Question

Reactioneaza 0,8 kg Al de puritate 80% cu o solutie de acid clorhidric de concentratie 20%. Aflati: a) Masa solutiei de acid clorhidricutilizata.  b) Concentratia solutiei finale  stiind ca impuritati nu sunt solubile in apa.

Answer 1

Cu semnul "*" notez inmultirea, iar cu semnul "/" notez linia de fractie.

a)

Masa unui mol de atomi de Al este 27 g/mol; masa molara a HCl este 1*1 + 1*35,5 = 36,5(g/mol); masa molara a AlCl3 este 1*27  +  3*35,5 = 133,5(g/mol).

Daca in 100 kg Al impurificat se gasesc 80 kg Al pur
Atunci in 0,8 kg Al impurificat se vor gasi x kg Al pur

x = 0,8*80/100 = 0,64(kg Al pur).

Ecuatia reactiei chimice este:

2Al  +  6HCl  =  2AlCl3  +  3H2

Daca 2*27 kg Al pur consuma 6*36,5 kg HCl
Atunci 0,64 kg Al pur vor consuma y kg HCl

y = 0,64*6*36,5/(2*27) = aprox. 2,5955 = aprox. 2,6(kg HCl). Aceasta este masa dizolvata md.

Masa solutiei ms de HCl 20% o gasim din formula concentratiei procentuale:

c = 100*md/ms, de unde ms = 100*md/c = 100*2,6/20 = 13(kg solutie HCl 20%).


b)
Deoarece Al si HCl s-au consumat in totalitate, impuritatile nu sunt solubile in apa iar H2 este gaz si se degaja din sistem, rezulta ca solutia care se va obtine este formata din masa de AlCl3 rezultata dizolvata in masa de apa care a facut parte din solutia 20% de HCl introdusa in proces.

Masa de H2O din 13 kg solutie HCl 20% este:

m H2O = ms - md = 13 - 2,6 = 10,4(kg H2O).

Gasim acum masa de AlCl3 obtinuta.

Daca din 2*27 g Al pur rezulta 2*133,5 g AlCl3
Atunci din 0,64 kg Al pur vor rezulta z kg AlCl3

z = 0,64*2*133,5/(2*27) = aprox. 3,1644 = aprox. 3,164(kg AlCl3).
Aceasta este masa dizolvata md1.

Masa solutiei de AlCl3 este ms1 = md1 + m H2O = 3,164 + 10,4 = 13,564(kg solutie AlCl3).

Deci concentratia procentuala c1% a solutiei de AlCl3 obtinute este:

c1 = 100*md1/ms1 = 100*3,164/13,564 = aprox. 23,326 = aprox. 23,33.

Deci c1% = aprox, 23,33%.