Stężenia/stechiometria

[Megaxxis]

Mam takie 3 zadanka. Ktoś byłby w stanie mi je wytłuamczyć?Nie chodzi mi też o to, żeby podać mi rozwiązanie, bo chciałbym się nakierować trochę na właściwe tory Dzięki wielkie za pomoc

1. W mieszaninie siarczków sodu i wapnia ułamek molowy siarki jest równy 0.49. Ile gramów sodu zawiera 366 g tej mieszaniny?

M\(\displaystyle{ _{Ca}}\) = 40,08 g/mol M\(\displaystyle{ _{S}}\) = 32,07 g/mol M\(\displaystyle{ _{Na}}\) = 22,99 g/mol


2. W mieszaninie węglanu amonu \(\displaystyle{ (NH _{4}) _{2}CO _{3}}\)i wodorowęglanu potasu [/latex]\(\displaystyle{ KHCO _{3}}\)p masowy udział wodoru wynosi 0.032. Jaki jest udział masowy potasu w tej mieszaninie?

M\(\displaystyle{ _{O}}\) = 16,00 g/mol M\(\displaystyle{ _{C}}\) = 12,01 g/mol M\(\displaystyle{ _{H}}\) = 1,008 g/mol M\(\displaystyle{ _{K}}\) = 39,10 g/mol M\(\displaystyle{ _{N}}\) = 14,01 g/mol

3. Jakie jest stężenie procentowe roztworu kwasu fosforowego(V) otrzymanego w wyniku reakcji 189.4 g tlenku fosforu(V) i 413.8 g wody?

Masy molowe: M\(\displaystyle{ _{P}}\) = 31,97 g/mol M\(\displaystyle{ _{O}}\) = 16,00 g/mol M\(\displaystyle{ _{H}}\) = 1,008 g/mol

[pesel]

Damy radę...

1.
Znajdż rozwiązanie na forum i napisz, którego kroku nie rozumiesz.

2.
Załóż, że masz \(\displaystyle{ x}\) moli jednej soli i \(\displaystyle{ y}\) drugiej. Napisz wzór na masę tej mieszaniny. Napisz wzór na masy wodoru i potasu w tej mieszaninie. Napisz wzory na udział masowy wodoru oraz potasu w tej mieszaninie.

3.
Oblicz masę mieszaniny (przyda się na końcu). Policz ile masz moli tlenku i ile moli wody. Napisz równanie reakcji. Sprawdź czy nic nie opuściło układu. Sprawdź czy woda jest w nadmiarze. Oblicz ile moli kwasu powstało z obliczonej liczby moli tlenku fosforu. Oblicz masę powstałego kwasu. Oblicz stężenie procentowe.

[Megaxxis]

1. 346820.htm#p5151038

Ogólnie rozumiem prawie cały zapis poza:

\(\displaystyle{ n_{Na_{2}S} \cdot M_{Na_{2}S}+n_{CaS} \cdot M_{CaS}=407g}\) - to równanie rozumiem, ale...

\(\displaystyle{ 0.5 \cdot n_{Na} \cdot M_{Na_{2}S}+n_{Ca} \cdot M_{CaS}=407g}\)

Na jakiej zasadzie zachodzi tutaj równość : \(\displaystyle{ n_{Na_{2}S}=0.5 \cdot n_{Na}}\) i \(\displaystyle{ n_{CaS}=n_{Ca}}\), a później uwzględnienie liczności siarki jako sumy liczności powyższych, tj: \(\displaystyle{ n_{S}=0.5 \cdot n_{Na}+n_{Ca}}\).

Dalsze przekształcanie rozumiem(chyba ).

2. A więc: \(\displaystyle{ x \cdot (NH _{4}) _{2}CO _{3} + y \cdot KHCO _{3} = m _{miesz}}\)

Czyli (analogicznie jak w zadaniu u góry): \(\displaystyle{ x _{(NH _{4}) _{2}CO _{3}} \cdot M _{(NH _{4}) _{2}CO _{3}} + y _{KHCO _{3}} = m _{miesz}}\)

Czyli masa wodoru(dalej analogicznie): \(\displaystyle{ 0,125x \cdot _{(NH _{4}) _{2}CO _{3}} * M _{H} + y \cdot _{KHCO _{3}} * M_{H} = m _{H}}\).

Udział masowy wodoru: (najpierw zakładam sobie masę np. 1g) \(\displaystyle{ \frac{m _{H}}{m _{miesz}} = \frac{0,032}{1} = 3,2 \%}\)

Tak samo z potasem: \(\displaystyle{ \frac{m _{K}}{1}}\)

3. Masa mieszaniny : \(\displaystyle{ 189.4 + 413.8 = 603,2g}\)

Mole tlenku: \(\displaystyle{ n _{P _{4}O _{10}} = \frac{189,40g}{255,88g/mol} = 0,7401}\)
analogicznie : \(\displaystyle{ n _{H _{2}O} = \frac{413,8g}{18,016g/mol} = 22,9684}\)

Równanie jest oczywiście: \(\displaystyle{ P _{4}O _{10} + 6H _{2}O = 4H _{3}PO _{4}}\).

Odwołując się do równania reakcji :
\(\displaystyle{ 1 mol P _{4}O _{10} \rightarrow 4 mol H _{3}PO _{4}}\)

\(\displaystyle{ 0,7401 mol P _{4}O _{10} \rightarrow 2,9604 mol H _{3}PO _{4}}\)

I tutaj muszę się zatrzymać, gdyż woda jest w nadmiarze (wykorzystując 0,7401 mola tlenku powinienem wykorzystać w reakcji \(\displaystyle{ 0,7401 \cdot 6 = 4,4406}\) mola \(\displaystyle{ H _{2}O}\)?) Czyli potem zostaje \(\displaystyle{ 22,9684 - 4,4406 = 18,5278}\) moli wody? Jednak robię coś źle, bo po wymnożeniu masy kwasu fosoforowego\(\displaystyle{ (V)}\): \(\displaystyle{ 2,9604 \cdot 98,994 = 293,0618g}\) oraz nadmiaru wody: \(\displaystyle{ 18,5278 \cdot 18,016 = 333,7968g}\) masa roztworu nie równa się masie początkowej: \(\displaystyle{ 333,7968 + 293,0618 =626,8586g \neq 603,2g}\) system również nie przyjmuje mi odpowiedzi \(\displaystyle{ C _{p} = 0,4859 = 48,59 \%}\) (masa kwasu fosforowego do masy poczatkowej)

Oczywiście nie wiem czy dobrze robię, ale mam nadzieję, że chociaż 10% załapałem. Czas do niedzieli, wiec chyab się wyrobię. Mam nadzieję że to jest w miarę czytelne, jeżeli nie - z góry przepraszam

[pesel]

1. 346820.htm#p5151038

Ogólnie rozumiem prawie cały zapis poza:

\(\displaystyle{ n_{Na_{2}S} \cdot M_{Na_{2}S}+n_{CaS} \cdot M_{CaS}=407g}\) - to równanie rozumiem, ale...

\(\displaystyle{ 0.5 \cdot n_{Na} \cdot M_{Na_{2}S}+n_{Ca} \cdot M_{CaS}=407g}\)

Na jakiej zasadzie zachodzi tutaj równość :\(\displaystyle{ n_{Na_{2}S}=0.5 \cdot n_{Na}}\) i \(\displaystyle{ n_{CaS}=n_{Ca}}\).....

Popatrz na wzór siarczku sodu. W 1 cząsteczce mamy 2 atomy sodu i 1 atom siarki. Czyli w 1 molu siarczku są 2 mole sodu i 1 mol siarki. Czyli moli sodu jest dwa razy więcej niż moli siarczku sodu (w drugiej soli nie ma sodu!). Czyli aby policzyć liczbę moli siarczku sodu trzeba wziąć połowę moli sodu.

Popatrz na wzór siarczku wapnia. W 1 cząsteczce mamy 1 atomy wapnia i 1 atom siarki. Czyli w 1 molu siarczku jest 1 mol wapnia i 1 mol siarki. Czyli moli wapnia jest tyle moli i jest moli siarczku wapnia (w drugiej soli nie ma wapnia!).

... a później uwzględnienie liczności siarki jako sumy liczności powyższych, tj: \(\displaystyle{ n_{S}=0.5 \cdot n_{Na}+n_{Ca}}\)

Liczba moli siarki to suma liczby moli siarki z siarczku sodu i liczby moli z siarczku wapnia. W siarczku sodu jest dwa razy więcej moli sodu niż siarki, a więc połowa moli sodu to liczba moli siarki z siarczku sodu. W siarczku wapnia jest tyla samo moli siarki i wapnia, a więc po prostu liczba moli siarki z siarczku wapnia jest równa liczbie moli wapnia.

2.
A więc: \(\displaystyle{ x \cdot (NH _{4}) _{2}CO _{3} + y \cdot KHCO _{3} = m _{miesz}}\)

Czyli (analogicznie jak w zadaniu u góry): \(\displaystyle{ x _{(NH _{4}) _{2}CO _{3}} \cdot M _{(NH _{4}) _{2}CO _{3}} + y _{KHCO _{3}} = m _{miesz}}\)

Czyli masa wodoru(dalej analogicznie): \(\displaystyle{ 0,125x \cdot _{(NH _{4}) _{2}CO _{3}} * M _{H} + y \cdot _{KHCO _{3}} * M_{H} = m _{H}}\).

Udział masowy wodoru: (najpierw zakładam sobie masę np. 1g) \(\displaystyle{ \frac{m _{H}}{m _{miesz}} = \frac{0,032}{1} = 3,2 \%}\)

Tak samo z potasem: \(\displaystyle{ \frac{m _{K}}{1}}\)

Tutaj zapis nieczytelny ale można się domyślać co miałeś/aś na myśli. Błąd jest w trzecim równaniu ponieważ w cząsteczce węglanu amonowego jest 8 atomów wodoru. A więc moli wodoru w 1 molu węglanu jest 8 razy więcej (a nie 8 razy mniej).

3. Masa mieszaniny : \(\displaystyle{ 189.4 + 413.8 = 603,2g}\)

Mole tlenku: \(\displaystyle{ n _{P _{4}O _{10}} = \frac{189,40g}{255,88g/mol} = 0,7401}\)
analogicznie : \(\displaystyle{ n _{H _{2}O} = \frac{413,8g}{18,016g/mol} = 22,9684}\)

Równanie jest oczywiście: \(\displaystyle{ P _{4}O _{10} + 6H _{2}O = 4H _{3}PO _{4}.}\)

Trzeba poprawić masę molową dekatlenku tetrafosforu . No i uważać na zaokrąglenia.
Patrzymy na równanie. Nic się nie wytrąca, nic nie ucieka, a więc końcowa masa roztworu jest równa początkowej masie mieszaniny, którą policzono w pierwszym równaniu.

Odwołując się do równania reakcji :
\(\displaystyle{ 1 mol P _{4}O _{10} \rightarrow 4 mol H _{3}PO _{4}}\)

\(\displaystyle{ 0,7401 mol P _{4}O _{10} \rightarrow 2,9604 mol H _{3}PO _{4}}\)

I tutaj muszę się zatrzymać, gdyż woda jest w nadmiarze (wykorzystując 0,7401 mola tlenku powinienem wykorzystać w reakcji \(\displaystyle{ 0,7401 \cdot 6 = 4,4406 mola H _{2}O?}\))

Po co sprawdzamy czy woda jest w nadmiarze? Po to żaby nie okazało się, że tlenek fosforu nie przereaguje w całości. Tutaj na oko widać, że woda jest w dużym nadmiarze (a więc ok) ale z innym zestawie danych wcale nie musi tak być.

Czyli potem zostaje 22,9684 - 4,4406 = 18,5278 moli wody? Jednak robię coś źle, bo po wymnożeniu masy kwasu fosoforowego(V): 2,9604 cdot 98,994 = 293,0618g oraz nadmiaru wody: 18,5278 cdot 18,016 = 333,7968g masa roztworu nie równa się masie początkowej: 333,7968 + 293,0618 =626,8586g
eq 603,2g system również nie przyjmuje mi odpowiedzi C _{p} = 0,4859 = 48,59 \% (masa kwasu fosforowego do masy poczatkowej)

Oczywiście nie wiem czy dobrze robię, ale mam nadzieję, że chociaż 10% załapałem. Czas do niedzieli, wiec chyab się wyrobię. Mam nadzieję że to jest w miarę czytelne, jeżeli nie - z góry przepraszam

Masy się nie zgadzają ze względu na złą masę molową, o której było wcześniej. Generalnie to nie musimy liczyć masy wody, która nieprzereagowała bo nie jest nam to do niczego potrzebne. Tutaj jednak się to przydało bo wyniki nam się nie zgodziły co oznacza, że trzeba było szukać błędu.

[Megaxxis]

1. Już rozumiem zrobiłem analogicznie jak w przykładzie podanym przeze mnie wyżej, jednak wynik wychodzi śmiesznie mały ( i system nie przyjmuje )

\(\displaystyle{ x_{s}= \frac{n_{S}}{n_{Na}+n_{S}+n_{Ca}}=0.49}\)

\(\displaystyle{ \frac{0.5 \cdot n_{Na}+n_{Ca}}{n_{Na}+0.5 \cdot n_{Na}+n_{Ca}+n_{Ca}}=\frac{0.5 \cdot n_{Na}+n_{Ca}}{1.5 \cdot n_{Na}+2 \cdot n_{Ca}}=0.49}\)

\(\displaystyle{ 0.5 \cdot n_{Na}+n_{Ca}=0.735 \cdot n_{Na}+0.98 \cdot n_{Ca}}\)

\(\displaystyle{ 0,02 \cdot n_{Ca}=0,235 \cdot n_{Na}}\)

czyli wyszło mi : \(\displaystyle{ n_{Ca}=11,75 \cdot n_{Na}}\)

po podstawieniu: \(\displaystyle{ 0.5 \cdot n_{Na} \cdot M_{Na_{2}S}+11.75 \cdot n_{Na} \cdot M_{CaS}=366g \setminus \cdot 2}\)

\(\displaystyle{ n _{Na} = \frac{732g}{M _{Na _{2}S} +M _{CaS}} \cdot \frac{2}{49}}\)

\(\displaystyle{ n _{Na} = 0,1989 \Rightarrow m _{Na} =0,1989 \cdot 22,99g/mol = 4,5731g}\)

Wynik jest zły, ale nie wiem gdzie robię błąd.


3. Poprawiłem, prawidłowa masa molowa \(\displaystyle{ P _{4}O _{10} = 287,8800g}\)
stąd ilośc moli \(\displaystyle{ P _{4}O _{10} = 0,6579}\) i ilość moli \(\displaystyle{ H _{3}PO _{4} = 2,6316}\)

\(\displaystyle{ 2,6316 mol \cdot 98,9940g/mol = 260,5126g}\)

i \(\displaystyle{ C _{p} = \frac{260,5126}{603,0200} = 0,4320 \cdot 100 \% = 43,2 \%}\)

Mimo to dalej system nie uznaje wyniku, chociaż uwzględnieniłem cztery cyfry znaczące. też nie wiem co robię źle. Za drugie zadanie się jeszcze nie brałem, bo po obudzeniu sie zwyczajnie nie miałem czasu o nim pomyśleć.

[pesel]

po podstawieniu: \(\displaystyle{ 0.5 \cdot n_{Na} \cdot M_{Na_{2}S}+11.75 \cdot n_{Na} \cdot M_{CaS}=366g \setminus \cdot 2}\)

\(\displaystyle{ n _{Na} = \frac{732g}{M _{Na _{2}S} +M _{CaS}} \cdot \frac{2}{49}}\)

Spróbuję zrobić to przejście.

