Question

500 g aliaj de fier si aur in care fier se gaseste in proportii de 80% este tratat cu o solutie de hcl 2M . Se cere
a) tipul e ractie care are loc
b)mFe,mAu din aliaj
c) V sol HCL necesar
d) V gaz degajat masurat la 27 C mq 3atm

Answer 1

Răspuns: Propunere!

Etapele de rezolvare sunt:

1) se scot datele cunoscute și necunoscute:

-masa de aliaj=500 g

-componenții din aliaj=Fe și Au

-procentul de Fe/ aliaj=80%

-aliajul este tratat cu soluție de HCl; reacționează numai Fe

-concentrația molară a soluției în HCl=2M (2 mol HCl/ 1 L soluție)

-masa dizolvată de HCl în soluției= md HCl= ? Este egală cu masa de HCl (X) consumată stoechiometric de masa de Fe din aliaj

-volumul de soluție de HCl 2 M = Vs (L) =?

-masa de gaz (H₂) formată stoechiometric de cantitatea de Fe din aliaj=Y (g)

-volum de gaz (este H₂) degajat în reacție, la t=27⁰C și p = 3 atm =?

-mase atomice, A la: H =1; Cl= 35,5; Fe=56 /  g/mol atom

2. Calcule

2a) reacția chimică dintre Fe și HCl este o reacție de substituție (înlocuire simplă), prin care H este înlocuit  de Fe:

Fe solid  + 2HCl soluție = FeCl₂ în soluție + H₂ ↑ gaz

Aurul nu este atacat de HCl, numai de apa regală (3 HCl: 1 HNO₃).

2.b) masa de Fe și masa de Au din aliaj=? g  Se află prin calcul cu regula de trei simplă, sau calcul de puritate (p %), astfel:

2.b1) m Fe , dacă procentul de Fe = 80%

dacă în 100 % aliaj.......avem....80 % Fe

atunci în 500 g aliaj....avem.........m Fe

mFe = 500g.80%/100%=400 g Fe

2.b2) m Au, se află prin două variante:

b2.1) % Au = 100% - 80% Fe= 20% Au

m Au =500g aliaj . 20% Au/ 100% aliaj= 100 g Au

b2.2) m Au = ma aliaj - m Fe = 500 g-400 g = 100 g

R: 400 g Fe; 100 g Au. Nu sunt alte componente

2.c) Volum de HCl soluție (Vs) de concentrație molară (C M ) de 2 M=?

Vs se calculează din expresia matematică, a concentrației molare:

C M = md HCl / M HCl. Vs = nd HCl / Vs;

Vs =  md HCl / C M . M HCl

nd HCl = număr de moli de HCl dizolvați

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

O necunoscută este md HCl (X) , sau nd HCl, dacă la calculul stoechiometric  folosim numărul de moli.

2.c1) calculăm md HCl = X(g) consumate stoechiometric de 400 g e Fe:

mase (g)            400 g Fe......X(g) HCl

ecuația chimică:   Fe         + 2 HCl =    FeCl₂   +  H₂

M (g/mol)               56.............2.36,5

X = 400 g.2.36,5/ 56=521,428 g aprox 521 g HCl

2.c2) Vs = ?, dacă C M = 2M, md HCl = 521g, M HCl =36,5

Vs = 521 g/ 36,5 (g/mol) . 2 mol/L = 7,1369 L

R: aprox. 7 L

2d) V H₂ degajat la t=27 grade C și p=3 atm. Se aplica ecuația de stare a gazelor perfecte (ideale). Este o variantă.

p.V = m .R.T / M

unde:

p= 3 atm

V = ? (L)

m H₂= masa de H₂ degajat de 400 g de Fe = / = Y (g)

R=constanta universală a gazelor =0,082 L.atm/K.mol

T= temperatura în grade K; T = t (grade C) + 273= 27+273=300K

M= masa moleculară la H₂= 2.A H = 2 g/mol

2d1)  masa de H₂, degajat de 400 g de Fe= ? = Y (g)

mase (g)            400 g Fe..........................................Y

ecuația chimică:   Fe         + 2 HCl =    FeCl₂   +  H₂

M (g/mol)               56.................................................2

Y (g) de H₂= 400 g .2/56 =14,285, aprox 14 g de H₂

2d2) V H₂ (L) =? Se introduc datele  în ecuația de stare a gazelor ideale și se rezolvă V H₂:

3 atm . V = (14 g/ 2 g/mol) . 0, 082L. atm/ mol .K . (300 K)

3. V = 172,2 L

V H₂= 172,2 L /3=57,4 L

R: 57 L aprox

Nu am lucrat cu zecimale.

Verificați calculele, vă rog!

Explicație: