12. Dacă adăugăm 10 ml de soluție de oxalat de sodiu la 20 ml de soluție de Ca(NO3)2 cu concen- traţia 3-10-4 mol/l, se obține o soluție saturată de CaC₂O4. P.S.(CaC₂O4) = 2,3-10-9. Determinati care este concentrația soluției de oxalat de sodiu: a) 1,15-10-5 mol/l; b) 2,15-10-5 mol/l; c) 3,15-10-5 mol/l; d) 3,45 10-5 mol/l.
Dau coroana
Răspunsuri la întrebare
Răspuns:
Pentru determinarea concentrației molare a soluției de Na₂C₂O₄, care participă la o reacție de precipitare cu Ca(NO₃)₂, cu formare de precipitat CaC₂O₄, am ales afirmația:
*dacă produsul concentrației molare a ionilor de Ca²⁺ și C₂O₄²⁻ din soluție, este egal sau mai mare decât produsul de solubilitate al precipitatului CaC₂O₄, atunci are loc reacția de precipitare*.
Datele problemei
- avem ecuația reacției de precipitare:
Na₂C₂O₄ + Ca(NO₃)₂↔ CaC₂O₄ ↓(alb) + 2 NaNO₃
Ecuația ionică redusă este:
C₂O₄²⁻ + Ca²⁺ = CaC₂O₄ precipitat alb
- Ca(NO₃)₂ este adus de 20 mL soluție (notată cu Vs1) de concentrație molară (notată cu C M1) de 3.10⁻⁴mol/L
- Ca(NO₃)₂ disociază total în prezența apei din soluție:
Ca(NO₃)₂ aq → Ca²⁺ aq + 2 NO₃⁻ aq
1mol Ca(NO₃)₂ aq= 1 mol de Ca²⁺aq = 2mol NO₃⁻aq
- Na₂C₂O₄ este dus de 10 mL soluție (notată cu Vs2) de concentrație molară (notată cu CM2) necunoscută......se va calcula
- Na₂C₂O₄ disociază total în prezența apei, din soluție:
Na₂C₂O₄aq → 2Na⁺aq + C₂O₄²⁻aq
1mol de Na₂C₂O₄ aq= 2 moli Na⁺aq =1 mol C₂O₄²⁻aq
- volumul total de soluție din paharul de precipitare, notat cu Vs t este suma:
Vs t =Vs1+Vs2=20mL +10 mL =30 mL
- numărul de moli de Ca(NO₃)₂ -n1 din 20 mL soluție, 3.10⁻⁴M =? moli....se va calcula. El se va găsi și în 30 mL soluție totală din paharul de precipitare
- concentrația molara de Ca(NO₃)₂ -notată cu CM t1 din 30 mL soluție =? se va calcula
- produsul de solubilitate al precipitatului CaC₂O₄=Ps =2,3.10⁻⁹ (mol/L)
- produsul concentrației molare a ionilor de Ca²⁺ și C₂O₄²⁻ din 30 mL = Ps =2,3.10⁻⁹, condiție pentru formarea precipitatului
- numărul de moli de Na₂C₂O₄ din 30 mL soluție = n t C₂O₄²⁻=? El este egal cu numărul de moli din 10 mL soluție.
- concentrația molară a soluției de Na₂C₂O₄ =notată cu CM 1=?
Calcule
- calculăm numărul de moli de Ca(NO₃)₂ -n1 din 20 mL soluție, de concentrație molară 3.10⁻⁴ M , cu definiția concentrației molare:
C M Ca(NO₃)₂ = n 1 moli / Vs 1
3.10⁻⁴ (mol/L) = n1 / 20 .10⁻³ L
n1= 60 .10⁻⁴ mol Ca(NO₃)₂
Acest număr de moli se va găsi în volumul total de soluție, de 30 mL din vasul de precipitare.
- calculăm concentrația molară a soluției în Ca(NO₃)₂ -CM t1 din 30 mL soluție, cu n1 moli =60.10⁻⁷, cu definiția concentrației molare:
C M t1 Ca(NO₃)₂= 60.10⁻⁷ moli / 30 .10⁻³ L = 2 .10⁻⁴ mol/L
OBS: CM t1 este mai mică decât 3.10⁻⁴ M , fiindcă s-a diluat soluția, prin amestecare cu 10 mL de soluție Na₂C₂O₄
- calculăm concentrația molară a soluției totale de Na₂C₂O₄ -CM t2 din vasul de precipitare cu ajutorul produsului de solubilitate a precipitatului și cu ajutorul concentrației molare de ioni de Ca²⁺:
C M ioni Ca²⁺ = C M Ca(NO₃)₂
C M ioni C₂O₄²⁻ = C M Na₂C₂O₄
Rezultă:
C M t1 Ca²⁺ . C M t2 C₂O₄²⁻ = Ps
2.10⁻⁴ M . C M t2 C₂O₄²⁻ = 2,3.10⁻⁹
C M t2 C₂O₄²⁻ = 2,3.10⁻⁹ / 2.10⁻⁴=1,15 .10⁻⁵ M
- calculăm acum numărul de moli de Na₂C₂O₄ din 30 mL soluție din vasul de precipitare:
n moli Na₂C₂O₄ = C M t2 . Vs t = 1,15 .10⁻⁵ (mol/L) .30 .10⁻³ L = 34,5 .10⁻⁸ moli
Ei se vor găsi și în 10 mL soluție de Na₂C₂O₄ și i-am notat cu n2.
- calculăm acum concentrația molară de Na₂C₂O₄ (C M 2), dacă volumul soluției este de 10 mL și numărul de moli este 34,5 .10⁻⁸ moli.
C M 2 = n moli 2 / Vs 2= 34,5 .10⁻⁸ moli /10 .10⁻³ L = 3,45 .10⁻⁵ mol/L (M)
R : a ieși varianta d.
Sper, să vă ajute, acest mod de rezolvare!
Explicație: