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.
Răspunsuri la întrebare
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