vineri, 29 iunie 2012

Sara Vereş - Fabricarea sticlei


Fabricarea sticlei în romanul "Insula Misterioasă" de Jules Verne

         Jules Verne (1828-1905) este unul dintre cei mai mari scriitori francezi şi un precursor al literaturii sciencefiction. Acest autor este apreciat pentru operele legate de viitor, spaţiu, aer şi călătorii în adâncurile mării. El  a descris o modalitate de fabricare a sticlei în  romanul  "Insula misterioasă”                                                                                                                                                                                         "Cât priveşte substanţele ce intră în compoziţia sticlei acestea sunt doar nisipul,creta şi soda (carbonat sau sulfat). Nisipul se găsea pe plajă, creta se obţinea din var, soda din plantele marine şi huila necesară pentru a încălzi cuptorul la temperatura cerută, în pământ.”                                                                                                                                                                                                                                                  
Sticlele sunt materiale amorfe (necristalizate) cu rezistenţă mecanică şi duritate mare, cu coeficient de dilatare mic. La temperaturi mai înalte se comportă ca lichidele subrăcite cu vâscozitate mare.Nu au punct de topire definit. Prin încălzire se înmoaie treptat,până la lichefiere ceea ce permite prelucrarea sticlei prin suflare,presare,turnare şi laminare.                                                                                                                              Sticlele se obţin, în general, prin topire în cuptoare speciale a unui amestec format din nisip de cuarţ,piatră de var,carbonat de sodiu (sau de potasiu) şi materiale auxiliare.                      Proprietăţile fizice ale sticlelor sunt determinate de compoziţia lor.                                                                                                                                                                                                   Sticla de sodiu are compoziţia aproximativă 6SiO2·CaO·Na2O.                                    Sticla de potasiu este rezistenta la variatii de temperatura.                                                Se foloseste la fabricarea vaselor de laborator.
                                                                                                                                                                                                                                                                                                       Sara Vereş, clasa a VIII a A,
Şcoala cu clasele I-VIII "Avram Iancu" Baia Mare
                                                                                                      

Mihai Şerbu - Obţinerea acidului sulfuric


         „ Acidul sulfuric este o substanţă foarte utilizată şi importanţa unei ţări, se poate aprecia după cantitatea de acid sulfuric consumată. Acest acid le putea folosi mai târziu la fabricarea lumânărilor, la tăbăcitul pieilor etc.”
Jules Verne- „Insula misterioasă”


Ce cantitate de SO3  trebuie introdusă în 400 kilograme soluţie H2SO4  80% pentru a obţine o soluţie de concentraţie 98%?

Masa de H2SO4 din solutie:

         100 kg sol H2SO4..................... 80 kg H2SO4
         400 kg sol H2SO4........................x kg H2SO4
     
                            x= 320 kg H2SO4
         Notăm cu a, kg masa de SO3 introdusă în soluţia de H2SO4.
         Masa de H2SO4 formata este :
        
  a kg                                                                        y kg
             SO3               +     H2O           =                       H2SO43
           80kg                                                                       98 kg

         y= 1,225 a kg H2SO4

        Masa totală de H2SO4 :
           m = (320 + 1,225a) kg H2SO4

        Din condiţia ca soluţia să aibă concentraţia de 98%se determină masa de SO3:

100 kg sol H2SO4 ........................98 kg H2SO4
(400+a) kg sol H2SO4.................(320 +1,225a) kg H2SO4

Valoare lui a este: a= 293,88 kg SO3

                                                                 Elev: Şerbu Mihai clasa a VIII-a A
                                                                 Profesor: Păşcuţ Elda
                                                                 Şcoala cu cls I-VIII „Avram Iancu”
                                                                            Baia Mare, Maramureş

Ariana Miclăuş - Nitroglicerina


"Zguduitura produsă de suflul exploziei fu atât de puternică, încât stâncile Hornurilor vibrară, iar oamenii, deşi se aflau la o departare de două mile, fură aruncaţi la pământ. Se ridicară apoi şi urcară iar pe platou, alergând spre locul unde malul lacului trebuia să fi fost despicat de explozie...."
Jules Verne, “Insula Misterioasă
Cunoscând reacţia care are loc la explozia nitroglicerinei:
4C3H 5(ONO2)3→12CO2+10H2O+6N2+O2
 Calculaţi:
 a) Volumul total al gazelor (c.n.) rezultate la explozia unei mase de     1000 kg nitroglicerină cu 9,2% impurităţi;
    b) Cantitatea de apă rezultată în kmoli şi kg.
Miclăuş Ariana, clasa aVIII-a A       Profesor: Păşcuţ Elda                    Şcoala cu clase I-VIII, Avram Iancu”                                                                                                   
a) Calculăm masa de nitroglicerina pură:
100 kg nitroglicerina impură ......................................................9,2 kg impurităţi
1000 kg nitroglicerina impură..................................................... X kg impurităţi

X= 92 kg impurităţi
1000-92=908 kg nitroglicerina
908 kg                       y m3         n kmoli         z m3         u m3
4C3H5(ONO2)3 →  12CO2 +  10H2O +  6N2 +  O2
4·227 kg                 12·22,4 m3   10 kmoli   6·22,4 m3  22,4 m3      

Volumul gazelor rezultate din reacţie:
y=268,8m3 CO2
z=134,4m3 N2
u=22,4m3 O2
Vtotal=425,6m3 gaze
b) Cantitatea de apă din reacţie este:
n=10 kmoli H2O
1 kmol H2O.................................. 18kg H2O
10 kmol H2O....................................m kg H2O
m= 180 kg H2O

Elena Gâlcă - Obţinerea varului stins


,,Cyrus Smith, transportă pe o targă din nuiele împletite mai multe încărcături de carbonat de calciu, pietre din cele obişnuite care se găseau din belşug la nordul lacului. Aceste pietre, descompuse de căldură, dădură un var foarte gras, ce-şi mărea volumul prin stingere, dar la fel de curat ca acela obţinut prin calcinarea cretei sau a marmorei’’
                          Jules Verne, „Insula Misterioasă
Problemă:
240 kg de calcar cu un conţinut de 10% C se supun descompunerii termice.
Se cere:
a)     Conţinutul procentual al calcarului în CaCO3;
b)    Masa de apă necesară pentru a obţine soluţie de var stins de concentraţie 4%.
                                     Gîlcă Elena, cls. a VIII-a A
                                     Profesor: Păşcuţ Elda
                                     Şcoala ,,AVRAM  IANCU’’, Baia Mare
Rezolvare

a)     Masa de carbon din calcar este:
100kg calcar..............................10kg C
240kg calcar..............................X kg C

X= (240x10):100
X=24 kg C

Calculăm masa de carbonat de calciu, respectiv conţinutul calcarului în CaCO3:

100 kg CaCO3................................12 kg C
     Y kg CaCO3................................24 kg C

Y=(100x24):12
Y=200 kg CaCO3 pur

240kg calcar..........................200 kg CaCO3 pur
100 kg calcar .............................Z kg CaCO3 pur

Z=(100x200):240
Z=83,33% CaCO3

b)    Calculăm cantitatea de CaO şi masa de var stins obţinută:
               200kg                 p kmoli
      =               CaCO3               CaO     +   CO2
               100kg                 1 kmol

                                   P= 200:100
                                   P=2 kmoli CaO
              

              2 kmoli       m kg                           u kg
CaO      +    H2O             =          Ca(OH)2
               1 kmol       18 kg                          74 kg

                                         u= 2x74
                                         u= 148 kg  Ca(OH)2

Cantitatea totală de apă necesară obţinerii soluţiei de var stins este:

 ma (totală) = m (reacţionată) + m’ (din sol. Ca(OH)2)
                          
                           m= 2x18
                           m=36 kg apă reacţionată
 100 kg solCa(OH)2.............96 kg H2O...............4 kg Ca(OH)2
                                                 m’ kg H2O...........148 kg Ca(OH)2
                          
                           m’= (96x148):4
                           m’=3552 kg apă în sol de Ca(OH)2

                 ma (totală) = 36 kg + 3552 kg
ma (totală) = 3588 kg  H2

Cristina Felecan - Fabricarea acidului azotic


Cyrus Smith avea nevoie, pentru preparatele sale viitoare, de încă o substanţă, de azotatul de potasiu. Din fericire, de data aceasta, natura îi sări în ajutor. Harbert descoperi în nordul insulei, la poalele Muntelui Franklin un zăcământ de salpetru, iar lor nu le mai rămanea de făcut decat să purifice sărurile găsite.

                                                       Jules Verne, “ Insula Misterioasă”


           Pentru obtinerea HNO3 se tratează salpetru de India cu soluţie H2SO4 98%, în exces de 10% ; ştiind că s-au obţinut 600 kg soluţie HNO3 63%, se cere:
a) masa de salpetru de India de puritate 75 % utilizată;
b) masa de soluţie H2SO4 luată în lucru;
c) cantitatea de K2SO4  obţinută in kmoli şi kg.
                                                        Felecan Cristiana, clasa a VIII-a A,
                                                        Profesor: Păşcuţ Elda
                                                        Şcoala cu Clasele I – VIII “Avram Iancu”
Baia Mare


  a) Masa de acid azotic din solutie:

100 kg sol HNO3 ….............. 63 kg HNO3
600 kg sol HNO3….............. x kg HNO3

x = 378 kg HNO3

           y kg             u kg            n kmoli       378 kg
         2KNO3 + H2SO4   →  K2SO4 + 2HNO3
         2·101 kg       98 kg          1 kmoli       2·63 kg

   Masa de azotat de potasiu pură, respectiv cu impurităţi este:

y = 606 kg NaNO3 pur

100 kg salpetru de India impur ….............. 75 kg KNO3 pur
    z kg salpetru de India impur ................. 606 kg KNO3 pur

z = 808 kg salpetru de India impur

  b) Masa de acid sulfuric consumată:

u = 294 kg H2SO4      

  Dar se lucrează cu un exces de 10% :

110 kg H2SO4 total ............... 100 kg H2SO4 consumat .............. 10 kg HNO3 exces
    v kg H2SO4 total …........... 294 kg H2SO4 consumat

v = 323,4 kg H2SO4

  Masa de soluţie H2SO4 luata in lucru este:

100 kg sol H2SO4 …............. 98 kg H2SO4
   m kg sol H2SO4 …............. 323,4 kg H2SO4

m = 330 kg sol H2SO4

c)     Cantitatea de sulfat de potasiu obtinuta:

n = 3 kmoli K2SO4

1 kmol K2SO4 …............. 174 kg K2SO4
3 kmoli K2SO4 …............ m' kg K2SO4

m' = 522 kg Na2SO4

        

luni, 11 iunie 2012

Bianca Bertea - Obţinerea acidului sulfuric


            Cyrus Smith alese, în spatele Hornurilor, un loc cât mai plat. Pe aceasta puse o grămadă de crengi şi de surcele, peste care aseză bucaţele de pirită, sprijinite una de alta; acoperi apoi totul cu un strat subţire de pirită, sfărâmată mărunt.
                                               Jules Verne,“Insula misterioasă”
Problema:
         1 tona de pirită impurificată cu sulf conţine, în procente de masă, 58% sulf.
Să se calculeze:
a)     puritatea piritei
b)    masa de soluţie H2SO4 98% care se obţine, dacă randamentul global este de 80%    


                                                                              Bertea Bianca, clasa a VIII-a A
              Prof. Păşcuţ Elda
            Şcoala Avram Iancu, Baia-Mare
Rezolvare:

a)     100 kg pirită impură .................... 58 kg S
1000 kg pirită impură .................. x kg S
         x=580 kg S

Notăm cu ,,a’’ kg masă de pirită pură, FeS2
         120 kg FeS2 ..................... 64 kg S
           a kg  FeS2 ...................... y kg S
                   y=0,5333a kg S
Masa totală de sulf, din pirita pură şi sulf ca impurităţi, este:
         0,5333a+ (1000-a) =580
                   a= 900 kg FeS2  pură
  Puritatea piritei este:
    1000 kg pirită impură .................... 900 kg FeS2 pură
      100 kg pirită impură .................... p kg FeS2 pură

                   P=90% FeS2

b)    Pentru calcularea acidului sulfuric avem în vedere un bilanţ pentru elementul sulf:
98 kg H2SO4 .................... 32 kg S
  Z kg H2SO4 .................... 580 kg S
         z=1776,25 kg H2SO4
         Dar randamentul global este de 80%:
                   100 kg H2SO4 total .................... 80 kg H2SO4 obţinut
                   1776,25 kg H2SO4 ..................... u kg H2SO4 obţinut
                            u=1421 kg H2SO4
         Masa de soluţie de acid sulfuric:
                   100 kg sol H2SO4 .................... 98 kg H2SO4
                     m kg sol H2SO4 ..................... 1421 kg H2SO4
                            m=1450 kg sol H2SO4

marți, 8 mai 2012

Medan Denisa - Jules Verne şi lecţia de chimie

Se ştie că o carte îţi oferă drumul spre tărâmuri necunoscute. Când însă propunerea lecturii unei opere beletristice vine în timpul orei de chimie, lucrurile iau brusc o turnură stranie. Şi totuşi... Nimic nu mai pare bizar când afli numele autorului cu a cărui pagini scrise urmează să te întâlneşti – Jules Verne.
Autorul se numără printre puţinii scriitori care îţi permit să faci – cu imaginaţia, e drept! – o călătorie spre centrul Pământului, să cobori la 20000 de leghe sub mări sau să străbaţi calea de la Pământ la Lună.
Noi, câţiva elevi de la Şcoala „Avram Iancu”, coordonaţi de prof. Păşcuţ Elda ne-am refugiat într-o zi de vineri pe o insulă misterioasă, la invitaţia colegilor de la Şcoala „Traian Vuia” din Tăuţii Măgherăuş (director Aneta Pop). E adevărat, insula luase forma Bibliotecii Judeţene, un loc în care „naufragiază” multe persoane, tocmai pentru că poate să se transforme într-un refugiu extrem de plăcut.
Opera lui Jules Verne ne era, în bună parte, cunoscută. Citisem deja câteva cărţi, iar în urmă cu un an ne documentasem, în timpul unei ore de limba română, despre legătura scriitorului cu România, pornind de la „Castelul din Carpaţi”. Acum, însă, i-am studiat opera dintr-un alt unghi, acela al descoperirilor din domeniul chimiei: fabricarea acidului sulfuric, a cărămizilor, a acidului azotic, a săpunului. Nu am fost deloc dezamăgiţi! Aceste descoperiri par şi mai spectaculoase când ne raportăm la perioada în care a trăit autorul: 1828-1905.

Îndemnul meu? Citiţi! Opera lui Jules Verne vă va dezvolta şi imaginaţia, dar şi cunoştinţele ştiinţifice

Medan Denisa, clasa a VIII-a A,
Şcoala „Avram Iancu” Baia Mare

joi, 1 martie 2012