Question

40,8 g substanta A cu compozitia procentuala: 29,41% Ca; 23,53%S;47,05%O, se obtin prin incalzirea la 140-200grade C a 51,6 g cristalohidrat A ori nH2O. Determintai:
a.formulele substantei A si a cristalohidratului; 
b.masa de substanta solida care se obtine la calcinarea substantei A, la t=1450grade C si randament 83,33%;
c. volumul de amestec gazos obtinut in conditiile de la punctul b;
d. volumul solutiei de NaOH 0,5 M necesar absorbtiei gazului rezultat in reactia de la punctul b;

Answer 1

a). Impartim procentele masice la masa atomica relativa rotunjita pentru elementele in cauza, apoi impartim caturile obtinute la catul cel mai mic.

Ca:  29,41/40 = 0,73525;
S:    23,53/32 = aprox. 0,7353125;
O:   47,05/16 = 2,940625.

Ca:  0,73525/0,73525 = 1;
S:    0,7353125/0,73525 = aprox. 1;
O:   2,940625/0,73525  =  aprox. 4.

Deci formula substantei A este CaSO4(sulfatul de calciu).

Masa molara a CaSO4 este 1*40 + 1*32 + 4*16 = 136(g/mol).
Masa molara a h2O este 2*1 + 1*16 = 18(g/mol).
Masa molara a cristalohidratului CaSO4*nH2O este (136 + 18n)(g/mol).

Daca in (136 + 18n) g cristalohidrat se gasesc 136 g CaSO4 anhidru
Atunci in 51,6 g cristalohidrat se vor gasi 40,8 g CaSO4 anhidru

40,8(136 + 18n) = 51,6*136
5548,8 + 734,4n  =  7017,6
734,4n = 1468,8, de unde n = 2.

Deci formula cristalohidratului este CaSO4*2H2O(ghipsul).

Ecuatia reactiei chimice  ar fi, la 200 grade Celsius:

CaSO4*2H2O  =>  CaSO4  +  2H2O

Deci are loc pierderea apei de cristalizare din ghips(si anume 51,6 - 40,8 = 10,8(grame vapori de apa)), rezultand CaSO4 anhidru.

b). Inteleg ca 40,8 g CaSO4 se supn calcinarii la 1450 grade Celsius. Substanta solida obtinuta este oxidul de calciu CaO.

Ecuatia reactiei cred ca este:

CaSO4  =>  CaO  +  SO3

Masa molara a CaO este 1*40 + 1*16 = 56(g/mol).

Daca din 1*136 g CaSO4 rezulta  teoretic 1*56 g CaO
Atunci din 40,8 g CaSO4 vor rezulta teoretic x g CaO

x = 40,8*56/136 = 16,8(g CaO).
Aceasta este masa teoretica. Masa practica de CaO se gaseste cu formula randamentului:

eta =100*masa practica/masa teoretica, de unde masa practica = eta*masa teoretica/100 = 83,33*16,8/100 = aprox. 14(g CaO).

Verifica si tu.

c).
Nu sunt sigur daca e corect, dar eu asa as gandi.

Amestecul gazos ar fi format din apa rezultata din calcinarea cristalohidratului la 140 - 200 grade Celsius(si care am vazut ca este 10,8 g H2O) si trioxidul de sulf rezultat in reactia de la 1450 grade Celsius. Cel putin asa as vedea eu lucrurile.

Dupa parerea mea, nu poti aplica faptul ca  volumul molar in c.n. este 22,4 litri, deoarece asta este valabil in c.n., deci 0 grade Celsius si 1 atm. Iar aici sunt 1450 grade Celsius !

Poate ca ar trebui sa gasesti masa de SO3 din ecuatia reactiei chimice, apoi sa tii cont de valoarea randamentului si apoi sa cunosti presiunea pentru a gasi apoi volumul din ecuatia de stare a gazelor perfecte. Repet, avand in vedere ca temperatura este 1450 grade Celsius, eu nu vad cum s-ar aplica aici valoarea volumului molar !
Apoi la masa volumului de SO3 gasit ar trebui adaugat volumul de vapori de apa, cu aceeasi remarca, si anume ca temperatura nu este cea corespunzatoare pentru conditii normale.

Iar la punctul d), din cate stiu eu, ar fi posibile doua reactii:

Daca NaOH este in exces: NaOH  +  SO3  =>  NaHSO4

Daca SO3 este in exces:  2NaOH  +  SO3  =>  Na2SO4  +  H2O

Nu stiu exact la care din ele se refera problema ta.

Pentru a nu face niste presupuneri si calcule gresite si sa-ti dau apoi o solutie incorecta, ma opresc aici, fara a rezolva punctele c) si d), deoarece nu prea mi-e clar. Mai bine ar fi sa intrebi profesorul de chimie, sa te lamureasca asupra abordarii corecte a problemei.

Din pacate, mai mult nu te pot ajuta la aceasta problema ! Succes !