\(\displaystyle{ 0.5 \cdot n_{Na} \cdot M_{Na_{2}S}+11.75 \cdot n_{Na} \cdot M_{CaS}=366g \setminus \cdot 2}\)

\(\displaystyle{ n_{Na} \cdot M_{Na_{2}S}+23.5 \cdot n_{Na} \cdot M_{CaS}=732g}\)

\(\displaystyle{ n_{Na} \cdot (M_{Na_{2}S}+23.5 \cdot M_{CaS})=732g}\)

\(\displaystyle{ n_{Na}= \frac{732g}{M_{Na_{2}S}+23.5 \cdot M_{CaS}}}\)

Trochę to inne niż u Ciebie.

3. Poprawiłem, prawidłowa masa molowa \(\displaystyle{ P _{4}O _{10} = 287,8800g}\)

Chyba jednak nie poprawiłeś.

[Megaxxis]

Faktycznie pierwsze zrobiłem trochę lewo, ale nie pomyślałem o wyciągnięciu \(\displaystyle{ n _{Na}}\) przed nawias... a to takie oczywiste. System zaakceptował wynik \(\displaystyle{ m _{Na} = 9,4880}\)


3. Już rozumiem gdzie jest błąd, bo w treści zadania mam podane: \(\displaystyle{ M _{P} = 31,97g/mol}\), a Ty myślisz o \(\displaystyle{ M _{P} = 30,97g/mol}\). Stąd wychodziło mi \(\displaystyle{ M _{P _{4}O _{10}} = 287,88g/mol}\) zamiast \(\displaystyle{ M _{P _{4}O _{10}} = 283,88g/mol}\) .

Później już wszystko poszło i wynik \(\displaystyle{ C _{P} = 43,37 \%}\) został uznany . Oczywiście zakładając \(\displaystyle{ M _{P} = 30,97g/mol}\). Błąd w treści zadania, a przez coś takiego wynik nigdy nie wyszedłby poprawny.


No to zadanie numer 2 ...

Miałem tutaj coś napisać, ale pomyślałem, że najpierw spróbuję rozwiązać... i wyszło

Udało mi się dojśc do następującego równania po zmianie z 0,125x na 8x i założeniu że \(\displaystyle{ n _{KHCO _{3}} = n _{K}}\) (bo liczba moli potasu w wodorowęglanie jest taka sama jak liczba moli wodorowęglanu):

\(\displaystyle{ 8 \cdot \frac{ (1 - n _{K} \cdot M _{KHCO _{3}})}{M _{(NH _{4}) _{2}CO _{3}}} + n _{K} = \frac{m _{H}}{M _{H}}}\)

Po podstawieniu wartości wychodzi nam \(\displaystyle{ n _{K} = 0,0070}\)

więc masa potasu jest równa: \(\displaystyle{ m _{K} = 0,0070 \cdot 39,1000 = 0,2737}\) a udział masowy potasu: \(\displaystyle{ x _{K} = \frac{m _{K}}{m _{miesz}} = \frac{0,2737}{1} = 0,2737 = 27,37 \%}\)

Dobrze rozumuję? Jeżeli posiadasz jakieś uwagi do mojej metody lub można coś usprawnić, to bardzo chętnie wysłucham. a tymczasem dziękuje bardzo za pomoc!

[pesel]

Sposób i wyniki są ok. Jedyne co mi się nie podoba w tym sposobie (ale to moja, baaaarrdzo subiektywna ocena ) to fakt, że założyłeś w rozwiązaniu jakąś masę mieszaniny (ten 1 g). Nie było to konieczne, spokojnie można to zadanie zrobić bez takiego założenia.

[Megaxxis]

Jedyne co mi się nie podoba w tym sposobie (ale to moja, baaaarrdzo subiektywna ocena ) to fakt, że założyłeś w rozwiązaniu jakąś masę mieszaniny (ten 1 g).

Widzę, że jest ona w ostatecznym rozrachunku niepotrzebna, aczkolwiek nasza Pani prowadząca tłumaczyła, że w zadaniach tego typu możemy założyć sobie dowolną jej ilość, bo niezależnie czy mamy jej gram, kilogram czy mol to ułamek masowy wyjdzie taki sam. Jakoś tak w każdym razie. Z mojej strony to tyle, ale nie będę ukrywał, że pewnie jeszcze niejednego posta tu napiszę hehe . Raz jeszcze dzięki!