O bucată de sodiu care este acoperit cu oxid (Na2O) conține 8% O și are masa de 200 g. Bucata de sodiu este introdusă într-un vas în care se află 606 g de apă. Calculați: a) raportul molar Na : Na2O din bucata de sodiu; b) concentrația procentuală de masă şi concentrația procentuală molară a solutiei rezultate (soluție 1); c) volumul (c.n.) de gaz degajat din reacție; d) masa de soluție 1 necesară reacției cu 0,2 moli de AICI3 până la consumarea precipitatului apărut initial...... VA ROG
Răspunsuri la întrebare
Răspuns: Verificați calculele!
Explicație:
Datele problemei sunt:
masă bucată sodiu impurificat=200g
componenții din bucata de sodiu impurificat sunt: Na și Na₂O
cantitățile de Na și Na₂O din bucata de sodiu, de 200g sunt:
-X (g)=masa de Na pur/ numărul de moli, n moli atom Na-necunoscuta
-Y(g)= masa de Na₂O pur/număr de moli, n moli Na₂O-necunoscuta
procentul de O din bucata de sodiu=8%. El se referă la conținutul procentual de O din Na₂O din bucata de sodiu
masa de apă în care se introduce bucata de sodiu impurificată=606 g. Au loc reacții chimice cu formare de NaOH;apa nereacționată (exces) dizolvă NaOH, rezultând o soluție 1 de concentrație procentuală, respectiv concentrație molară .
număr de moli de AlCl₃, care reacționează cu NaOH format=0,2 moli
mase atomice(se iau din tabel): A Na=23, A O=16, A Al=27, A H=1, A Cl=35,5 (g/mol atom)
Se cer:
a) raport molar: n moli Na: n moli NaOH
b) concentrația procentuală și molară a soluției de NaOH, rezultate (S1), C1%, C1 M
c) volumul de gaz, V (L) măsurat în condiții normale de temperatură și presiune=? L Este H₂.
d) masa soluției 1 de concentrație procentuală 1 în NaOH, care va reacționa cu 0,2 moli AlCl₃ până la consumarea precipitatului Al(OH)₃, adică îl trece în complex=ms2, g=?
Rezolvare
Pct.a Raportul molar: n moli Na: n moli Na₂O din 200 g sodiu impurificat
a1)Se calculează prima dată cantitatea de Na₂O, plecând de la 8% O.
- masa de Na₂O =?=Y Se pleacă de la 8% O
-masa, m de O/200 g = 8%.200g/ 100%=16 g O
-Y, din regula de trei simplă:
dacă M Na₂O =62 g/mol.............are 16 g/mol atom O
atunci Y, g de Na₂O......are 16 g O
Y, g de Na₂O=62 g/mol Na₂O.16 g O=16 g O=62 g Na₂O
a2) masa de Na, X, g=?
Se află din diferența:
dacă X+Y =200g, X=200-Y, X=200-62=138 g de Na
a3) Raportul molar este: n moli Na: n moli Na₂O=?
n moli (sau γ) = masa, m,(g)/ Masa molară,M (g/mol)
Rezultă:
138 g Na/ 23 g/mol atom Na : 62 g Na₂O/ 62 g/mol Na₂O
Raport molar = 6 moli Na : 1mol Na₂O
b) Concentrația procentuală de masă, C1 și concentrația molară C1M a soluției formate după introducerea celor 200 g de sodiu impurificat în 606 g de apă=?
Se pleacă de la reacțiile chimice de mai jos și de la expresiile matematice pentru C% și CM. Am luat din tabele densitatea soluției, pentru a calcula mai departe volumul soluției de NaOH, necesar C M 1.
b1) Concentrația procentuală a soluției de NaOH=C1=?
