stechiometria roztworów

[enline]

W podwyższonej temperaturze poddano długotrwałemu działaniu powietrza na drut żelazny, uzyskując na jego powierzchni warstwę tlenku, którego skład oddaje wzór sumaryczny - \(\displaystyle{ Fe _{3}}\) \(\displaystyle{ O _{4}}\). Tak utleniony drut, ważący 38.1 g, roztworzono całkowicie w nadmiarze roztworu HCl o stężeniu 2,500 \(\displaystyle{ \frac{mol}{dm3}}\) uzyskując 1.5 dm3 wodoru. Jaki był udział molowy tlenu w roztworzonym drucie?

[pesel]

W podwyższonej temperaturze poddano długotrwałemu działaniu powietrza na drut żelazny, uzyskując na jego powierzchni warstwę tlenku, którego skład oddaje wzór sumaryczny - \(\displaystyle{ Fe _{3}}\) \(\displaystyle{ O _{4}}\). Tak utleniony drut, ważący 38.1 g, roztworzono całkowicie w nadmiarze roztworu HCl o stężeniu 2,500 \(\displaystyle{ \frac{mol}{dm3}}\) uzyskując 1.5 dm3 wodoru. Jaki był udział molowy tlenu w roztworzonym drucie?

m = mFe + mFe3O4 = 38.1g

Wodór powstał tylko z roztworzonego Fe (z tlenków powstaje podczas reakcji z kwasami woda a nie wodór)
Fe + 2HCl = FeCl2 +H2

Jak widać z równania reakcji z 1 mola Fe (56g) powstaje 1 mol H2 (czyli 22.4 dm3 w war. normalnych) czyli

56g Fe ---- 22.4 dm3 H2
x --------- 1.5 dm3 H2

stąd x = mFe = (1.5dm3*56g)/22.4dm3 = 3.75g co jest równe liczbie moli Fe nFe=3.75g/56g=0.06696 mola

Czyli mFe3O4=38.1g-mFe= 38.1g-3.75g= 34.35g co odpowiada liczbie moli Fe3O4 nFe3O4=34.35g/232g=0.148mola
(To 232g to masa cząsteczkowa Fe3O4=3*56g+4*16g)

W 1 molu Fe3O4 jest 3 mole żelaza i 4 mole tlenu czyli mamy dwie proporcje:
1 mol Fe3O4 ------------ 3 mole żelaza
0.148 mola Fe3O4 ------- x = 0.444 mole żelaza

1 mol Fe3O4 ------------ 4 mole tlenu
0.148 mola Fe3O4 ------- x = 0.592 mole tlenu

Policzmy ile było moli łącznie (czyli moli żelaza w żelazie, moli żelaza w Fe3O4 oraz moli tlenu w Fe3O4):

n = 0.06696 + 0.444 + 0.592 = 1.10296

Udział molowy tlenu wynosi więc 0.592/1.10296 = 0.537

Oczywiście obliczenia trzeba sprawdzić bo rozwiązywałem to tylko na ekranie. Aha, stężenie HCl jest w tym zadaniu daną w zupełności nie potrzebną.

[enline]

Dziękuje ślicznie, zasadniczo pomysł na rozwiązanie zadania miałam dobry tylko nie miałam pojęcia o co chodzi z "udziałem molowym"