Stęzenia i stechiometria

gabrysb1995 · Post autor: **gabrysb1995** » 26 lut 2014, o 18:38

Mam takie zadanie z konkursu.

Oblicz jakich objętości 2-molowego kwasu siarkowego VI i 25% roztworu zasady potasowej o gęstości 1,33 g/cm^3 (w którym zawarta jest taka sama masa KOH jak w 55 cm^3 roztworu o gęstości 1,09 g/cm^3)należy użyć do reakcji, aby całkowicie zobojętnić kwas.

No to tak, policzyłem masy atomowe
\(\displaystyle{ M_{H_{2}SO_{4}}=98 g/mol}\)
\(\displaystyle{ M_{KOH}=56 g/mol}\)
\(\displaystyle{ M_{K_{2}SO_{4}}=174 g/mol}\)

Oraz z danych dot. roztworów próbowałem obliczyć objętość KOH, ale nie mam pomysłu jak to zrobić.
Jedynie policzyłem, że użyty 25% roztwór zasady potasowej ma stężenie 3mol/dm^3. Nie wiem jak użyc informację w nawiasie.-- 26 lut 2014, o 19:24 --Już nieaktualne, mam odpowiedź na innym forum, a bardzo mi zależało na czasie:)

pesel · Post autor: **pesel** » 26 lut 2014, o 20:24

Byłoby ciekawe poznać rozwiązanie tego zadania, które jest źle sformułowane. BTW, 25% r-r KOH (na podstawie danych z zadania) nie jest 3- molowy.

gabrysb1995 · Post autor: **gabrysb1995** » 26 lut 2014, o 21:55

Co do obliczeń, mogłem pomylić się, a co do treści, jest ona z podkarpackiego konkursu wiedzy technicznej z dawnej edycji. (na stronie nie ma rozwiązań)

Cm liczyłem ze wzoru\(\displaystyle{ C _{p}= C _{m} *100 \% *M/p}\)
gdzie p to gęstość

pesel · Post autor: **pesel** » 27 lut 2014, o 03:16

1. Zgadzam się tylko z tym skąd pochodzi to zadanie (X edycja z 2011r., Finał, Zadanie nr 5 za 8 pkt.). Co nie zmienia faktu, że jest źle sformułowane. Pozdrowienia dla organizatorów.

2. Jeżeli nie podano stężenia procentowego tego roztworu w nawiasie (55ml, gęstość 1.09) to nie policzymy ile tam było KOH (można policzyć jedynie masę r-ru czyli ile było łącznie wody i KOH). W konsekwencji nie policzymy objętości tego 25% r-ru KOH, która zawiera taką samą masę KOH bo nie wiemy ile ma go być w jakiejś tam masie/objętości tego 25% r-ru. W konsekwencji nie policzymy objętości kwasu siarkowego.

3.Możemy policzyć jedynie stosunek objętości kwasu siarkowego i zasady potasowej jakich należy użyć. (do tego żadne informacje o tym drugim r-rzez zasady nie są potrzebne).

4. Podany przez Ciebie wzór na przeliczanie stężeń jest niepoprawny.

gabrysb1995 · Post autor: **gabrysb1995** » 27 lut 2014, o 17:36

OK, co do wzoru, z chemii orłem nie byłem, znalazłem go gdzieś w sieci, więc próbowałem coś z nim zrobić, nie wiedziałem, że zły.

\(\displaystyle{ 2 KOH + H_{2}SO_{4} \rightarrow2 H_{2}O + K_{2}SO_{4}}\)

Co do zadania, nie wiem czy mogę podać link, ale w tamtym rozwiązaniu policzył gęstość samego KOH, korzystając z \(\displaystyle{ 1/4*p _{KOH}+3/4*1=1,33}\) gdzie 1 to gęstość wody w \(\displaystyle{ g/cm^3.}\)Następnie z dwóch równań

\(\displaystyle{ m/2,32+V _{H _{2} O} =55}\)
\(\displaystyle{ m+V _{H _{2} O}*1=55*1,09}\)

Wyliczymy\(\displaystyle{ m _{KOH} =8,7g}\)

A dalej z tego masa roztworu to \(\displaystyle{ 25 \% = 8,7/m*100\%}\) czyli m=34,8g czyli \(\displaystyle{ V=m/p=26,17 cm ^{3}}\)

Korzystając z tego, że mamy masę molową KOH i masę użytego KOH obliczymy liczbę moli czyli \(\displaystyle{ n _{KOH}=8,7/56=0,155 mola}\) czyli potrzeba\(\displaystyle{ 0,0755 moli H_{2}SO_{4}}\) czyli \(\displaystyle{ 37 cm^3}\)roztworu \(\displaystyle{ H_{2}SO_{4}}\)

Nie wiem, czy jest to poprawne rozwiązanie, oraz nie jestem autorem całego rozwiązania, gdyż korzystałem z pomocy innego użytkownika.

pesel · Post autor: **pesel** » 27 lut 2014, o 19:04

gabrysb1995 pisze: Co do zadania, nie wiem czy mogę podać link, ale w tamtym rozwiązaniu policzył gęstość samego KOH, korzystając z \(\displaystyle{ 1/4*p _{KOH}+3/4*1=1,33}\) gdzie 1 to gęstość wody w \(\displaystyle{ g/cm^3}\).

Chyba jedynym przypadkiem gdzie w taki sposób można liczyć gęstość r-ru jest sytuacja gdy mieszamy ze sobą dwie ciecze i objętość roztworu jest równa sumie objętości obydwu składników (brak kontrakcji). Tylko wtedy gęstość r-ru jest średnią ważoną gęstości składników.
Niestety, jak rozpuszczamy ciało stałe w cieczy tak się nie da. Mówiąc obrazowo, jeżeli rozpuszczenie w 100 ml wody 1g KOH spowoduje jakiś tam przyrost objętości, to rozpuszczenie 10g KOH w 100 ml wody nie spowoduje 10-krotnie większego przyrost objętości. Po prostu gęstość roztworu nie zmienia się liniowo ze stężeniem.
Mówiąc inaczej. Ze stężenia i gęstości r-ru nie można obliczyć gęstości substancji rozpuszczonej.

Tutaj możesz popatrzeć co ktoś próbuje zrobić:

Kod: Zaznacz cały

http://chemfan.pg.gda.pl/Dydaktyka/gestosci.html

Dlatego też zbiory zadań z chemii są pełne tabel, w których są podane gęstości r-rów różnych substancji w zależności od stężenia. Gdyby było jak w podanym przez Ciebie rozwiązaniu to podawali by jeden wzór:

\(\displaystyle{ d_{r-ru}=c_{p} \cdot d_{s} +(100 \%-c_{p}) \cdot 1}\)

który zastępowałby całą tabelę.

BTW. Gęstość stałego KOH to \(\displaystyle{ 2.04 \ g/cm^{3}}\)

gabrysb1995 · Post autor: **gabrysb1995** » 27 lut 2014, o 22:41

Dzięki wielkie, poczytam, zawsze można się czegoś nowego dowiedzieć. Nigdy z chemią większej styczności nie miałem, a na konkursie było jedno zadanie z chemii, więc chciałem coś powtórzyć z roztworów i stechiometrii. Widzę, że jednak braki mam bardzo duże. Mimo wszystko dziękuję:)