Oblicz stężenie molowe roztworu- Zadanie 24: Chemia. Zbiór zadań z pełnymi rozwiązaniami i komentarzami. Matura 2023+

Rozwiązanie

Rozwiązanie:

Obliczmy ile moli osadu BaSO₄ otrzymano:

$M_{BaSO X_{4}} = 233 \frac{g}{mol}$

$n = \frac{m}{M}$

$n_{BaSO X_{4}} = \frac{0 , 350 g}{233 \frac{g}{mol}} = 1, 50 \cdot 1 0^{- 3} mol$

Na podstawie równania reakcji:

$BaCl X_{2} + H X_{2} SO X_{4} BaSO X_{4} + 2 HCl$

można zauważyć, że liczba moli powstałego BaSO₄ jest równa liczbie moli użytego BaCl₂(BaCl₂ jest w niedomiarze względem H₂SO₄ dlatego cały przereaguje)

$n_{BaCl X_{2}} = n_{BaSO X_{4}} = 1, 50 \cdot 1 0^{- 3} mol$

Stężenie molowe roztworu BaCl₂ obliczymy podstawiając do wzoru:

$C_{m} = \frac{n}{V}$

$C_{m BaCl X_{2}} = \frac{1 , 50 \cdot 1 0 ^{- 3} mol}{0 , 2 d m ^{3}} = 7, 5 \cdot 1 0^{- 3} \frac{mol}{d m ^{3}}$

Żeby wyznaczyć masę SO₃ wprowadzonego do roztworu, na początku obliczmy ile moli KOH użyto do zobojętnienia mieszaniny poreakcyjej:

$n = C_{m} \cdot V$

$n_{KOH} = 0, 25 \frac{mol}{d m ^{3}} \cdot 0, 030 d m^{3} = 7, 5 \cdot 1 0^{- 3} mol$

Zauważmy, że podczas zobojętniania będą zachodziły dwie reakcje:

1) z HCl powstałym w reakcji BaCl₂ i H₂SO₄

$KOH + HCl KCl + H X_{2} O$

Aby ustalić ile moli KOH wzięło udział w tej reakcji obliczmy najpierw ile moli HCl otrzymano w doświadczeniu. Znając liczbę moli użytego do reakcji BaCl₂ oraz równanie reakcji, w której powstaje HCl możemy zapisać:

$n_{HCl} = n_{BaCl X_{2}} \cdot 2 = 1, 50 \cdot 1 0^{- 3} mol \cdot 2 = 3 \cdot 1 0^{- 3} mol$

Zatem na zobojętnienie takiej liczby moli HCl potrzeba będzie:

$n_{KOH na reakcje z HCl} = 3 \cdot 1 0^{- 3} mol$

2) z H₂SO₄pozostałym po reakcji z BaCl₂

$H X_{2} SO X_{4} + 2 KOH K X_{2} SO X_{4} + 2 H X_{2} O$

Wiedząc, ile moli KOH wzięło udział w reakcji z HCl, wyznaczmy ile moli wodorotlenku potasu, wzięło udział w reakcji z H₂SO₄:

$n_{KOH na reakcje z H X_{2} SO X_{4}} = 7, 5 \cdot 1 0^{- 3} mol - 3 \cdot 1 0^{- 3} mol = 4, 5 \cdot 1 0^{- 3} mol$

Obliczmy teraz ile moli H₂SO₄ zostało zobojętnione:

$1 mol H X_{2} SO X_{4} y - - 2 mol KOH 4, 5 \cdot 1 0^{- 3} mol$

$y = \frac{1 mol \cdot 4 , 5 \cdot 1 0 ^{- 3} mol}{2 mol} = 2, 25 \cdot 1 0^{- 3} mol H X_{2} SO X_{4}$

$n_{H X_{2} SO X_{4} nadmiar} = 2, 25 \cdot 1 0^{- 3} mol$

Obliczmy ile moli H₂SO₄ wzięło udział w reakcji z BaCl₂. Ponieważ w równaniu reakcji przy BaCl₂ i H₂SO₄ znajduje się identyczny współczynnik stechiometryczny, to obu substancji przereagowało tyle samo moli, zatem:

$n_{H X_{2} SO X_{4} przereagowanego} = n_{BaCl X_{2}} = 1, 50 \cdot 1 0^{- 3} mol$

Całkowita liczba moli H₂SO₄ jest więc równa:

$n_{H X_{2} SO X_{4}} = 2, 25 \cdot 1 0^{- 3} mol + 1, 50 \cdot 1 0^{- 3} mol = 3, 75 \cdot 1 0^{- 3} mol H X_{2} SO X_{4}$

Na podstawie równania reakcji:

$SO X_{3} X^{+} H X_{2} O H X_{2} SO X_{4}$

możemy zaważyć, że liczba moli wprowadzonego SO₃ jest równa liczbie moli powstałego H₂SO₄. Obliczmy zatem masę wprowadzonego SO₃

$n_{SO X_{3}} = n_{H X_{2} SO X_{4}} = 5, 25 mol$

$M_{SO X_{3}} = 80 \frac{g}{mol}$

$m = n \cdot M$

$m_{SO X_{3}} = 3, 75 \cdot 1 0^{- 3} mol \cdot 80 \frac{g}{mol} = 0, 30 g = 0, 3 g$

Odpowiedź. Stężenie molowe roztworu BaCl₂ jest równe 7,5 ⋅ 10^-3 mol/dm³. Masa wprowadzonego SO₃ jest równa 0,3 g.

Piotr Kuczyński

Nauczyciel chemii

Tutaj pojawi się lista Twoich książek

Zaloguj się i zacznij tworzyć ją już teraz.