Question

130 g metal cu numărul de masă 65 se tratează cu 1460 g soluție acid clor
hidric de concentrație 20%. Peste amestecul de reacție se adaugă o soluție de azotat
de argint 10% în cantitatea stoechiometric necesară.
a) Identifică metalul.
b) Scrie ecuațiile reacțiilor chimice implicate.
c) Determină substanța în exces şi în ce cantitate.
d) Calculează masa soluţiei de acid clorhidric folosită şi volumul de gaz
degajat
e) Calculează masa de precipitat rezultat şi masa soluției de azotat de argint
10% folosită.​

Answer 1

Răspuns:

a) Numele metalului, pentru care numărul de masă, A=65, se extrage din tabelul sistemului periodic sau din tabelul cu masele molare atomice rotunjite. Este zinc, Zn.

R: Zn

b) Din enunț, rezultă că avem două reacții chimice care se scriu:

b1) Zn + 2 HCl → ZnCl₂ + H₂↑ gaz

b2) AgNO₃ + HCl (neconsumat de Zn, adică excesul) → AgCl↓  + HNO₃

                                                                                          precipitat

c) Nume și cantitate de substanță în exces, din aceste procese este ?

c1) Nume: Substanța, care este în exces, se determină din reacția Zn cu HCl, fiindcă aceasta are loc prima dată. Există și o indicație, că peste amestecul de reacție dintre Zn și HCl se adaugă AgNO₃ și apare un precipitat alb de AgCl; deci, există HCl în amestecul de reacție neconsumat de Zn, altfel nu s-ar forma AgCl precipitat alb.

⇒HCl introdus cu 1460 g de soluție HCl, 20%, în reacția cu Zn este în exces!

c2) masa de HCl exces=?, g.

m exces de HCl (g) = m total de HCl adus de 1460 g soluție 20% -m HCl consumat stoechiometric (X) de 130 g de Zn

c.2.1)   masa de HCl consumată de 130 g Zn = ? =X

mase (g)              130   .....X

ecuația chimică:  Zn + 2 HCl  → ZnCl₂ + H₂↑

stoechiometric: 1 mol......2moli.....1mol....1mol= 22,4 L/mol

sau M(g/mol)       65.....2.36,5

X, g, HCl = 130.2.36,5/65=146 g

c2.2) m total de HCl din 1460 g soluție HCl, C% =20% =?= md HCl total

C%= md.100/ms;  md= ms.C%/100

md HCl = 1460 g .20%/100% =292 g HCl

c2.3) m HCl nereacționat (exces) =? Se înlocuiesc datele în relația matematică:

m exces de HCl (g) = m total de HCl adus de 1460 g soluție 20% -m HCl consumat stoechiometric (X) de 130 g de Zn

m exces HCl = 292 g-146 g =146 g HCl (Se consumă 1/2 din toată cantitatea de HCl)

R: HCl exces; 146 g HCl exces

d) masa soluției de HCl folosită, adică masa de soluție ce aduce 146 g de HCl consumat stoechiometric de  130 g de Zn și volumul de H₂ degajat și măsurat în condiții normale de temperatură și presiune=?

d1) ms de HCl, C% = 20%, md HCl =146 g HCl (reacționat) =? Este jumătate din masa totală de 1460 g soluție, fiindcă reacționează  jumătate din masa dizolvată de HCl.

Dar, putem calcula din concentrația procentuală:

C% = md.100/ms;  ms= md.100/C% ; ms = 146.100/20=730 g soluție

d2) Volumul de H₂, (L), măsurat în c.n.=?

Din stoechiometria ecuației chimice Zn cu HCl și cu ajutorul volumului molar (22,4 L/mol) avem:

       130 g Zn....................V (L) H₂

65 g/mol atom Zn..........22,4 L/mol H₂

V (L) = 130 g Zn.22,4L/mol H₂/ 65 g/mol atom Zn=44,8 L H₂

R: 730 g de soluție HCl 20% consumată de Zn; 44,8L H₂ degajat.

e) masa de AgCl precipitat rezultată și masa de soluție de AgNO₃ C%=10% consumată de 146 g de HCl exces =?

Calcul stoechiometric cu mase și mase moleculare:

M HCl = A H + A Cl = 1+35,5=36,5 g/mol

M AgNO₃ = A Ag + A N + 3A O = 108+14+3.16=170 g/mol

M AgCl = A Ag + A Cl = 108+35,5=143,5 g/mol

Notăm cu: X =m AgCl; Y= m AgNO₃=masa dizolvată, md în soluție AgNO₃

mase:  Y g..........  146 g......................X,g

ec.ch:  AgNO₃ + HCl ( excesul) → AgCl↓  + HNO₃

stoechiometric.

      M :  170g/mol...36,5 g/mol.....143,5 g/mol

X, g, AgCl= 146 g.143,5 /36,5=574 g

Y, g, AgNO₃ = 146 g.170 /36,5=680 g

Calcul de masă soluție de AgNO₃, C%=10%, md AgNO₃=680 g

ms= md.100/C% =  680 .100/10=6800 g

R: 574 g AgCl; 6800 g soluție AgNO₃, 10%.

Verificați, calculele, vă rog!

Explicație: