ADUCEREA PROBELOR IN SOLUTIE- PROBLEME DE CHIMIE ANALITICA

Este o activitate de voluntariat in cadrul asociatiei „Raza Sperantei din Ardeal”. Pot fi si alte variante pentru rezolvare. Sper sa ajute studentii de la inginerie chimica, chimie. Si eu am lucrat cu bibliografia propusa.

MODELE DE PROBLEME REZOLVATE LA CALCULAREA CANTITATII DE REACTIVI DE DIZOLVARE 

Sunt modele de probleme de chimie analiticã , cu exces de reactiv şi au  nivel de dificultate peste mediu.

I. Bibliografie:

A.A. Iaroslavtev,Exerciţii şi probleme de chimie analiticã, Editura Tehnicã, Bucureşti, 1958  

1 /1.pag.71 Câţi mililitri soluţie 1n de acid clorhidric sunt necesari pentru a dizolva 1 g de cretã, dacã trebuie sã se foloseascã un exces de 100 % acid?  

Observãm, cã la dizolvarea cretei-este CaCO3, în HCl, are loc o reacţie chimicã. Algoritmul ( schema) de rezolvare este: se calculeazã de pe reacţia dintre HCl şi CaCO3 masa de HCL consumat la dizolvare şi care este md, în soluţia 1n; se calculeazã masa de HCl(g) exces; se calculeaza masa totalã de HCL; se calculeazã din concentraţia normalã, volumul soluţiei de HCl.

Se cunosc: Masa cretã= m CaCO3 = 1 g- se considerã cã existã 100% CaCO3 Cn HCL = 1n ( nEg/ L ) Exces HCl= 100 % M HCl= 36,5 M CaCO3 = 100  

Nu se cunosc: Masa HCl= md =X=? (g) Vs HCl fãrã exces=? (g) Vs exces de HCl=? (g) Vtotal HCl =?  (g)  

Rezolvare 1.Se scrie reacţia chimicã dintre HCl şi CaCO3 . Sub formule chimice se trec masele moleculare; pe formule se pun: masade 1 g CaCO3 şi necunoscuta-X. Se calculeazã cu ajutorul proporţiei formate, X:   

X                1

2HCl  +   CaCO3   =  CaCL2 + CO2  + H2 O  

2×36,5        100  

X= 2 x 36, 5 x1 / 100 = 0,73 g HCl  

2.Se calculeazã masa de HCl în exces:  masa de HCl exces= 100 / 100 x 0,73 = 0,73 g  

3. Se calculeazã masa totalã de HCl: Masa totalã de HCl = m HCl reacţie + m HCl exces = 0,73 + 0,73 = 1,46 g

4. Se calculeazã Vs de HCl cu ajutorul expresiei Cn:

Cn = md / Egx Vs  Egde HCl = M / nH                          Eg HCl = 36,5 / 1 = 36,5  1= 1,46  / 36,5 xVs

Vs = 1,46  / 36,5 = 0,04 L=40 ml 

R: 40 ml

 

2/4.pag.71 Câţi ml soluţie 4n de HCl sunt necesari pentru a dizolva 0,1 g sârmã de Fe; se lucreazã cu exces de 100 % acid.  

Observãm cã la dizolvarea Fe cu HCl are loc o reacţie chimicã. Algoritmul de rezolvarea este: se calculeazã cu ajutorul reacţiei chimice, masa de HCl, fiindcã cunoştem masa de Fe; masa de HCl este md din concentraţia normal 4n; se calculeazã V s de HCl; fãrã exces; se calculeazã Vs de exces şi apoi Vt de HCl.  se cunosc: Cn HCl= 4n ( nEg / L ) Masa de Fe= 0,1 g; M HCL =36,5                                          A Fe = 56  

Nu se cunosc: m d HCl = X = ? Vs de HCl fãrã exces = ? ml V exces de HCl = ?  ml  V t de HCl = ? ml  

Rezolvare  

1.Se calculeazã X de HCL din proporţia de mai jos. Se scrie reacţia chimicã dintre Fe şi HCl; se pun sub reacţie masa molecularã la HCl şi A Fe; pe reacţie se trece masa de Fe şi necunoscuta X:  0,1          X

Fe   + 2 HCl  =   H2  +    Fe Cl2

56          2x 36,5                      X = 0,1 x 2 x 36,5 / 56 = 0,13 g de HCl  ( md)  

