Question

9.2. O probă de carbonat de sodiu (Na2CO3)
este introdusă într-un pahar şi tratată cu 40 mL
de soluţie diluată de acid sulfuric. Prin cântărire,
s-a determinat că masa paharului a scăzut cu
0,198 g în 4,5 minute. Considerând că volumul
soluției rămâne de 40 mL, calculaţi viteza
de reacţie medie în raport cu acidul sulfuric,
exprimată în mol/L min.​

Answer 1

Răspuns: O propunere de rezolvare, care pleacă de la definiția vitezei de reacție este!

Viteza de reacție medie(v) cerută, pentru reacția dintre acid sulfuric și carbonat de natriu, poate fi definită prin variația concentrației molare (C M ) a reactantului- acid sulfuric într-o unitate de timp (t).

v = ΔC M de H₂SO₄ (mol/L)/ Δ t (min)

ΔC M de H₂SO₄=Variația C M de H₂SO₄ (mol/L) în timpul celor 4,5 min de reacție. Nu o știm, dar o vom calcula din indicațiile:

- masa paharului cu reactanți și produși, a scăzut în timpul celor 4,5 minute de reacției cu 0,198 g. 0,198 g va reprezenta masa de CO₂ gaz care se degajă din reacție. Reacția dintre un carbonat cu un acid se numește reacția de efervescență.

- volumul de 40 mL nu s-a modificat. 40 mL reprezintă volumul inițial de soluție de H₂SO₄ de o concentrație inițială (C1).

Δ t (min)= variația de timp de reacție, de la momentul 0, când începe reacția, până la 4,5 min, când se oprește reacția.

Ce trebuie să calculăm?

-prima dată calculăm n moli de CO₂ degajat;

-n moli de H₂SO₄ consumați stoechiometric pentru n moli CO₂ degajat;

-concentrația molară la soluția de H₂SO₄ , în timpul celor 4,5 min și care va reprezenta ΔC M de H₂SO₄ (mol/L)

ΔC M de H₂SO₄ (mol/L)= C1-C2(când sunt 4,5 min)

-viteza de reacție

Etape de calcul

a) n moli CO₂ degajat = m CO₂(g) / M CO₂ (g/mol)

M CO₂ = A C + 2 A O = 12+2.16= 44 g/mol

n moli CO₂ = 0,198 g/ 44 g/mol= 4,5 .10⁻³ mol

b) n moli de H₂SO₄ consumat stoechiometric pentru formarea de 4,5 .10⁻³ mol CO₂ se calculează astfel:

n moli :    n moli H₂SO₄   .............................4,5 .10⁻³moli CO₂

ec. chimică:          H₂SO₄       +  Na₂CO₃= CO₂↑   +   H₂O   + Na₂SO₄

stoechiometric:    1mol.H₂SO₄......................1mol CO₂

Rezultă. n moli H₂SO₄= n moli CO₂= 4,5.10⁻³ moli

c) C M de H₂SO₄ este:

C M H₂SO₄ = n moli H₂SO₄/ Vs (L) = 4,5.10⁻³moli / 40.10⁻³L

C M H₂SO₄=0,18 M (mol/L)

d) viteza de reacție este:

t(min)_________________0__→_______4,5

C M H₂SO₄(M)__________C1__→______C2 (C2∠C1)

                                             între momentele 0min  și 4,5 min se produc 0,198 g de CO₂, care corespunde la un consum de 4,5 .10⁻³moli de H₂SO₄, și volumul soluției din pahar nu se schimbă, rămâne 40 mL(0,040L)

v = 0,18 mol/L / 4,5 min=0,04 M . min⁻¹

R : 0,04 M. min⁻¹ (mol.L⁻¹.min⁻¹).

Verificați, calculele, vă rog!

Explicație: