Răspuns :
Răspuns:
Încerc, să vă explic!
a) Formula moleculară a cristalohidratului X, care este un azotat de metal cu valența II și este cristalizat cu n moli de H₂O
Cristalohidratul X are 16,949% metal în masa lui moleculară și prin încălzire, pierde apa de cristalizare (n H₂O) și trece în azotat anhidru, masa moleculară a cristalohidratului scade cu 30,5%.
- scriem formula generală a acestui cristalohidrat: M²⁺(NO₃)₂.nH₂O, unde: M= metalul necunoscut și n=un număr necunoscut de moli de H₂O
- pentru a avea formula chimică reală a acestui cristalohidrat X, trebuie să calculăm:
-masa atomică a metalului M, (A) fiindcă vom identifica din sistemul periodic, metalul, care are masa atomică calculată de noi.
-numărul de moli de H₂O, n
a1) calcule pentru masa atomică A, a metalului necunoscut M (II)
- calculăm o relație matematică între 16,949 % metal (M) și masa lui atomică, A și masa moleculară cristalohidrat X (M) ( M(NO₃)₂.nH₂O)
dacă în 100% cristalohidrat X.............există 16,949% Metal, M
atunci în M (g/mol) cristalohidrat ......există A, g, Metal M
100. A = 19,949 . M
Relația matematică 1:
M = 100.A/ 19,949
- calculăm o relație matematică dintre procentul de sare anhidră, rămas după scăderea masei lui X cu 30,5 %, prin eliminarea totală a apei de cristalizare. 30,5% reprezintă apa eliminată.
X Y
(M²⁺(NO₃)₂.n H₂O) t⁰C → (M²⁺ (NO₃)₂ + n H₂O↑
-% de Y-sare anhidră, rămas după scăderea masei lui X cu 30,5% se află prin diferența ( se spune că avem o scădere cu):
100% cristalohidrat X - 30,5% =69,5% Y
-calculăm masa moleculară a azotatului anhidru Y, format:
M Y = M (M (NO₃)₂) = A + 2(AN+3.AO)=A+2(14+3.16)=A+126 (g/mol)
Avem regula de trei simplă:
din 100% X.................rămâne............69,5% de Y
din M (X) g/mol...........rămâne............(A+126) g/mol de Y
Relația matematică 2
M . 69,5 = 100 (A+126)
Obținem o relație matematică cu 2 necunoscute M și A.
Dar, M este egal cu :
M = 100A / 16,949
și introducem în relația matematică 2 și rămâne necunoscuta A, pe care o vom calcula.
- calculăm A din relația:
M. 69,6 = 100(A+126)
(100A/16,949) . 69,5= 100A+12600
6950 A/ 16,949 =100A+12600
410A-100A=12600
A= 12600/ 310=40
În sistemul periodic, metalul cu masa atomică A=40 este Ca- metal divalent din grupa principală IIA.
- calculăm acum numărul de moli de H₂O din cristalohidratul X,.
M X= 100 A/ 16,949=236 g/mol
236= A Ca + 2( A N+3.AO) + n. M H₂O=164+18n
n = 236-164/18=4
Există 4 moli de H₂O.
Formula chimică a cristalohidratului X este: Ca(NO₃)₂. 4 H₂O
R: Ca(NO₃)₂. 4 H₂O.
b) masa de cristalohidrat Ca(NO₃)₂. 4 H₂O , din care se prepară 300 g soluție de concentrație 20% - se referă la azotatul anhidru, deci 20% Ca(NO₃)₂
- calculăm masa dizolvată de Ca(NO₃)₂ din 300 g soluție de concentrație procentuală 20%:
C% Ca (NO₃)₂ = md Ca(NO₃)₂ .100%/ ms
md Ca(NO₃)₂ = 20% .300g / 100 %=60 g
- calculăm masa de Ca(NO₃)₂.4 H₂O, care va aduce în soluție 60 g de Ca(NO₃)₂, cu regula de trei simplă:
M Ca(NO₃)₂.4H₂O=236 g/mol
M Ca(NO₃)₂= 164 g/mol
Rezultă:
dacă în 236 g/mol cristalohidrat.............sunt 164 g/mol Ca(NO₃)₂
atunci în x, cristalohidrat..................sunt 60 g Ca (NO₃)₂
x, g, cristalohidrat = 236 .60 g/ 164=86,34 g
R: 86,34 g cristalohidrat
c) concentrația procentuală de masă a soluției obținută după barbotarea amestecului de gaze (G) din descompunere de 2 moli de Ca(NO₃)₂-Y.
Masa de apă, în care se barbotează toate gazele G, este egală cu dublul masei de apă de cristalizare din 2 moli de cristalohidrat.
Au loc două reacții chimice, în această informație, din care vom înțelege, numele substanței, dizolvate în apă, după terminarea barbotării gazelor și la care vom afla concentrația ei procentuală.
1) reacția de descompunere termică a Ca(NO₃)₂:
Ca(NO₃)₂ solid t⁰C → CaO solid + 1/2O₂ (gaz)↑ + 2NO₂ (gaz)↑
2)reacția chimică dintre NO₂ cu apa în prezența O₂, în timpul barbotării amestecului de gaze in apa, cu formare de HNO₃:
3NO₂ (g) + H₂O (l) →2 HNO₃(g) + NO(g)
NO(g) + 1/2 O₂ (g)→ NO₂(g)
Reacția generală este:
3NO₂ + NO+ H₂O + 1/2 O₂→ 2 HNO₃ + NO + NO₂
Rezultă:
3NO₂ -NO₂ + NO-NO + 1/2 O₂→ 2 HNO₃
2NO₂+ 1/2O₂ + H₂O → 2 HNO₃
Rezultă că , după terminarea barbotării gazelor în apă obținem o soluție de HNO₃. HNO₃ este substanța dizolvată în soluție.
c1) calculăm masa de apă, în care se vor barbota gazele NO₂ și O₂ din amestecul gazos G. Este o masă de apă totală, fiindcă din ea se va consuma în reacția 2.
mt apă = 2 . m apă din 2 moli de Ca(NO₃)₂. 4 H₂O
n moli H₂O =?
1mol Ca(NO₃)₂.4H₂O.......produce 4 moli de H₂O
2 moli Ca(NO₃)₂.4 H₂O....produc 8 moli de H₂O
m apă = 8 moli . M H₂O= 8mol .18g/mol=144 g
Dublul cantității de apă este: 144.2=288 g
c2) calculăm cantitățile de NO₂ și O₂, produse stoechiometric prin descompunerea termică a 2 moli de Ca(NO₃)₂-vezi reacția 1:
M NO₂= 14+2.16=46g/mol
M O₂= 2.16=32 g /mol
2moli Ca(NO₃)₂...... moli NO₂.......y mol O₂
Ca(NO₃)₂ → 2NO₂ + 1/2 O₂ + CaO
1mol....................2mol.........0,5 mol
x mol NO₂= 2.2/1= 4 mol
y mol O₂= 2.0,5/1=1 mol
m NO₂ = 4 mol.46 g/mol=184 g
m O₂=1 mol .32 g/mol= 32 g/mol
c3) calculăm masa de apă consumată de 4 mol NO₂, verificăm dacă O₂ se consumă total, în reacția 2 și câți moli de HNO₃ se produc:
4 mol NO₂......z H₂O..... t O₂.......w
2 NO₂ + H₂O + 1/2 O₂ → 2 HNO₃
2mol.........1mol....0,5mol....2mol
z moli H₂O = 4mol.1/2=2 mol H₂O consumată
m H₂O consumată = 2mol .18 g/mol=36 g
t moli O₂ consumat = 4.0,5/2= 1 mol, O₂ se consumă total
w moli HNO₃ = 4mol.2/2=4moli HNO₃
m HNO₃ = 4 moli .63 g/mol (M )= 252 g HNO₃
c4) calculăm concentrația procentuală a soluției de HNO₃ după barbotarea gazelor:
C% HNO₃= md HNO₃.100/ ms
ms = m apă rămasa neconsumată în reacția cu NO₂+ m HNO₃
Nu intra O₂, fiindcă avem o soluție lichidă.
ms= (288-36) +252=504 g
C% = 252.100% / 504 =50%
R: 50%
Verificați calculele!
Explicație:
Vă mulțumim pentru vizita pe site-ul nostru dedicat Chimie. Sperăm că informațiile oferite v-au fost de ajutor. Nu ezitați să ne contactați pentru orice întrebare sau dacă aveți nevoie de asistență suplimentară. Vă așteptăm cu drag data viitoare și nu uitați să ne adăugați la favorite!