ZADANIA Z CHEMII

ZADANIA Z CHEMII
Stężenia roztworów - rozpuszczalność substancji w roztworze (R)
Rozpuszczalność (R) jest to stężenie roztworu nasyconego.
Jest to liczba gramów substancji rozpuszczonej w 100 g rozpuszczalnika:
R=
ms
⋅ 100
mrozp
Gdzie:
ms – masa substancji rozpuszczonej w roztworze nasyconym w [g]
mrozp – masa rozpuszczalnika w [g].
Zadanie 1. 4 kg wody nasycono powietrzem w temperaturze 298 K. Następnie rozpuszczone gazy
usunięto z wody przez ogrzanie do temperatury wrzenia roztworu. Otrzymano mieszaninę gazów,
która w temperaturze 25oC miała objętość 3 387,2 cm3 i zawierała: 1,85% obj N2, 3,06% obj O2
i 95,09% obj CO2. Oblicz rozpuszczalność (R) tych gazów w wodzie w temperaturze 25oC.
Dane:
mrozp = 4000 g
∑Vgazów = 3 387,2 cm3
%obj N2 = 1,85
% obj O2 = 3,06
% obj CO2 = 95,09
Rozwiązanie:
VN 2 = 62,6cm 3 , VO2 = 103,6cm 3 , VCO2 = 3221cm 3
Zakładając, że wszystkie te gazy w podanych warunkach temperatury i ciśnienia mają właściwości
gazu doskonałego można obliczyć masę rozpuszczonych gazów.
Objętość molową gazu doskonałego w temperaturze 25oC i pod ciśnieniem 1013,25 hPa oblicza się ze
wzoru:
−
V 25 = R ⋅
298
T
m3
cm3
= 8,31 ⋅
= 0,02444
= 24440
101325
p
mol
mol
Liczba moli rozpuszczonych gazów, obliczona z zależności:
VN 2
_
V
V
_
V
wynosi:
nN2 =
n=
=
62,6
= 2,56 ⋅ 10 −3 mola
24440
nO2 =
103,6
3221
= 4,24 ⋅ 10 −3 mola nCO2 =
= 0,1318mola
24440
24440
m
Masę rozpuszczonych gazów oblicza się ze wzoru: n = M ⇒ m = M ⋅ n
A zatem:
mN 2 = 28 ⋅ 2,56 ⋅ 10 −3 = 0,07168 g
mO2 = 32 ⋅ 4,24 ⋅ 10 −3 = 0,1357 g
mCO2 = 44 ⋅ 0,1318 = 5,8 g
Rozpuszczalność tych gazów w temperaturze 25 oC jest równa:
mN 2
RN 2 =
RO2 =
⋅ 100 =
0,07168
⋅ 100 = 1,79 ⋅ 10 −3 g / 100 gH 2O
4000
⋅ 100 =
0,1357
⋅ 100 = 3,39 ⋅ 10 −3 g / 100 gH 2O
4000
mrozp
mO2
mrozp
RCO2 =
mCO2
mrozp
⋅ 100 =
5,8
⋅ 100 = 0,145 g / 100 gH 2O
4000
Zadania do samodzielnego rozwiązania:
1. Rozpuszczalność chlorku amonu w temperaturze 293 K wynosi 38 g/100g H2O, a w
temperaturze 323 K jest równa 51 g/100g H2O. Ile gramów tego związku można dodatkowo
rozpuścić w 250 g nasyconego roztworu podnosząc temperaturę od 293 K do 323 K?
2. Rozpuszczalność azotanu(V) potasu w temperaturze 333 K wynosi 105 g/100g H2O, a w
temperaturze 293 K jest równa 35 g/100g H2O. Ile gramów tego związku wykrystalizuje, jeżeli
500 g nasyconego roztworu w temperaturze 333 K ochłodzi się do temperatury 293 K?
3. Rozpuszczalność azotanu(V) srebra w temperaturze 273 K wynosi 113 g/100g H2O, a w
temperaturze 288 K jest równa 172 g/100g H2O. Ile gramów tego związku wykrystalizuje,
jeżeli 500 g nasyconego roztworu w temperaturze 288 K ochłodzi się do temperatury 273 K?
4. Ile wody zawiera 0,5 kg nasyconego roztworu substancji A, jeśli rozpuszczalność tej substancji
jest równa 105 g/100g H2O?
5. Rozpuszczalność jodku potasu w temperaturze 293 K wynosi 145 g/100g H2O. Ile gramów soli
można rozpuścić w 0,5 dm3 wody w tej temperaturze?
6. W temperaturze 320 K rozpuszczalność azotanu (V) potasu i azotanu (V) ołowiu(II) są równe
i wynoszą 78 g/100g H2O. W którym z nasyconych roztworów tych soli znajduje się większa
liczba moli kationów?