C1 = md total de NaOH (g). 100/ms 1 (g)
ms1=m d total de NaOH + m apă nereacționată (exces)
m apă nereacționată=606g -(m1 apă/de la Na+m2 apă/de la Na₂O)
md total NaOH= md 1 NaOH/ Na + md2 NaOH/ Na₂O
m d1 de NaOH=?, m1=? g H₂O / din reacția cu Na
6 moli....m1............md1
2Na + 2 H₂O = 2 NaOH + H₂ gaz
2.1mol...2moli.....2moli
m1 apa=6moli.2mol/2mol=6 moli H₂O
md1 NaOH=6 moli.2moli/2moli=6 moli NaOH
md2=NaOH, m2=? apă, de la Na₂O:
1mol.....m2.........md2
Na₂O + H₂O = 2 NaOH
1mol.....1mol......2mol
m2=1mol de H₂O
md2=2mol de NaOH
n mol de NaOH= 6 mol NaOH/Na+ 2mol NaOH/Na₂O=8 mol NaOH
masa NaOH = 8 moli.40g/mol=320 g NaOH
n molde H₂O = 6 moli H₂O/Na+ 1 mol H₂O / Na₂O= 7 moli H₂O
masa H₂O = 7moli.18 g/mol=126 g de H₂O reacționată
masa H₂O nereacționată=606 g de apă intrată-126 g de apă reacționată=480 g apă
ms1=480 g apă + 320 g de NaOH=800 g
C1 = 320 g NaOH.100%/ 800 g soluție=40 % NaOH
b2) Concentrația molară, C1M la soluția 1=? mol/L
C1M = n moli NaOH dizolvat/ Vs1
unde:
n moli NaOH dizolvat=n moli total=8 moli
Vs1=volumul soluției 1, cu masa de 800 g (L)
Vs1=?
Din tabele cu densitatea se scoate densitatea pentru concentrația de 40% , de 1,430 g/mL, de la care se calculează volumul soluției, Vs1:
d=ms1/Vs1, de unde: 1,430 g/mL=800 g S1/ Vs1
Vs1=800g S1/1,430 g/mL=559 mL=0,559 L
Rezultă:
C1M=8 moli NaOH/ 0,559L=14,31 M
c) Volumul de H₂ (L) măsurat în condiții normale de temperatură și presiune=?=V=?
Se află prin calcul stoechiometric pe reacția dintre 6 moli de Na și H₂O și cu volumul molar: 1mol din orice gaz, în condiții normale de temperatură și presiune ocupă 22,4L.
Deci:
6 moli Na..............................V H₂
2Na +2 H₂O = 2NaOH +H₂ gaz
2mol...................................1mol care ocupă 22,4 L
V H₂= 6 moli.22,4L/2moli=67,2L
d) Masa de soluție cu 40% NaOH, care va reacționa cu 0,2 moli AlCl₃ și va dizolva precipitatul format=ms1.1
d1)Scriem reacțiile chimice:
3NaOH + AlCl₃ = 3NaCl + Al(OH)₃ precipitat↓
Al(OH)₃↓ + NaOH = Na( (Al(OH)₄) complex solubil
Suma lor:
n moli........0,2 moli AlCl₃
4NaOH + AlCl₃ = 3 NaCl + Na(Al(OH)₄)
4 moli.............1mol
d2) calculăm stoechiometric masa de NaOH ce consumă 0,2 moli AlCl₃, cu ultima reacție (suma). Aceasta va fi masa dizolvată în soluția de 40 % NaOH:
n moli NaOH =0,2.4moli/1=0,8 moli NaOH
m NaOH =0,8 moli.40g/mol NaOH=32 g de NaOH
d3) Calculăm masa soluției de 40% NaOH, cu 32 g de NaOH consumată în reacția cu AlCL₃:
C=md.100/ms
unde:
C=40%, md=32 g de NaOH, ms=?
40%=32 g.100/ms; ms=32g.100/40=80 g soluție
R: a) 6 moli Na: 1 mol Na₂O; b) 40% și 14,31M; c)67,2 L; d)80 g