Równanie reakcji:

$2\mathrm{AgNO}{}_3+\mathrm{Fe}\to \mathrm{Fe}(\mathrm{NO}{}_3){}_2+2\mathrm{Ag}$

Obliczmy liczbę moli AgNO₃ w roztworze, w tym celu korzystamy z poniższego wzoru:

$n=C_m\cdot V$

$n_{\mathrm{AgNO}{}_3}=0,2\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}\cdot 0,2\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3=0,04\mathrm{mol}$

 

Na podstawie równania reakcji możemy zauważyć, że gdy 1 mol żelaza ulegnie reakcji, powstaną 2 mole srebra, w takim przypadku zmiana masy płytki byłaby równa:

$\Delta m=-1\mathrm{mol}\cdot M_{\mathrm{Fe}}+2\mathrm{mol}\cdot M_{\mathrm{Ag}}$

$M_{\mathrm{Fe}}=56\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$

$M_{\mathrm{Ag}}=108\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$

$\Delta m=-56+2\cdot 108=160\mathrm{g}$

Podczas reakcji 2 moli AgNO₃ masa płytki wzrasta o 160g, korzystając z tej zależności obliczmy ile moli AgNO₃ przereagowało, gdy masa płytki wzrosła o 2,5 g:

$\begin{array}{ccc}2\mathrm{mol}\mathrm{AgNO}{}_3& -& 160\mathrm{g}\\ & & \\ x& -& 2,5\mathrm{g}\end{array}$

$x=\frac{2\mathrm{mol}\cdot 2,5\mathrm{g}}{160\mathrm{g}}=0,0313\mathrm{mol}\mathrm{AgNO}{}_3$

Znając początkową liczbę moli AgNO₃ obliczmy liczbę moli po zakończeniu reakcji:

$n_{\mathrm{AgNO}{}_3\text{konˊc.}}=0,04\mathrm{mol}-0,0313\mathrm{mol}=0,0087\mathrm{mol}$

Stężenie molowe roztworu po zakończeniu reakcji obliczymy korzystając z poniższego wzoru:

$C_m=\frac{n}{V}$

$C_m=\frac{0,0087\mathrm{mol}}{0,2\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}=0,0435\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

Obliczmy ile g srebra osadziło się na płytce, korzystamy z zależności, że masa płytki wzrasta o 160 g gdy osadzą się na niej 2 mole srebra czyli 2166 Ag:

$\begin{array}{ccc}216\mathrm{g}\mathrm{Ag}& -& 160\mathrm{g}\\ & & \\ y& -& 2,5\mathrm{g}\end{array}$

$y=\frac{2,5\mathrm{g}\cdot 216\mathrm{g}}{160\mathrm{g}}=3,375\mathrm{g}\mathrm{Ag}$

 

Odpowiedź. Po wyjęciu blaszki stężenie molowe roztworu AgNO₃ było równe 0,0435 mol/dm³. Na blaszce osadziło się 3,375 g srebra.