =2,7 mol × 22, 4dm³/mol = 96,3 dm³

4.4 Kihisevate vitamiinitablettide lahustumisel vees reageerib tablettides sisalduv sidrunhape söögisoodaga (NaHCO₃). Ühe pakitäie kihisevate tablettide lahustumisel vees eraldub 6200 ml süsihappegaasi (nt). Mitu grammi sidrunhapet sisaldub pakitäies tablettides? (Keemia põhikooli lõpueksam 2016)

3NaHCO₃ + C₆H₈O₇ → Na₃C₆H₅O₇ + 3CO₂↑ + 3H₂O

Vastus: 17,3 g

Lahendus: Süsihappegaasi eraldub 6200 ml = 6,2 l = 6,2 dm³. Sellest saame leida selle moolide arvu:

\(n= {V\over V_m} = {6,2dm^3 \over 22,4dm^3/mol}=0,28mol\)

Reaktsioonivõrrandist näeme, et sidrunhappe ja CO₂ moolsuhe on 1:3. Kuna CO₂ moolide arv on teada, saab leida, et sidrunhappe moolide arv on 0,28/3 ≈ 0,09 mol. Nüüd saame juba leida sidrunhappe massi, arvutades esmalt selle molaarmassi.

M(C₆H₈O₇) = 6×12 + 8×1 + 7×16 = 192 g/mol

m = n × M = 0,09 mol × 192g/mol ≈ 17,3 g

2.1 Arvuta lahustunud aine protsendiline sisaldus, kui 250 cm³ lahust (ρ=1,21 g/cm³) sisaldab 84,7 grammi väävelhapet. (Anna vastus täisarvuna)

Vastus: 28%

Lahendus: Teada on V_lahus = 250 cm³, ρ=1,21 g/cm³ ja m_H2SO4 = 84,7 g. Väävelhappe protsendilise koostise ehk massiprotsendi leidmiseks peame teadma lahuse kogumassi. Leiame selle lahuse ruumala ja tiheduse järgi:

m=V_lahus × ρ = 250 cm³ × 1,21 g/cm³ = 302,5 g

Teades lahustunud aine massi ja lahuse kogumassi, leiame massiprotsendi.

\(P = {m_{aine} \over m_{lahus}} * 100 = {84.7 g\over 302.5g }*100 = 28 \)%

2.2 Ema keetis õunakompotti. Siirupi tegemiseks lahustas ta 3 liitris vees pool kilo suhkrut. Arvuta suhkru massiprotsent saadud lahuses. (Anna vastus täisarvuna)

Vastus: 14%

Lahendus: meil on teada m_suhkur = 0,5 kg, vee ruumala V_vesi = 3 l. Massiprotsendi leidmiseks tuleb leida lahuse kogumass, m_lahus = m_suhkur + m_vesi. Vee massi saame ruumala järgi arvutada (ρ_vesi on alati 1 kg/dm³):

m_vesi = V_vesi × ρ_vesi = 3 dm³ × 1 kg/dm³ = 3 kg

Järgmisena leiame lahuse kogumassi:

m_lahus = m_suhkur + m_vesi = 0,5 + 3 = 3,5 kg

Nüüd saab arvutada suhkru massiprotsendi lahuses:

\(P = {m_{suhkur} \over m_{lahus}} * 100 = {0.5 kg\over 3.5kg }*100 ≈ 14 \)%

2.3 500 g Kellukese joogis sisaldub 0,13 mol suhkrut C₁₂H₂₂O₁₁, mitme %-lise suhkrulahusega on tegemist? (Esita vastus täisarvuna)

Vastus: 9%

Lahendus: Teada on n_suhkur = 0,13 mol, m_lahus = 500 g ja suhkru brutovalem. Massiprotsendi leidmiseks on vaja leida suhkru mass, arvutades esmalt selle molaarmassi:

M(C₁₂H₂₂O₁₁) = 12×12 + 22×1 + 11×16 = 342 g/mol

m = n × M = 0,13 mol × 342g/mol = 44,5 g

Nüüd saab leida suhkru massiprotsendi joogis:

\(P = {m_{suhkur} \over m_{lahus}} * 100 = {44.5g\over 500g }*100 ≈ 9 \)%

2.4 Selleks, et Kellukese jook ei tunduks väga magus lisatakse sellele sidrunhapet, 1l Kellukese jooki sisaldab 1,8 g sidrunhapet, Kellukese joogi tihedus on 1,012 g/cm³. Mis on sidrunhappe protsent Kellukeses? (Anna vastus täpsusega üks koht peale koma)

Vastus: 0.2% 

Lahendus: Teada on V_lahus = 1 l, m_sidrunhape = 1,8 g, ρ_lahus = 1,012 g/cm³. Massiprotsendi leidmiseks on vaja teada lahuse massi, mille saab ruumala ja tiheduse järgi arvutada, teisendame esmalt liitrid kuupsentimeetriteks:

V_lahus = 1 l = 1 dm³ = 1000 cm³

m_lahus = V_lahus × ρ_lahus = 1000 cm³ × 1,012 g/cm³ = 1012 g

Nüüd saab leida sidrunhappe massiprotsendi joogis:

\(P = {m_{sidrunhape} \over m_{lahus}} * 100 = {1.8g\over 1012g }*100 ≈ 0.2 \)%

3.1 Glükoosi 5%-list lahust (tihedus 1,0175 g/cm³) kasutatakse süsivesikute- ja vedelikupuuduse raviks. Soovitatav annus täiskasvanud inimesel veenisisesel manustamisel on 500 ml lahust 3 tunni jooksul. Mitu grammi on selle glükoosilahuse mass? Esita vastused täisarvuna.

Vastus: 509 g

Mitu grammi glükoosi see lahus sisaldab? (Keemia põhikooli lõpueksam 2013)

Vastus: 25 g

Lahendus: Teades glükoosilahuse tihedust ja ruumala, saame leida selle massi:

m = V_lahus × ρ = 500 cm³ × 1,0175 g/cm³ = 508,75 ≈ 509 g

Lisaks on teada, et lahus sisaldab 5% glükoosi, seega massiprotsent P = 5%. Selle abil saame leida lahuses oleva glükoosi massi, sest oleme leidnud lahuse kogumassi.

\(m_{glükoos} = {m_{lahus}*P \over 100} = {509g*5\over 100 } = 25.45 ≈25g\)

3.2 Kurkide soolamiseks kasutatakse 8%-list soolvett. Mitu grammi soola ja mitu liitrit vett tuleb võtta, et valmistada 5 kg sellist soolvett (vee tihedus on 1 g/cm³)?

Vastus: 400 g soola; 4600 g vett ehk 4,6 l vett

Lahendus: Meil on teada soola massiprotsent P = 8% ja soolvee kogumass m = 5 kg = 5000 g. Nende abil saame leida soola massi lahuses:

\(m_{sool} = {m_{lahus}*P \over 100} = {5000g*8\over 100 } = 400g\)

Vee massi saame leida nii, et lahutame soolvee massist selles sisalduva soola massi:

m_vesi = m_lahus - m_sool = 5000 g-  400 g= 4600 g

Kuna aga küsitakse veehulka liitrites, peame leidma selle ruumala. Kuna oleme leidnud vee massi ja ülesandes on antud ka vee tihedus, saame selle arvutada.

\(V = {m \over ρ} = {4600g*8\over 1g/{cm}^3 } = 4600 cm^3 = 4.6 dm^3 = 4.6l\)

3.3 Domino küpsise pakis on 175 g küpsiseid, mis sisaldavad kokku 0,2% piimapulbrit. Arvuta mitu grammi piimapulbrit sisaldub ühes pakis Domino küpsites. (Anna vastus täpsusega kaks kohta pärast koma)

Vastus: 0,35 g

Lahendus: Antud on küpsiste kogumass m = 175 g ja piimapulbri massiprotsent P = 0,2%. Saame piimapulbri massi arvutada järgmise valemiga:

\(m_{piimapulber} = {m_{küpsised}*P_{piimapulber} \over 100} = {175g*0.2\over 100 } = 0.35g\)

3.4 Üks Kinderi Maxi Kingi batoon 35 g sisaldab 19 % rasvasid. Mitu grammi rasva sisaldab üks batoon? Anna vastus täpsusega kaks kohta pärast koma.

Vastus: 6,65 g

Lahendus: Sarnaselt eelmisele ülesandele on antud batooni kogumass m = 35 g ja rasvade massiprotsent P = 19%. Neid teades leiame rasvade massi batoonis:

\(m_{rasv} = {m_{batoon}*P_{rasv} \over 100} = {35g*19\over 100 } = 6.65g\)

4.1 Želatiini kasutatakse tarretise tegemiseks. Selleks lahustatakse želatiin kuumas vees, segatakse maitse- ja värvainetega ning saadud segu jahutatakse. Tugeva tarretise saamiseks peab segu želatiinisisaldus olema 3%. Tarretise valmistamiseks võeti kuus teelusikatäit želatiini. Mitu grammi vett oli vaja võtta, kui üks teelusikatäis želatiini kaalub 5 grammi? Anna vastus täisarvuna. (Keemia põhikooli lõpueksam 2021)

Vastus: 970 g vett

Lahendus: Meil on teada želatiini massiprotsent P = 3% ja võetud želatiini kogus. Seda võeti kuus teelusikatäit, kusjuures iga teelusikatäis kaalub 5 g, seega võetud želatiini mass on m_ž = 6×5 = 30 g. Leida tuleb vee mass tarretisesegus, kuid selle leidmiseks on esmalt vaja leida segu kogumass. Seda saab želatiini massi ja massiprotsendi abil teha:

\(m_{segu} = {m_{ž} \over P_ž} = {30g\over 0.03 } = {30g*100\over 3 } = 1000g\)

Nüüd saame leida vee massi segus, sest saame kogumassist želatiini massi maha lahutada:

m_vesi = m_segu - m_ž = 1000 g - 30 g = 970 g

4.2 Sool jõudis Tallinnasse peamiselt Prantsusmaalt, Portugalist ja Saksamaalt. Saksamaa tähtsaim soolatootmise keskus oli Lüneburg. Seal eraldati sool maapõuest välja pumbatud looduslikust suure soolasisaldusega veest. Lüneburgi soolvesi (ρ = 1,20 g/cm³) sisaldab 26,3% keedusoola.

a. Arvatakse, et keskajal tarbis üks inimene keskmiselt 6 kg soola aastas. Mitu kilogrammi Lüneburgi soolvett sisaldab sellise koguse soola? Anna vastus täpsusega üks koht pärast koma.

Vastus: 22,8 kg

b. Mitu liitrit on selle soolvee ruumala? Anna vastus täisarvuna. (Keemia põhikooli lõpueksam 2021)

Vastus: 19 l

Lahendus:

a. Antud on soola mass m_s = 6 kg ja soola massiprotsent vees, P = 26,3%. Nende abil saab leida soolvee kogumassi:

\(m_{soolvesi} = {m_{sool} \over P_{sool}} = {6kg\over 0.263 } = {6kg*100\over 26.3 } ≈ 22.8kg\)

b. Ülesandes on antud ka soolvee tihedus, ρ = 1,20 g/cm³ = 1,20 kg/dm³. Kuna teame nüüd soolvee massi, saame ruumala nende kahe suuruse kaudu leida:

\(V = {m \over ρ} = {22.8kg*8\over 1.2kg/{dm}^3 } = 19 dm^3 = 19l\)

4.3 Surnumeri on maailma üks soolasemaid veekogusid. Wikipedia andmetel on Surnumere vee keskmine soolasisaldus 31,5% ja tihedus 1,24 kg/dm³.

Mitu kilogrammi Surnumere vett tuleb võtta, et aurustumise tulemusena saada kätte täpselt 1000 g soola? Anna vastus täisarvuna.

Vastus: 3175 g Surnumere vett

Mitu liitrit on selle veekoguse ruumala? Anna vastus täpsusega kaks kohta pärast koma. (Keemia põhikooli lõpueksam 2010)

Vastus: 2,56 l

Lahendus: Surnumere vee massi leidmisel on meile abiks soola mass m_s = 1000 g ja soola massiprotsent P = 31,5%. Neist saame leida merevee massi:

\(m_{soolvesi} = {m_{sool} \over P_{sool}} = {1000g\over 0.315 } = {1000g*100\over 31.5 } = 3175g\)

Selle veekoguse ruumala leidmisel on meile abiks ülesandes antud merevee tihedus ρ = 1,24 kg/dm³. Lisaks on just arvutatud merevee mass. Nende abil leiame ruumala:

\(V = {m \over ρ} = {3.175kg*8\over 1.24kg/{dm}^3 } = 2.56 dm^3 = 2.56l\)

4.4 Kelluke sisaldab 100 ml (ρ = 1,034 g/cm³) joogis 8% suhkrut. Anna vastused täpsusega kaks kohta pärast koma.

a. Mitu grammi suhkrut on pooles liitris Kellukese joogis?

Vastus: 41,36 g suhkrut

b. Mitu liitrit vett on 500 ml Kellukeses?

Vastus: 0,48 l vett

Lahendus:

a. Küsitakse suhkru massi Kellukese joogis, mille ruumala V = 0,5 l = 500 ml. Meil on teada suhkru massiprotsent P = 8%, kuid mitte lahuse kogumass, mida on suhkru massi leidmiseks vaja tead Kuna on aga teada joogi tihedus ρ = 1,034 g/cm³, saame selle kogumassi leid

m = V_lahus × ρ = 500 cm³ × 1,034 g/cm³ = 517 g

Suhkru massiprotsendi ja joogi massi kaudu saame leida suhkru massi:

\(m_{suhkur} = {m_{lahus}*P \over 100} = {517g*8\over 100 } = 41.36g\)

b. Olemasolevate andmete põhjal ei saa kohe arvutada vee ruumala, küll aga saame leida vee massi, millest hiljem ruumala arvutada. Teame joogi kogumassi ja selles sisalduva suhkru massi, nii et vee mass on:

m_vesi = m_lahus - m_suhkur = 517 g - 41,36 g = 475,64 g

Eeldame, et tegemist on standardtingimustega, mille korral vee tihedus ρ = 1 g/cm³. Nüüd saame juba leida vee ruumala:

\(V = {m \over ρ} = {475.64g\over 1g/{cm}^3 } = 475.64cm^3=0.47564 dm^3 ≈ 0.48l\)

1.1 Arvuta lahuse molaarne kontsentratsioon, kui 1,50 l lahusesse on lisatud 1,45 mol KCl. Anna vastus täpsusega kaks kohta pärast koma.

Vastus: 0,97 M

Lahendus: Teada on ruumala V = 1,50 l ja moolide arv n = 1,45 mol. Neist saame arvutada molaarse kontsentratsiooni c:

\(c = {n \over V}={1.45 mol \over 1.50l}≈0,97 M\)

1.2 Arvuta lahuse molaarne kontsentratsioon, kui 10 ml lahusesse on lisatud 5,65 mmol Br₂. Anna vastus täpsusega kaks kohta pärast koma.

Vastus: 0,57 M

Lahendus: Teada on ruumala V = 10 ml ja moolide arv n = 5,65 mmol. Neist saame arvutada molaarse kontsentratsiooni c:

\(c = {n \over V}={5.65mmol \over 10ml}={5.65mol \over 10l}≈0,57 M\)

1.3 Arvuta lahuse molaarne kontsentratsioon, kui 1575 l lahusesse on lisatud 20,54 kg Al(NO₃)₃. Anna vastus täpsusega kaks kohta pärast koma.

Vastus: 0,06 M

Lahendus: Teada on ruumala V = 1575 l ja aine mass m = 20,54 kg. Molaarse kontsentratsiooni leidmiseks tuleb esmalt arvutada moolide arv n:

M[Al(NO₃)₃] = 213 g/mol

\(n = {m \over M}={20540g \over 213g/mol}=96.43mol\)

Nüüd saab leida molaarse kontsentratsiooni c:

\(c = {n \over V}={96.43mol \over 1575l}≈0,06 M\)

1.4 Arvuta lahuse molaarne kontsentratsioon, kui 1 l lahust sisaldas 0,515 g väävelhapet. Anna vastus täpsusega kolm kohta pärast koma.

Vastus: 0,005 M

Lahendus: Teada on ruumala V = 1 l ja aine mass m = 0,515 g. Molaarse kontsentratsiooni leidmiseks tuleb esmalt arvutada moolide arv n:

M(H₂SO₄) = 98 g/mol

\(n = {m \over M}={0.515g \over 98g/mol}=0.005mol\)

Nüüd saab leida molaarse kontsentratsiooni c:

\(c = {n \over V}={0.005mol \over 1l}=0,005 M\)

1.5 1 l piimas on 1,0 g Ca²⁺ ioone. Mis on Ca²⁺ molaarne kontsentratsioon piimas? Anna vastus täpsusega kolm kohta pärast koma.

Vastus: 0,025 M

Lahendus: Teada on ruumala V = 1 l ja Ca²⁺ ioonide mass m = 1,0 g. Molaarse kontsentratsiooni leidmiseks tuleb esmalt arvutada moolide arv n:

M(Ca²⁺) = 40 g/mol

\(n = {m \over M}={1.0g \over 40g/mol}=0.025mol\)

Nüüd saab leida molaarse kontsentratsiooni c:

\(c = {n \over V}={0.025mol \over 1l}=0,025 M\)

2.1. 1,0 M Fe(NO₃)₃ lahus sisaldab 10 g ainet. Arvuta lahuse ruumala milliliitrites. Anna vastus täisarvuna.

Vastus: 41 ml

Lahendus: Teada on aine mass m = 10 g ja selle molaarne kontsentratsioon c = 1,0 M. Kui kontsentratsioon on teada, siis ruumala leidmiseks on veel vaja teada moolide arvu. Seda saab Fe(NO₃)₃ massi abil leida:

M[Fe(NO₃)₃] = 242 g/mol

\(n = {m \over M}={10g \over 242g/mol}=0.041mol\)

Nüüd saab leida lahuse ruumala V:

\(V = {n \over c}={0.041mol \over 1.0M}=0.041l =41ml\)

2.2. 1,22 M lahuse lahjendamisel saadi 0,17 liitrit 0,36 M C₃H₇OH lahust. Arvuta esialgse lahuse ruumala? Anna vastus täpsusega kaks kohta pärast koma.

Vastus: 0,050 l

Lahendus: Lahuste lahjendamise ülesannetes on abiks asjaolu, et lahjendamisel lisatakse lahustit, kuid aine (selles ülesandes C₃H₇OH) moolide arv n jääb mõlemas lahuses samaks. Seega tuleb leida moolide arv lõpplahuses ja hiljem selle alusel arvutada alglahuse ruumala.

Lõpplahuse andmed on teada: V_lõpp = 0,17 l, c_lõpp = 0,36 M; leiame moolide arvu n:

n = V_lõpp × c_lõpp = 0,17 l × 0,36 M = 0,0612 mol

Kuna see on moolide arv ka alglahuses, saame nüüd arvutada esialgse lahuse ruumala:

\(V_{alg} = {n \over c_{alg}}={0.0612mol \over 1.22M}=0.05l \)

2.3. 15 mg Na₂SO₄ sisaldus 0,6 M lahuses. Kui suur on lahuse ruumala milliliitrites? Anna vastus täpsusega kolm kohta pärast koma.

Vastus: 0,176 ml

Lahendus: Teada on kontsentratsioon c = 0,6 M ja aine mass m = 15 mg. Lahuse ruumala leidmiseks tuleb esmalt arvutada moolide arv n:

M(Na₂SO₄) = 142 g/mol = 142 mg/mmol

\(n = {m \over M}={15mg \over 142g/mol}=0.1056mmol\)

Nüüd saab leida lahuse ruumala V:

\(V = {n \over c}={0.1056mmol \over 0.6mmol/ml}=0.176ml \)

2.4. Mitmes ml lahuses peaks lahustama 250 kg NaNO₃, et lahuse kontsentratsioon oleks 5 M? Anna vastus täisarvuna.

Vastus: 588235 ml

Lahendus: Teada on NaNO₃ mass m = 250 kg ja soovitav kontsentratsioon c = 5 M. Lahuse ruumala leidmiseks tuleb jällegi esmalt arvutada moolide arv n:

M(NaNO₃) = 85 g/mol

\(n = {m \over M}={250000g \over 85g/mol}=2941.1765mol\)

Nüüd saab leida lahuse ruumala V:

\(V = {n \over c}={2941.1765mol \over 5M}=588.235l=588235ml\)

3.1. Mitu mooli ja mitu grammi ammooniumsulfaati sisaldub 150 cm³ 0.5 M (NH₄)₂SO₄ lahuses? Vastust ära ümarda.

Vastus: 0,075 mol ja 9,9 g

Lahendus: Teada on ruumala V = 150 cm³ ja kontsentratsioon c = 0,5 M. Neist saame arvutada moolide arvu n:

n = V × c = 0,15 dm³ × 0,5 M = 0,075 mol

Seda teades saab arvutada (NH₄)₂SO₄ massi:

M[(NH₄)₂SO₄] = 132 g/mol

m = n × M = 0,075 mol × 132 g/mol = 9,9 g

3.2. Kui suur on ainehulk, mis on lahustatud 25 ml 0,4 mol/dm³ lahuses?

Vastus: 0,01 mol

Lahendus: Teada on ruumala V = 25 ml ja molaarne kontsentratsioon c = 0,4 mol/dm³. Neist saame arvutada ainehulga n:

n = V × c = 25 cm³ × 0,4 mol/dm³ = 0,025 dm³ × 0,4 mol/dm³ = 0,01 mol

3.3. Mitu mooli väävelhapet on 2 l 18,5 M väävelhappe lahuses?

Vastus: 37 mol

Lahendus:Teada on ruumala V = 2 l ja molaarne kontsentratsioon c = 18,5 M. Neist saame arvutada moolide arvu n:

n = V × c = 2 l × 18,5 mol/l = 37 mol

3.4. Mitu mooli FeSO₄ on 325 ml 1,8 × 10⁻⁶ M FeSO₄ lahuses? Vastust ära ümarda.

Vastus: 0,000000585 mol

Lahendus: Teada on lahuse ruumala V = 325 ml ja molaarne kontsentratsioon c = 1,8×10⁻⁶ M. Neist saame arvutada moolide arvu n:

n = V × c = 0,325 l × 1,8 × 10^-6 mol/l = 0,000000585 mol

4.1. 500 ml lahusesse oli lisatud 0,2 mol CaCl₂ ja 0,7 mol HCl. Arvuta kloriidioonide ja vesinikioonide kontsentratsioon lahuses. Anna vastus täpsusega üks koht pärast koma.

Vastus: 2,2 M; 1,4 M

Lahendus: Teada on lahuse ruumala V = 500 ml, CaCl₂ moolide arv n(CaCl₂) = 0,2 mol ja HCl moolide arv n(HCl) = 0,7 mol. Vaja on leida c(Cl^-) ja c(H⁺).

Kirjutame välja kummagi ühendi dissotsiatsioonivõrrandid:

1) CaCl₂ → Ca²⁺ + 2Cl^-

2) HCl → H⁺ + Cl^-

Võrrandist 1) näeme, et 1 mooli CaCl₂ dissotsieerumisel tekib 2 mooli kloriidioone. Seega tekib 0,2 mol CaCl₂ dissotsiatsioonil 2×0,2 = 0,4 mol kloriidioone.

Võrrandi 2) põhjal saame öelda, et HCl dissotsiatsioonil tekib 1×0,7 = 0,7 mol kloriidioone. Vesinikioone tekib sama palju, seega n(H⁺) = 0,7 mol.

Kloriidioone on kokku n(Cl^-) = 0,4 + 0,7 = 1,1 mol.

Ioonide ainehulki teades saame arvutada nende kontsentratsioonid lahuses.

\(c(Cl^-)={n \over V}={1.1mol \over 0.5l}=2.2M\)

\(c(H^+)={n \over V}={0.7mol \over 0.5l}=1.4M\)

4.2. Arvuta fosfaatioonide ja kaaliumioonide ainehulk ning molaarne kontsentratsioon 200 ml 0,4 M kaaliumfosfaadi täielikul dissotsiatsioonil. Lõppvastuseid ära ümarda.

Vastus: 0,24 mol; 1,2 M; 0,08 mol; 0,4 M

Lahendus: Teada on lahuse ruumala V = 200 ml ja K₃PO₄ molaarne kontsentratsioon c(K₃PO₄) = 0,4 M. Neist saame leida K₃PO₄ moolide arvu:

n = V × c = 0,2 l × 0,4 mol/l = 0,08 mol

Kirjutame välja K₃PO₄ dissotsiatsioonivõrrandi:

K₃PO₄ → 3K⁺ + PO₄^3-

Võrrandist näeme, et dissotsiatsioonil tekkivate kaaliumioonide moolide arv on kolm korda suurem kui dissotsieerumata soola ja fosfaatioonide omad. Seega n(K⁺) = 3×0,08 = 0,24 mol ja n(PO₄^3-) = 0,08 mol.

Ainehulki teades saame leida ka ioonide molaarsed kontsentratsioonid:

\(c(K^+)={n \over V}={0.24mol \over 0.2l}=1.2M\)

\(c(PO^{-3}_4)={n \over V}={0.08mol \over 0.2l}=0.4M\)

4.3. Arvuta kui palju bromiidioone ja magneesiumi ioone tekib 400 ml 0,15 M magneesiumbromiidi täielikul dissotsieerumisel. Anna vastus ühe koma koha täpsusega.

Vastus: N(Mg²⁺)= 3,6 × 10²², N(Br⁻)= 7,2 × 10²²

Lahendus: Teada on lahuse ruumala V = 400 ml ja MgBr₂ molaarne kontsentratsioon c(MgBr₂) = 0,15 M. Neist saame leida MgBr₂ moolide arvu:

n = V × c = 0,4 l × 0,15 mol/l = 0,06 mol

Kirjutame välja MgBr₂ dissotsiatsioonivõrrandi:

MgBr₂ → Mg²⁺ + 2Br^–

Võrrandist näeme, et dissotsiatsioonil tekkivate kloriidioonide moolide arv on kaks korda suurem kui dissotsieerumata soola ja magneesiumioonide omad. Seega n(Mg²⁺) = 1×0,06 = 0,06 mol ja n(Br^–) = 2×0,06 = 0,12 mol.

Osakeste arvu leidmiseks tuleb ainehulgad läbi korrutada Avogadro arvuga N_A:

N(Mg²⁺) = n × N_A = 0,06 mol × 6,02 × 10²³ aatomit/mol = 3,6×10²²

N(Br^-) = n × N_A = 0,12 mol × 6,02 × 10²³ aatomit/mol = 7,2×10²²

4.4. 0,250 l lahusesse oli lisatud 0,2 mol väävelhapet ja 0,5 mol alumiiniumsulfaati. Arvuta alumiiniumi ioonide ja sulfaatioonide kontsentratsioon lahuses. Lõppvastuseid ära ümarda.

Vastus: 6,8 M; 4 M

Lahendus: Teada on lahuse ruumala V = 0,25 l, H₂SO₄ moolide arv n(H₂SO₄) = 0,2 mol ja Al₂(SO₄)₃ moolide arv n[Al₂(SO₄)₃] = 0,5 mol. Kirjutame välja kummagi ühendi dissotsiatsioonivõrrandid:

1) H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄^2–

2) Al₂(SO₄)₃ → 2Al³⁺ + 3SO₄^2–

Võrrandi 1) järgi näeme, et kui n(H₂SO₄) = 0,2 mol, siis n(H⁺) = 2×0,2 = 0,4 mol ja n(SO₄^2–) = 0,2 mol. Võrrandi 2) järgi näeme, et kui n(Al₂(SO₄)₃) = 0,5 mol, siis n(Al³⁺) = 2×0,5 = 1,0 mol ja n(SO₄^2–) = 3×0,5 = 1,5 mol.

Sulfaatioone on kokku n(SO₄^2–) = 0,2 + 1,5 = 1,7 mol ja alumiiniumiioone n(Al³⁺) = 1,0 mol. Nüüd saab leida kummagi molaarsed kontsentratsioonid:

\(c(Al^{3+})={n \over V}={1.0mol \over 0.25l}=4M\)

\(c(SO^{2-}_4)={n \over V}={1.7mol \over 0.25l}=6.8M\)

5.1. Mitu mooli ja mitu grammi kaaliumnitraati tekib, kui tahkele kaaliumkarbonaadile lisati 30 ml 0,2 M lämmastikhappe lahust?

Vastus: 0,006 mol; 0,6 g

Lahendus: Kirjutame välja ja tasakaalustame reaktsioonivõrrandi:

K₂CO₃ + 2 HNO₃ → 2 KNO₃ + CO₂ + H₂O

Kuna teada on lämmastikhappe lahuse ruumala V = 30 ml ja selle kontsentratsioon c(HNO₃) = 0,2 M, saame leida selle moolide arvu n:

n = V × c = 0,03 l × 0,2 mol/l = 0,006 mol

Reaktsioonivõrrandist näeme, et HNO₃ ja KNO₃ moolsuhe on 1:1. Seega tekib ka KNO₃ 0,006 mol. Nüüd saame arvutada molaarmassi ja massi:

M(KNO₃) = 101 g/mol

m = n × M= 0,006 mol × 101 g/mol = 0,606 g ≈ 0,6 g

5.2. Valati kokku 50 cm³ 1,5 M kaaliumhüdroksiid lahust ja 0,035 dm³ 2 M fosforhappe lahust. Mitu mooli ja grammi kaaliumfosfaati tekib?

Vastus: 0,025 mol; 5,3 g.

Lahendus: Kirjutame välja ja tasakaalustame reaktsioonivõrrandi:

3 KOH + H₃PO₄ → K₃PO₄ + 3 H₂O

Olemasolevate andmete põhjal tuleb leida reageerivate kaaliumhüdroksiidi ja fosforhappe ainehulgad.

n(KOH) = V_KOH × c_KOH = 0,05 l × 1,5 M = 0,075 mol

n(H₃PO₄) = V_H34PO × c_H34PO = 0,035 l × 2 M = 0,07 mol

Reaktsioonivõrrandi järgi on KOH ja H₃PO₄ moolsuhe 3:1, kokku valatud ainehulkade suhe aga 0,075:0,07. Seega on H₃PO₄ ülehulgas ja arvutused teeme KOH järgi.

Kui 3 mooli KOH reageerimisel tekib 1 mool K₃PO₄, siis 0,075 mol KOH puhul tekib n=0,075/3=0,025 mol K₃PO₄. Selle ainehulga massi saab juba leida:

M(K₃PO₄) = 212 g/mol

m = n × M = 0,025 mol × 212 g/mol = 5,3 g

5.3. Mitu dm³ 1,5 M kaaliumhüdroksiidi lahust on vaja võtta, et täielikult neutraliseerida 0,400 dm³ 1 M lämmastikhappe lahus? Anna vastus täpsusega kaks kohta pärast koma.

Vastus: 0,27 dm³

Lahendus: Kirjutame välja ja tasakaalustame reaktsioonivõrrandi:

KOH + HNO₃ → KNO₃ + H₂O

Kuna teada on lämmastikhappe lahuse ruumala V = 0,4 dm³ ja selle kontsentratsioon c(HNO₃) = 1 M, saame leida moolide arvu n:

n = V × c = 0,4 l × 1 mol/l = 0,4 mol

Reaktsioonivõrrandi järgi reageerivad KOH ja HNO₃ moolsuhtega 1:1, seega on ka KOH moolide arv 0,4 mol. Kuna teame selle molaarset kontsentratsiooni c(KOH) = 1,5 M, saame arvutada KOH lahuse ruumala:

\(V = {n \over c}={0.4mol \over 1.5M}=0.266...≈0.27dm^3\)

5.4. Mitu dm³ 0,3 M baariumhüdroksiidi lahust on vaja võtta, et täielikult neutraliseerida 0,25 dm³ 0,25 M vesinikkloriidhappe lahus? Anna vastus täpsusega kaks kohta pärast koma.

Vastus: 0,10 dm³

Lahendus: Kirjutame välja ja tasakaalustame reaktsioonivõrrandi:

Ba(OH)₂ + 2 HCl → BaCl₂ + 2 H₂O

Kuna teada on vesinikkloriidhappe lahuse ruumala V = 0,25 dm³ ja selle kontsentratsioon c(HCl) = 0,25 M, saame leida moolide arvu n:

n = V × c = 0,25 l × 0,25 mol/l = 0,0625 mol

Reaktsioonivõrrandi järgi reageerivad Ba(OH)₂ ja HCl moolsuhtega 1:2, seega on ka Ba(OH)₂ moolide arv 0,0625/2=0,03125 mol. Kuna teame selle molaarset kontsentratsiooni c[Ba(OH)₂] = 0,3 M, saame arvutada KOH lahuse ruumala:

\(V = {n \over c}={0.03125mol \over 0.3M}≈0.10dm^3\)

1.1. Alumiiniumi sisalduse leidmiseks alumiiniumi ja vase sulamist viidi läbi järgmine katse. 7 g sulamile lisati HCl lahust. Kui reaktsioon oli läbi viidud siis väike kogus vaske oli alles jäänud ning reaktsiooni tulemusena oli kokku kogutud 1,32 dm³ vesinikku (nt.).

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

Mitu mooli HCl reageeris reaktsiooni käigus?

Vastus: 0.118 mol

Mitu mooli Al reageeris ära?

Vastus: 0.039 mol

Mitu grammi Al reageeris ära?

Vastus: 1.06 g

Mitu grammi Cu oli sulamis?

Vastus: 5.94 g

Arvuta lisandi % sulamis.

Vastus: 85%

Lahendus:

Lähtume teadmisest, et H₂ tekib 1,32 dm³. Gaaside puhul kehtib konstant V_m = 22,4 dm³/mol, mille abil saab leida moolide arvu n:

\(n={ V\over V_m}={ 1.32dm^3\over 22dm^3/mol} = 0.059mol\)

Reaktsioonivõrrandist näeme, et vesiniku ja HCl moolsuhe on 3:6=1:2. Seega oli reageeriva HCl moolide arv n(HCl)= 0,059×2=0,118 mol.

HCl ja alumiiniumi moolsuhe on aga 6:2=3:1, mis tähendab, et alumiiniumi moolide arv n(Al)=0,118/3=0,039 mol.

Nüüd saame leida alumiiniumi massi, teades, et M(Al)=27 g/mol:

m = n × M = 0,039 mol × 27 g/mol = 1,053 g ≈ 1,05 g

Vase mass sulamis on seega 7–1,05=5,95 g.

Lisandi ehk vase sisalduse protsendi saame nüüd samuti leida:

\(P(lisand)={5.95g\over 7g}*100=85\)%

1.2. Kaltsiumkloriidi kasutatakse lume sulatamiseks sõiduteel. 3.51 tonni loodusliku lubjakivi töötlemisel vesinikkloriidhappega saadi lahus, mis sisaldas 3.00 tonni kaltsiumkloriidi. Mitu protsenti inertseid lisandeid sisaldas lubjakivi? Anna vastus täisarvuna.

