Niemetale trudno wrzucić do jednej szufladki, bo za bardzo się od siebie różnią. Ale to właśnie robi z nich kopalnię ciekawych zadań: prażenie rud, redukcje z udziałem fosforu, sole kwasów fluorokrzemowych. Wziąłem trzy, w których trzeba uzgodnić redoks albo coś policzyć. No dobra, lecimy.
Zanim wskoczymy w zadania
Przy redoksach z niemetalami najbezpieczniej jest liczyć elektrony: ustal stopnie utlenienia po obu stronach, sprawdź, kto się utlenia i o ile, kto redukuje i o ile, a potem dobierz współczynniki tak, żeby elektrony oddane równały się przyjętym. W obliczeniach gazowych wracasz do warunków normalnych (1 mol gazu ⟶ 22,4 dm3).
Arszenik As4O6 otrzymuje się przez prażenie rudy arsenowej FeAsS w tlenie atmosferycznym. Produktami są tlenek żelaza(III), tlenek siarki(IV) oraz arszenik. Zapisz równanie tej reakcji.
Pokaż rozwiązanie
Produkty to Fe2O3, SO2 i As4O6. Zacznijmy od tego, że arszenik ma 4 atomy As, więc wygodnie wziąć 4 cząsteczki FeAsS. Wtedy mamy 4 Fe (dają 2 Fe2O3), 4 As (dają 1 As4O6), 4 S (dają 4 SO2). Na końcu bilansujemy tlen:
Sprawdzenie tlenu: po prawej 2·3 + 4·2 + 6 = 6 + 8 + 6 = 20 atomów O, po lewej 10·2 = 20. Fe, As, S po 4 z każdej strony. Gra.
Fosfor biały P4 potrafi wypierać metale z roztworów ich soli. W reakcji z siarczanem(VI) miedzi(II) wydziela się metaliczna miedź oraz mieszanina kwasów: fosforowego(V) i siarkowego(VI). Zapisz zbilansowane równanie tej reakcji w formie cząsteczkowej.
Pokaż rozwiązanie
Bilans elektronów. Fosfor utlenia się 0 ⟶ +V, więc P4 oddaje 4·5 = 20 e. Miedź redukuje się +II ⟶ 0, przyjmując 2 e na atom. Żeby zebrać 20 e, potrzeba 10 atomów Cu (10·2 = 20 e). Stąd 10 CuSO4, 10 Cu i 4 H3PO4:
Wodę i H2SO4 dobieramy z bilansu wodoru i tlenu. Sprawdzenie: H po lewej 32, po prawej 12 + 20 = 32; S 10 = 10; Cu 10 = 10; P 4 = 4; O po lewej 40 + 16 = 56, po prawej 16 + 40 = 56. Wszystko gra.
Kwas heksafluorokrzemowy H2SiF6 jest mocnym kwasem dwuprotonowym i reaguje jak inne kwasy, tworząc sole z jonem SiF62−. Zapisz równanie reakcji H2SiF6 z węglanem sodu i oblicz, ile cm3 gazu (warunki normalne) przypada na 1 g użytego kwasu.
Pokaż rozwiązanie
Kwas z węglanem daje sól, wodę i tlenek węgla(IV):
Masa molowa kwasu: M = 2·1 + 28 + 6·19 = 2 + 28 + 114 = 144 g/mol. Liczba moli w 1 g: n = 1 / 144 = 0,00694 mola. Ze stechiometrii na 1 mol kwasu przypada 1 mol CO2, więc tyle samo moli gazu.
Objętość: V = 0,00694 · 22,4 = 0,1556 dm3 = 155,6 cm3.
Niemetale ogarnięte
Prażenie, redukcje, kwasy fluorokrzemowe… a Ty spokojnie liczysz elektrony.
Fosfor, azot, siarka, krzem, cała chemia niemetali bez wkuwania na pamięć: teoria po ludzku, filmy i zestaw zadań z pełnymi rozwiązaniami. Krok po kroku, aż po maturę.
To wycinek z lekcji o niemetalach. W kursie jest tego znacznie więcej: odmiany alotropowe fosforu i siarki, reakcje niemetali z wodorem i metalami oraz pełen zestaw zadań maturalnych z chemii pierwiastków.
Rozkładam maturę z chemii na czynniki pierwsze, krok po kroku
Cała teoria i zadania wytłumaczone po ludzku, z filmami do wielu z nich, tak żeby chemia w końcu miała sens. Zobacz kurs maturalny, albo zacznij od darmowego kursu i sprawdź, jak tłumaczę, zanim cokolwiek wydasz.