Question

salut am si eu o problema care ma bate 
In 2L de solutie CuSO4 cu concentratie 0,1 molar se introduce o placuta de fier cu m=20g.Dupa un timp masa placutei devine 20,4g
a) Srieti ecuatia dintre Fe si CuSO4
b) Srieti reactiile de oxidare si reducere 
c) Notatia pilei construite pe baza reactiei REDOX
d) Calculeaza concentratia solutiei de CuSO4 in momentul in care placuta ajunge la 20,4g :)

Answer 1

Dupa mine, s-ar rezolva asa.

a). Fe  +  CuSO4  =>  FeSO4  +  Cu

b)
La anod  Fe  =>  Fe2+  +  2e    oxidare

La catod  Cu2+   +  2e  =>  Cu      reducere

c) Pila galvanica ce ar funcyiona dupa aceasta reactie redox ar fi:

Fe  |  Fe2+  ||  Cu2+  Cu

In cazul pilelor galvanice anodul este polarizat negativ, iar catodul este polarizat pozitiv. La noi, electrodul de Fe este anodul, iar electrodul de Cu este catodul.

d).
Mase atomice relative rotunjite: pentru Fe este 56 u.m.; pentru Cu este 64 u.m.
Masa molara a CuSO4 este 1*64 + 1*32 + 4*16 = 160(g/mol).
Masa molara a FeSO4 este 1*56 + 1*32 + 4*16 = 152(g/mol)(poate ca asta nici nu mai trebuia calculata).

Din formula concentratiei molare gasim numarul de moli de CuSO4:

molaritatea = numar moli/volumul solutiei, de unde numar moli = molaritatea*volumul solutiei = 0,1*2 = 0,2(moli CuSO4).

Asta inseamna in grame: 0,2*160 = 32(g CuSO4).

Ce se petrece acolo ? Fierul este mai electropozitiv decat cuprul si il scoate pe acesta din CuSO4. Deci o parte din Fe trece in solutie sub forma de FesO4, iar cuprul substituit din CuSO4 se depune pe placuta.

Foarte important: cresterea masei placutei de 20,4 g - 20 g = 0,4 g reprezinta diferenta dintre masa de Cu depus pe placuta si masa de Fe trecut in solutie sub forma de FeSO4 !

Notam cu x(g) masa de Fe reactionat si cu y(g) masa de Cu depus pe placuta.

O prima relatie este:  y - x = 0,4

O alta relatie o gasim din stoechiometria ecuatiei reactiei chimice.

Fe  +  CuSO4  =>  FeSO4  +  Cu

Daca  1*56  g Fe depun 1*64 g Cu
Atunci x g Fe vor depune  y g Cu

y = 64x/56 = 8x/7(g Cu).

Inlocuim expresia lui y in relatia diferentei:

y - x = 0,4
(8x/7) - x = 0,4, de unde x = 2,8(g Fe).

y = x + 0,4; y = 3,2(g Cu).

Acum sa gasim ce masa de de CuSO4 s-a consumat pana in momentul cand masa placutei a devenit 20,4 g(deci in momentul cand 2,8 g feSO4 au depus pe placuta 3,2 g Cu).

Fe  +  CuSO4  =>  FeSO4  +  Cu

Daca 1*56 g Fe reactioneaza cu 1*160 g CuSO4
Atunci 2,8 g Fe vor reactiona cu z g CuSO4

z = 2,8*160/56 = 8(g CuSO4).

Deci raman nereactionate pana in acel moment: 32 - 8 = 24(g CuSO4).

Asta inseamna in moli: 24/160 = 0,15(moli CuSO4).

Din acest moment nu sunt sigur daca procedez corect.

Solutia care rezulta va contine(in acel moment):  CuSO4 nereactionat, FeSO4 rezultat  si apa adaugata odata cu solutia de CuSO4. Daca ar trebui sa determin concentratia procentuala a CuSO4 pana in acel moment, ar trebui sa tin cont si de faptul ca in masa solutiei se gaseste si FeSO4 format in reactie.

Insa daca trebuie sa determin molaritatea solutiei de CuSO4 pana in acel moment, voi imparti numarul de moli de CuSO4 nereactionati pana in acel moment(adica 0,15 moli CuSO4) la volumul solutiei, adica la 2 litri. Repet, nu stiu daca am rationat corect deoarece n-am mai intalnit pana acum o asemenea situatie in probleme. De aceea cred ca ar fi mai indicat sa intrebi profesorul de chimie daca este corect acest ultim calcul al meu(inclusiv rationamentul facut de mine la rezolvare). Asta pentru ca n-as vrea sa-ti dau vreo rezolvare incorecta.

Asadar: molaritatea = numar moli/volumul solutiei = 0,15/2 = 0,075.

Deci la momentul cand masa placutei a ajuns la 20,4 g, parerea mea(dar iti mai zic o data, intreaba si profesorul de chimie !) este ca molaritatea solutiei de CuSO4 este 0,075 molar.

Verifica si tu.