Question

200 cm soluție de acid sulfuric de concentrație 90%, cu densitatea 1,84 g/cm cub reacționează cu o soluție de hidroxid de aluminiu 0,5 M. Care este volumul soluției de hidroxid de aluminiu consumat în reacție?

Answer 1

Răspuns:

1) Calculăm md1 de H₂SO₄ =?, din C%=90% și ms1=d.Vs2

ms1 = masa soluției de acid=1,84 g/mL.200 mL=368 g soluție de acid

md1=C%.ms1/100, md1=90%.368 g/100%

md1=331,2 g de H₂SO₄

2) Calculăm câte grame de Al(OH)₃ vor reacționa cu 331,2 g de H₂SO₄=? = md2, adică masa dizolvată de Al(OH)₃ în volumul V2, de soluție 0,5 M. Se face calcul stoechiometric.

M H₂SO₄=98 g/mol; M Al(OH)₃=78 g/mol =A Al+ 3. A O+3.AH

Masele atomice se iau din sistemul periodic.

331,2 g           md2=?

3H₂SO₄ +    2 Al(OH)₃ = Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O

3moli           2 moli

3.98g/mol   2.78 g/mol

Aflăm md2 din proporția formată:

md2=331,2g .2.78 g/mol/ 3.98 g/mol=175,74 aprox g de Al(OH)₃

3). Calculăm Vs2=?(L), dacă avem md de Al(OH)₃ și CM a soluției sale:

Vs2 = md2/M.CM = 175,74 g/78 g/mol. 0,5 mol/L=4,5 L

R=4,5 L-este un volum mare de soluție de Al(OH)₃, fiindcă concentrația soluției este mică (0,5 moli/L), față de concentrația acidului de 90%.

Explicație:

Este o problema, care necesita cunostinte despre: concentratia procentuala si molara a solutiilor; densitate; scrierea reacției chimice dintre acid sulfuric (H₂SO₄) și hidroxid de aluminiu (Al(OH)₃) -o reacție de neutralizare și calcul stoechiometric.

Datele problemei sunt:

-reactanti, ecuația reacției chimice și numărul de moli sunt:

3moli acid   +     2 moli bază         =             1 mol sare    +   6 moli apă

3H₂SO₄  +            2Al(OH)₃           =                 Al₂(SO₄)₃   +   6 H₂O

↓                                ↓

Este adus de:              Este adus de:

Soluție1, C%=90%           Soluție2, CM= 0,5 M

Vs1=200 mL acid            Vs2=? (mL) NECUNOSCUTA

densitate=1,84 g/ml         ......................................

ms1=Vs1.d

md1 H₂SO₄=?→  reacționează cu m Al(OH)₃=md2 de Al(OH)₃ în soluția 0,5M  

***

Înțelegem, că pentru a afla volumul de soluție de Al(OH)₃ 0,5 M, trebuie să calculăm prima dată masa de Al(OH)₃-este md2, adusa de soluția de concentrație 0,5 M, care va reacționa cu masa dizolvată de acid sulfuric din soluția sa. Masa dizolvată de acid sulfuric o aflăm din concentratia procentuala(C%) si masa solutiei (ms1); masa solutiei de acid o aflam din densitate(d) si volum(Vs1)

d= ms1/Vs1 (g/mL), ms1=d.Vs1 (g)

C% = md1.100/ms1, md1 = C%.ms1/100 (g) de acid

Dacă avem masa dizolvată(md2) de Al(OH)₃, concentrația molară a soluției(CM), putem calcula volumul acestei soluții din CM.    

CM = n moli/Vs (mol/L)=md2/M.Vs2 (mol/L), Vs2=md2/CM.M Al(OH)₃ (L)

1mol H₂SO₄=M H₂SO₄

1 mol Al(OH)₃= M Al(OH)₃