Vastus: 23%

Lahendus: Kirjutame välja ja tasakaalustame reaktsioonivõrrandi:

CaCO₃ + 2 HCl → CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Meil on teada, et CaCl₂ tekib 3 tonni ehk 3000 kg. Saame leida selle molaarmassi ja arvutada moolide arvu:

M(CaCl₂) = 111 g/mol = 111 kg/kmol

\(n={ m\over M}={ 3000kg\over111kg/kmol} = 27.03kmol\)

Reaktsioonivõrrandist näeme, et CaCO₃ ja CaCl₂ moolsuhe on 1:1, seega on ka CaCO₃ moolide arv 27,03 mol. Saame leida selle molaarmassi ja arvutada selle massi:

M(CaCO₃) = 100 g/mol = 100 kg/kmol

m_CaCO3= n × M = 27,03 kmol × 100 kg/kmol = 2703 kg ≈ 2,70 t 

Kui puhast CaCO₃ on 3,51 tonnis 2,70 tonni, siis lisandite mass on 3,51–2,70=0,81 tonni. Nüüd saame leida nende sisalduse protsendi lubjakivis:

\(P(lisand)={0.81t\over 3.5t}*100=23\)%

1.3. 5,0 g KClO₃, mille puhtus ei olnud teada, kuumutati ja see lagunes kaaliumkloriidiks ja hapnikuks. Reaktsiooni tulemusena tekkis 1,5 g hapnikku.

2KClO₃ → 2KCl + 3O₂

Kui suur oli lisandite hulk KClO₃–s? Anna vastus täisarvuna.

Vastus: 23%

Lahendus: Meil on teada, et O₂ tekib 1,5 grammi. Saame leida selle molaarmassi ja arvutada moolide arvu:

M(O₂) = 32 g/mol

\(n={ m\over M}={ 1.5g\over32g/mol} = 0.046875mol\)

Reaktsioonivõrrandist näeme, et O₂ ja KClO₃ moolsuhe on 3:2, seega on KClO₃ moolide arv 0,046875 mol×2/3=0,03125 mol. Saame nüüd leida KClO₃ molaarmassi ja arvutada selle massi:

M(KClO₃) = 122,5 g/mol

m KClO₃ = n × M = 0,03125 mol × 122,5 g/mol = 3,83 g 

Kui puhast KClO₃ on 5 grammis 3,83 g, siis lisandite mass on 5–3,83=1,17 g. Nüüd saame leida nende sisalduse protsendi:

\(P(lisand)={1.17g\over 5g}*100=23.4≈23 \)%

1.4. 5 mooli lämmastiku reageerimisel vesinikuga tekkis 2,5 mol ammoniaaki (NH₃). Arvutage, kui suur oli lisandite hulk lähteaines. Anna vastus täisarvuna.

Vastus: 75%

Lahendus: Kirjutame ja tasakaalustame reaktsioonivõrrandi: N₂ + 3H₂ → 2NH₃

Kuna reaktsioonivõrrandi järgi on lämmastiku ja tekkiva ammoniaagi moolsuhe 1:2 ja ammoniaagi moolide arv n(NH₃) = 2,5 mol on teada, on  n(N₂) järelikult 2,5/2=1,25 mol. 5 moolis lämmastikus oli lisandeid seega 5–1,25=3,75 mol ja nende protsendiline sisaldus:

\(P(lisand)={3.75mol\over 5mol}*100=75 \)%

2.1 Söögisooda (NaHCO₃) sisaldas 9.0% termiliselt stabiilset naatriumkarbonaati (Na₂CO₃). Mitu liitrit (nt.) süsinikdioksiidi eraldus 20 g söögisooda lagunemisel. Anna vastus täpsusega üks koht pärast koma.

Vastus: 2,4 l

Lahendus:Kirjutame välja ja tasakaalustame reaktsioonivõrrandi:

2 NaHCO₃ → Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O

Meil on teada, et 20 g söögisoodat sisaldas 9,0% lisandit, seega oli seal puhast NaHCO₃ 91% ehk 20×0,91=18,2 grammi. Saame leida selle molaarmassi ja arvutada moolide arvu:

M(NaHCO₃) = 84 g/mol

\(n={ m\over M}={ 18.2g\over84g/mol} = 0.217mol\)

Reaktsioonivõrrandist näeme, et NaHCO₃ ja CO₂ moolsuhe on 2:1. Seega tekib süsihappegaasi 0,217/2=0,108 mol. Gaaside puhul kehtib konstant V_m = 22,4 dm³/mol, mille abil saab leida ruumala:

V = n × V_m = 0,108 mol × 22,4 dm³/mol = 2,42 ≈ 2,4 dm³ =2,4 l

2.2 17,5 mooli lämmastiku reageerimisel katalüsaatori juuresolekul piisava hulga vesinikuga tekkis ammoniaak. Arvutuste tulemusena leiti, et lisandite ja kao protsent oli kokku 80 %. Arvuta tekkinud ammoniaagi mass ja ruumala (nt). Anna vastus täisarvuna.

Vastus: 119 g; 157 dm³

Lahendus: Kirjutame ja tasakaalustame reaktsioonivõrrandi: N₂ + 3H₂ → 2NH₃

Reaktsioonivõrrandist näeme, et lämmastiku ja ammoniaagi moolsuhe on 1:2. Seega, kui reageeriks 17,5 mooli puhast lämmastikku, tekiks 2×17,5=35 mol. Kuna aga lisandite ja kao protsent on 80%, tekib lämmastikku 20% eeldatavast ehk 0,2×35=7 mol. Seda teades saame arvutada lämmastiku massi ja ruumala:

M(NH₃)=17 g/mol

m_NH3 = n × M = 7 mol × 17 g/mol = 119 g 

V = n × V_m = 7 mol × 22,4 dm³/mol = 156,8 ≈ 157 dm³

2.3 Väävelhappe tootmisel kasutati lähteainena püriiti (FeS₂). Püriit sisaldas 16% lisandeid. Mitu kilogrammi vääveldioksiidi saadi 200 kg püriidi särdamisel? Anna vastus täisarvuna.

4FeS₂ (t) +11 O₂ (g) → 2Fe₂O₃(t) + 8SO₂(g)

Vastus: Püriidi särdamisel saadi 179 kg vääveldioksiidi

Lahendus: Meil on teada, et püriidi mass on 200 kg ja 16% sellest moodustavad lisandid. Puhta FeS₂ protsent on seega 84% ja selle mass m(FeS₂)=0,84×200=168 kg. Saame leida FeS₂ molaarmassi ja moolide arvu:

M(FeS₂)=120 g/mol=120 kg/kmol

\(n={ m\over M}={ 168kg\over120kg/kmol} = 1.4kmol\)

Reaktsioonivõrrandist näeme, et FeS₂ ja SO₂ moolsuhe on 4:8=1:2. Seega tekib vääveldioksiidi 2×1,4=2,8 kmol. Nüüd saab juba molaarmassi kaudu leida vääveldioksiidi massi:

M(SO₂)=64 g/mol=64 kg/kmol

m_SO2 = n × M = 2,8 kmol × 64 kg/kmol = 179,2 ≈ 179 kg

3.1 Raua tootmisel magnetiidist kasutati redutseerijana süsinikoksiidi. Mitu kuupmeetrit gaasi kulus 5 tonni maagi redutseerimiseks (nt), mis sisaldas 82% raud(II,III)oksiidi (Fe₃O₄)? Anna vastus täisarvuna.

Vastus: 1587 dm³

Lahendus: Kirjutame ja tasakaalustame reaktsioonivõrrandi:

Fe₃O₄ + 4CO → 3Fe + 4CO₂

Meil on teada, et magnetiidi mass on 5 tonni ehk 5000 kg, puhta Fe₃O₄ protsent on selles 82%. Selle mass on seega m(Fe₃O₄)=0,82×5000=4100 kg. Saame leida Fe₃O₄ molaarmassi ja moolide arvu:

M(Fe₃O₄)=231,5 g/mol=231,5 kg/kmol

\(n={ m\over M}={ 4100kg\over231.5kg/kmol} = 17.71kmol\)

Reaktsioonivõrrandist näeme, et Fe₃O₄ ja CO moolsuhe on 1:4. CO moolide arv on seega 4×17,71=70,84 kmol. Gaasi molaarruumala (22,4 dm³/mol=22,4 m³/kmol) kasutades saame nüüd CO ruumala leida:

V = n × V_m = 70,84 kmol × 22,4 m³/kmol = 1586,86 ≈ 1587 m³

3.2 Tööstuslikku KClO₃ sisaldas 23% lisandeid. Soola kuumutati ja see lagunes kaaliumkloriidiks ja hapnikuks.

2KClO₃ → 2KCl + 3O₂

Reaktsiooni tulemusena tekkis 1,5 g hapnikku. Arvuta mitu grammi tööstuslikku KClO₃ võeti 1,5 g hapniku saamiseks? Anna vastus täisarvuna.

Vastus: 5 g

Lahendus: Meil on teada, et O₂ tekib 1,5 grammi. Saame leida selle molaarmassi ja arvutada moolide arvu:

M(O₂) = 32 g/mol

\(n={ m\over M}={ 1.5g\over32g/mol} = 0.046875mol\)

Reaktsioonivõrrandist näeme, et O₂ ja KClO₃ moolsuhe on 3:2, seega on KClO₃ moolide arv 0,046875 mol×2/3=0,03125 mol. Saame nüüd leida KClO₃ molaarmassi ja arvutada selle massi:

M(KClO₃) = 122,5 g/mol

m_KClO3 = n × M = 0,03125 mol × 122,5 g/mol = 3,83 g 

Lisandeid on 23%, seega puhast ainet 77%. Kui sellele vastab 3,83 g, siis tööstusliku aine kogumass on 3,83 × 100% / 77% = 4,974 ≈ 5 g.

3.3 Söögisoola üks peamisi allikaid on merevesi. Merevee soolasus on 3,5%. Arvuta mitu kg merevett peaks võtma, selleks, et saada 5 kg soola. Anna vastus täisarvuna.

Vastus: 143 kg merevett

Lahendus: Kui 3,5% mereveest on 5 kg, siis 100% ehk merevee kogumass vastab 5 kg × 100% / 35% = 142,85 ≈ 143 kg.

3.4 Mitu kilogrammi etanooli (C₂H₅OH) saab toota 25g glükoosist (C₆H₁₂O₆), mis sisaldab 28% lisandeid?

C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + CO₂

Anna vastus täpsusega üks koht peale koma.

Vastus: 9,2 g

Lahendus: Meil on teada, et koos lisanditega glükoosi mass on 25 g, lisandeid on selles 28%. Puhta glükoosi protsent on seega 72% ja selle mass on m(glükoos) = 0,72 × 25 = 18 g. Saame leida glükoosi molaarmassi ja selle kaudu moolide arvu:

M(glükoos)=180 g/mol

\(n={ m\over M}={ 18g\over180g/mol} = 0.1mol\)

Reaktsioonivõrrandist näeme, et glükoosi ja etanooli moolsuhe on 1:2, seega on etanooli moolide arv 2×0,1=0,2 mol. Saame nüüd leida etanooli molaarmassi ja arvutada selle massi:

M(C₂H₅OH) = 46 g/mol

m_C2H5OH = n × M = 0,2 mol × 46 g/mol = 9,2 g

1.1. 5 g KClO₃ kuumutati ja see lagunes kaaliumkloriidiks ja hapnikuks. Mis on saagise protsent, kui reaktisooni tulemusena tekkis 1,5 g hapnikku. Anna vastus täisarvuna.

2KClO₃ → 2KCl + 3O₂

Vastus: Saagise protsent on 77%

Lahendus: Esmalt arvutame, kui palju hapnikku oleks teoreetiliselt pidanud tekkima. Meil on teada KClO₃ mass m=5 g, seega saame arvutada selle moolide arvu:

M(KClO₃) = 122,5 g/mol

\(n = {m \over M}={5g \over 122.5g/mol}=0.0408mol\)

Reaktsioonivõrrandi järgi on KClO₃ ja hapniku moolsuhe 2:3, seega oleks hapnikku pidanud tekkima 0,0408 × 3 / 2 = 0,061 mooli. Leiame nüüd tekkinud hapniku massi kaudu, kui palju seda tegelikult tekkis:

M(O₂) = 32 g/mol

\(n = {m \over M}={1.5g \over 32g/mol}=0.047mol\)

Kuna nüüd on teada nii eeldatav hapniku ainehulk kui ka tegelik hapniku ainehulk, saame arvutada saagise:

\(P(Saagis) = {0.047mol \over 0.061mol}*100=77\)%

1.2. 5 mooli lämmastiku reageerimisel vesinikuga tekkis 2,5 mol ammoniaaki (NH₃). Arvutage reaktasiooni saagise protsent. Anna vastus täisarvuna.

Vastus: 25%

Lahendus: Kirjutame ja tasakaalustame reaktsioonivõrrandi: N₂ + 3H₂ → 2NH₃

Reaktsioonivõrrandist näeme, et lämmastiku ja ammoniaagi moolsuhe on 1:2. Seega oleks 5 mooli lämmastiku reageerimisel pidanud teoreetiliselt tekkima 2×5=10 mol ammoniaaki. Tekkis aga 2,5 mol, seega on reaktsiooni saagis:

\(P(Saagis) = {2.5mol \over 10mol}*100=25\)%

1.3. 17,5 mooli lämmastiku reageerimisel katalüsaatori juuresolekul piisava hulga vesinikuga tekkis 115 g ammoniaaki. Arvutage reaktsiooni saagise % ja eraldunud ammoniaagi ruumala (nt.). Anna vastus täisarvuna.

Vastus: 19%, 152 dm³

Lahendus: Kirjutame ja tasakaalustame reaktsioonivõrrandi: N₂ + 3H₂ → 2NH₃

Reaktsioonivõrrandist näeme, et lämmastiku ja ammoniaagi moolsuhe on 1:2. Seega oleks 17,5 mooli lämmastiku reageerimisel pidanud teoreetiliselt tekkima 2×17,5=35 mol ammoniaaki. Leiame aga antud ammoniaagi massi kaudu, kui palju seda päriselt tekkis:

M(NH₃)=17 g/mol

\(n = {m \over M}={115g \over 17g/mol}=6.77mol\)

Reaktsiooni saagis on seega:

\(P(Saagis) = {6.77mol \over 35mol}*100=19\)%

Ja eraldunud ammoniaagi ruumala:

V = n × V_m = 6,77 mol × 22,4 dm³/mol = 151,5 ≈ 152 dm³

1.4. 340 g ammoniaagi (NH₃) sünteesiks kulus 896 dm³ vesinikku. Leida sünteesi saagise protsent. Anna vastus täisarvuna.

Vastus: 75%

Lahendus: Kirjutame ja tasakaalustame reaktsioonivõrrandi: N₂ + 3H₂ → 2NH₃

Esmalt arvutame, kui palju ammoniaaki oleks teoreetiliselt pidanud tekkima. Meil on teada vesiniku ruumala V=896 dm³, seega saame arvutada selle moolide arvu:

\(n = {V \over V_m}={896dm^3 \over 22.4dm^3/mol}=40mol\)

Reaktsioonivõrrandist näeme, et vesiniku ja ammoniaagi moolsuhe on 3:2. Seega oleks 40 mooli lämmastiku reageerimisel pidanud teoreetiliselt tekkima 40 × 2 / 3 = 26,67 mooli ammoniaaki. Leiame aga antud ammoniaagi massi kaudu, kui palju seda päriselt tekkis:

M(NH₃)=17 g/mol

\(n = {m \over M}={340g \over 17g/mol}=20mol\)

Reaktsiooni saagis on seega:

\(P(Saagis) = {20mol \over 26.67mol}*100=75\)%

1.5. Väävelhappe tootmisel kasutati lähteainena püriiti (FeS₂). 200 kg püriidi särdamisel saadi 180 kg vääveldioksiidi. Kui suur on protsessi saagis? Anna vastus täisarvuna.

Vastus: 84%

Lahendus: Kirjutame ja tasakaalustame reaktsioonivõrrandi:

4FeS₂ +11 O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂

Esmalt arvutame, kui palju vääveldioksiidi oleks teoreetiliselt pidanud tekkima. Meil on teada FeS₂ mass m=200 kg, seega saame arvutada selle moolide arvu:

M(FeS₂) = 120 g/mol=120 kg/kmol

\(n = {m \over M}={200kg \over 120kg/kmol}=1.67kmol\)

Reaktsioonivõrrandist näeme, et FeS₂ ja SO₂ moolsuhe on 4:8=1:2. Seega oleks 1,67 kilomooli FeS₂ reageerimisel pidanud teoreetiliselt tekkima 2×1,67=3,34 kmol vääveldioksiidi. Leiame aga antud vääveldioksiidi massi kaudu, kui palju seda päriselt tekkis:

M(SO₂)=64 g/mol=64 kg/kmol

\(n = {m \over M}={180kg \over 64kg/kmol}=2.81kmol\)

Reaktsiooni saagis on seega:

\(P(Saagis) = {2.81kmol \over 3.34kmol}*100=84\)%

2.1 0.08 mooli gaasilist vesinikkloriidi juhiti naatriumsulfiidi lahusesse. Arvutage, mitu mooli ja mitu dm³ gaasilist divesiniksulfiidi eraldus normaaltingimustel (V_m = 22.4 dm³/mol), kui reaktsiooni saagis on 75%. Anna vastus täpsusega kaks kohta pärast koma.

Vastus: 0,03 mol; 0,67 dm³

Lahendus: Kirjutame ja tasakaalustame reaktsioonivõrrandi:

Na₂S + 2HCl → 2NaCl + H₂S

Reaktsioonivõrrandist näeme, et HCl ja H₂S moolsuhe on 2:1. Seega peaks H₂S teoreetiliselt tekkima 0,08/2=0,04 mol. Kuna aga saagis oli 75%, tekkis tegelikult 0,04×0,75=0,03 mol divesiniksulfiidi. Leiame selle vastava ruumala:

V = n × Vm = 0,03 mol × 22,4 dm³/mol = 0,672 ≈ 0,67 dm³

2.2. 3,1 tonni puidu tselluloosi hüdrolüüsil tekkis 0.81 tonni glükoosi. Saadud glükoos kääritati täielikult etanooliks:

C₆H₁₂O₆→2C₂H₅OH + 2CO₂.

Etanooli dehüdraatimise saada eteen. Mitu m³ eteeni võib saada normaaltingimustel etanoolist, kui kadu protsessil on 40%? Anna vastus täisarvuna.

C₂H₅OH → C₂H₄ + H₂O

Vastus: 121 m³

Lahendus: Ülesande lahendamiseks tuleb esmalt leida etanooli kogus, millest eteeni valmistati. Selleks lähtume glükoosi kääritamise reaktsioonist, mis kulges täielikult. Kuna on teada, et glükoosi mass on m=0,81 t=810 kg, leiame glükoosi moolide arvu:

M(glükoos)=180 g/mol=180 kg/kmol

\(n = {m \over M}={810kg \over 180kg/kmol}=4.5kmol\)

Glükoosi ja etanooli moolsuhte 2:1 järgi leiame, et etanooli tekkis 2×4,5=9 kmol. Etanooli dehüdraatimise reaktsioonivõrrandist näeme, et etanooli ja eteeni moolsuhe on 1:1, seega eteeni teoreetiline saagis on 9 kmol. Teame, et kadu on 40%, seega on reaktsiooni saagis 60% ja eteeni tekib tegelikult 0,6×9=5,4 kmol. Leiame selle ruumala:

V = n × V_m = 5,4 kmol × 22,4 m³/kmol =1 20,96 ≈ 121 m³

2.3. Mitu kilogrammi etanooli (C₂H₅OH) saab mahla kääritamisel toota, kui mahl sisaldab 25 kg glükoosi (C₆H₁₂O₆) ja kääritamise saagis on 72%? Anna vastus täpsusega üks koht peale koma.

Vastus: 9,2 kg etanooli

Lahendus: Kirjutame ja tasakaalustame reaktsioonivõrrandi:

C₆H₁₂O₆→2C₂H₅OH + 2CO₂

Leiame kõigepealt glükoosi moolide arvu:

M(glükoos)=180 g/mol=180 kg/kmol

\(n = {m \over M}={25kg \over 180kg/kmol}=0.14kmol\)

Reaktsioonivõrrandist näeme, et glükoosi ja etanooli moolsuhe on 1:2. Seega tekib etanooli teoreetiliselt 2×0,14=0,28 kmol. Kuna saagis on 72%, tekib seda tegelikult 0,72×0,28=0,20 kmol. Leiame selle abil nüüd etanooli massi:

M(C₂H₅OH) = 46 g/mol=46 kg/kmol

m_C2H5OH = n × M = 0,2 kmol × 46 kg/kmol = 9,2 kg