Question

2 g calciu se introduc intr-un cristalizor care contine 2 g apa. Se cere:
a.care substanta este in exces si in ce cantitate;
b.sa se calculeze concentratia solutiei obtinute.

Answer 1

Rezolvarea propusă

Calciu întrodus în apă, reacționează cu producere de hidroxid de calciu și hidrogen gaz.

Pentru a afla dacă, Ca sau H₂O este în exces și în ce cantitate, trebuie să facem un calcul stoechiometric plecând de la raportul molar (masic) de combinare Ca cu H₂O. Pentru a afla concentrația procentuală(presupun) a Ca(OH)₂ obținut, trebuie să calculăm masa lui, care va fi masa dizolvată și masa soluției,apoi vom aplica relația matematică pentru C%.

Date:

Reactanți .................................................................Produși de reacție

mase: 2g..........2g(se consumă m apă).............Y=md în soluția rezultată)

          Ca        +    2 H₂O        ⇒                   Ca(OH)₂              +       2H₂(gaz)

                                                                    ↓    

                                                                   md în concentrația procentuală  

                                                            m soluție=md+m apă exces(X)

stoechiometric:

 1mol=40g/mol Ca.....2moli=36g/mol H₂O........1mol=74g/mol Ca(OH)₂

notăm cu X=? exces (în plus de Ca sau H₂O, față de stoechiometria reacției)

 Calcule

a)Masa de exces de Ca sau H₂O= X=?(g)

Începem cu 2 g de Ca și calculăm masa de H₂O, pe care o va consuma!

Avem de pe reacția chimică raportul de combinare dintre Ca și H₂O:

Ca: H₂O= 1 mol Ca: 2 moli H₂O sau 40 g Ca: 36 g H₂O

unde:

1mol=Masa moleculară (M) g/mol

M H₂O=2AH+AO=2.1+16=2+16=18 g/mol

A Ca= 40 g/mol

dacă: 40 g Ca..............se combină cu 36 g de H₂O

atunci:2 g de Ca........se combină cu m g de H₂O

m H₂O=2g.36 g/40g=1,8 g H₂O

Rezultă că: H₂O este în exces. Masa exces, X g este:

2 g de H₂O intrat-1,8 g de H₂O consumat=0,2 g de H₂O

b) Concentrația procentuală a soluției obținute=C%=?

Avem relația:

C% Ca(OH)₂ = md CaOH)₂.100/ms

unde:

md=masa de Ca(OH)₂ produs de 2 g de Ca( se calculează de pe reacție)=Y

ms=md+ m apă de dizolvare  

Apă de dizolvare=m apă liberă din vas, adică excesul de apă=0,2 g apă

Calcul stoechiometric pentru m Ca(OH)₂ , care este și md:

2g Ca/40 g/mol= Y / 74g/mol

Y=3,7 g de Ca(OH)₂

Rezultă:

ms=3,7 g de Ca(OH)₂+0,2 g de H₂O=3,9 g de soluție

C%=3,7 g.100%=3,9 g=94,87 %

R: a) 0,2 g H₂O, b) soluție cu 94,87% Ca(OH)₂