Otrzymywanie krystalicznego ałunu glinowo-amonowego- Zadanie 974: Chemia 1 Witowski. NOWA EDYCJA 2021. Zbiór zadań wraz z odpowiedziami 2002-2021

Rozwiązanie

$M_{(NH X_{4}) X_{2} SO X_{4} \cdot Al X_{2} (SO X_{4}) X_{3} \cdot 24 H X_{2} O} = 906 \frac{g}{mol}$

$M_{H X_{2} SO X_{4}} = 98 \frac{g}{mol}$

$M_{NH X_{3}} = 17 g$

$M_{Al X_{2} (SO X_{4}) X_{3}} = 342 \frac{g}{mol}$

Korzystając z równania reakcji:

$2 NH X_{3} + H X_{2} SO X_{4} + Al X_{2} (SO X_{4}) X_{3} + 24 H X_{2} O (NH X_{4}) X_{2} SO X_{4} \cdot Al X_{2} (SO X_{4}) X_{3} \cdot 24 H X_{2} O$

obliczmy masę NH₃, H₂SO₄ i Al₂(SO₄)₃ potrzebne do otrzymania 20 g ałunu:

$98 g H X_{2} SO X_{4} x - - 906 g (NH X_{4}) X_{2} SO X_{4} \cdot Al X_{2} (SO X_{4}) X_{3} \cdot 24 H X_{2} O 20 g (NH X_{4}) X_{2} SO X_{4} \cdot Al X_{2} (SO X_{4}) X_{3} \cdot 24 H X_{2} O$

$x = \frac{98 g \cdot 20 g}{906 g}$

$x = 2, 16 g H X_{2} SO X_{4}$

$342 g Al X_{2} (SO X_{4}) X_{3} y - - 906 g (NH X_{4}) X_{2} SO X_{4} \cdot Al X_{2} (SO X_{4}) X_{3} \cdot 24 H X_{2} O 20 g (NH X_{4}) X_{2} SO X_{4} \cdot Al X_{2} (SO X_{4}) X_{3} \cdot 24 H X_{2} O$

$y = \frac{342 g \cdot 20 g}{906 g}$

$y = 7, 55 g Al X_{2} (SO X_{4}) X_{3}$

$2 \cdot 17 g NH X_{3} z - - 906 g (NH X_{4}) X_{2} SO X_{4} \cdot Al X_{2} (SO X_{4}) X_{3} \cdot 24 H X_{2} O 20 g (NH X_{4}) X_{2} SO X_{4} \cdot Al X_{2} (SO X_{4}) X_{3} \cdot 24 H X_{2} O$

$z = \frac{2 \cdot 17 \cdot 20}{906 g}$

$z = 0, 75 g NH X_{3}$

Obliczmy w jakiej masie 26% roztworu amoniaku znajduje się 0,75 g tego związku:

$m_{r} . NH X_{3} = 0, 75 g : 26%$
$m_{r} . NH X_{3} = 2, 88 g$

Wiedząc, że roztwór ten ma gęstość równą 0,904 g/cm³ wyznaczmy jego objętość:

$V_{NH X_{3}} = \frac{2 , 88 g}{0 , 904 \frac{g}{c m ^{3}}}$
$V_{NH X_{3}} = 3, 19 c m^{3}$

Obliczmy w jakiej masie 96% roztworu znajduje się 2,16 g H₂SO₄

$m_{r} . H X_{2} SO X_{4} = \frac{2 , 16 g}{96%}$
$m_{r} . H X_{2} SO X_{4} = 2, 25 g$

Wiedząc, że roztwór ten ma gęstość równą 1,84 g/cm³ wyznaczmy jego objętość:

$V_{H X_{2} SO X_{4}} = \frac{2 , 25 g}{1 , 84 \frac{g}{c m ^{3}}}$
$V_{H X_{2} SO X_{4}} = 1, 22 c m^{3}$

Wiedząc, że w 136,4 g nasyconego roztworu Al₂(SO₄)₃ znajduje się 36,4 g tego związku, obliczmy w jakiej masie roztworu znajduje się 15,1 g Al₂(SO₄)₃:

$36, 4 g 7, 55 g - - 136, 4 g a$

$a = \frac{7 , 55 g \cdot 136 , 4 g}{36 , 4 g}$
$a = 28, 3 g roztworu$

Odpowiedź. Należy użyć 28,3 g roztworu Al₂(SO₄)₃, 1,22 cm³ roztworu H₂SO₄ i 3,19 cm³ roztworu NH₃.

Sumaryczna masa wody zawarta w roztworach substratów wynosiła:

$m_{H X_{2} O substraty} = 28, 3 - 7, 55 + 2, 25 - 2, 16 + 2, 88 - 0, 75$
$m_{H X_{2} O substraty} = 22, 97 g$

Obliczmy, ile gramów wody znajduje się w 20 g ałunu:

$24 \cdot 18 g H X_{2} O b - - 906 g (NH X_{4}) X_{2} SO X_{4} \cdot Al X_{2} (SO X_{4}) X_{3} \cdot 24 H X_{2} O 20 g (NH X_{4}) X_{2} SO X_{4} \cdot Al X_{2} (SO X_{4}) X_{3} \cdot 24 H X_{2} O$

$b = \frac{24 \cdot 18 g \cdot 20 g}{906 g}$

$b = 9, 54 g$

Masa wody niezwiązanej w ałun:

$m_{H X_{2} O pozosta ł a} = 22, 97 g - 9, 54 g$
$m_{H X_{2} O pozosta ł a} = 13, 43 g$

Wiedząc, że w 100 g wody rozpuszcza się 7,7 g ałunu, obliczmy ile gramów tego związku będzie rozpuszczone w 13,43 g wody:

$7, 7 g a ł unu c - - 100 g H X_{2} O 13, 43 g H X_{2} O$

$c = 1 g a ł unu$

Masa kryształów po odsączeniu była zatem równa:

$m_{kryszta ł y} = 20 g - 1 g$
$m_{kryszta ł y} = 19 g$

Piotr Kuczyński

Nauczyciel chemii

Tutaj pojawi się lista Twoich książek

Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.