2.Se calculeazã Vs de HCl 4n ce conţine 0,13 g de HCl  

Cn = md / Eg xVs ; Eg HCl = M HCl / nH ;  Eg = 36,5 / 1 = 36,5 4 = 0,13 / 36,5 x Vs Vs = 0,13 / 4 x 36,5  = 8,9 x 10-4 L = 0,89 ml  

3. Se calculeazã Vexces de HCl :  V exces = 0,89 x 100 / 100 = 0,89 ml

4. Se calculeazã V t de HCl : Vt = Vs + V exces = 0,89 + 0,89 = 1,78 ml   

R = 1,78 ml

3/ 6 / pag 71  Câţi ml soluţie 2n de NaOH va dizolva total 0,5 g de Al; excesul de hidroxid este 100 %.  Observaţie: La dizolvarea Al în NaOH are loc o reacţie chimicã. Algoritmul de rezolvare este asemãnãtor modelelor de mai sus.  

Se cunosc: Masa de Al = 0,5 g Cn de NaOH = 2n M NaOH = 40 A Al =  27

Nu se cunosc: Masa de NaOH = X = md= ? Vs de NaOH fãrã exces= ? ml Vs de NaOH exces = ? ml  V t de NaOH = ? ml

Rezolvare 

1.Se scrie reacţia chimicã dintre Al şi NaOH; se pun sub reacţie masa molecularã şi atomicã, ţinând cont de coeficienţi, la NaOH şi Al; pe reacţie se pun 0,5 g de Al, respectiv X g de NaOH:

0,5            X       

2Al   +   2NaOH   + 6 H2O  =  2Na [ Al ( OH) 4 ]  +  3 H2

2×27         2x 40                  X = 0,5 x2 x 40 / 2×27 =0,74 g  

2. se calculeazã masa de exces de NaOH (g):  

100 % NaOH ………..avem ………..exces 100%

La 0,74 g NaOH……..avem…………….Y

Y = 0,74 g x100 % / 100 % = 0,74 g  

3. Se calculeazã masa totalã de NaOH (g):  

Masa totalã de NaOH = m din reacţie + m exces = 0,74 + 0,74 = 1,48 g  

4. Se calculeazã Vs de NaOH din Cn şi masa de 1,48 g NaOH:

Cn = md / EgxVs ( nEg / L);   Eg NaOH = M NaOH / nOH = 40 /1 = 40  

2= 1,48 / 40 x Vs ;  Vs = 1,48 / 2×40 = 0,0185 L = 18,5 ml  

R=18,5 mL

II. Bibliografie

Vasilica Croitoru, D.A. Constantinescu, Aplicaţii şi problem de chimie analiticã, Editura Tehnicã, 1979  

1/ 1. Pag 206 Proba analizatã conţine 30 % carbonat de bariu şi 70 % carbonat de calciu. Dupã aducerea în soluţie, ionii de bariu şi de calciu se precipitã cu o soluţie de acid sulfuric 10-1 n , obţinîndu-se 0,2000 g amestec de sulfaţi. a) Ce dizolvant s-a folosit? b ) Care este mãrimea probei? c) Ce volum de soluţie de acid sulfuric a fost necesar pentru precipitare, ştiind cã s-a adãugat un exces de 50 %?

M BaCO3 = 197, 36; M CaCO3 = 100; M BaSO4 =  233, 36; M CaSO4 = 136; M H2SO4 = 98  

Se cunosc:

% CaCO 3 = 70 % % BaCO3  = 30 %

Cn H2SO4 = 0,1 n la precipitare

Exces acid sulfuric = 50 %

m sulfaţi = 0,2000g

Nu se cunosc:

Masa de carbonaţi = m = ? proba

Masa de carbonat de calciu = a=?

Masa de carbonat de bariu = b= ?

Masa de sulfat de calciu = X = ?

Masa de sulfat de bariu = Y = ?

m d acid sulfuric = ?

masa de exces acid sulfuric = ?

masa totala de acid sulfuric =?

Volumul solutiei (Vs) de acid sulfuric = ? ml  

Rezolvare

a)La dizolvare se foloseşte HCl:  

CaCO3 + 2 HCL = CaCl2 + H2O + CO2

BaCO3  + 2 HCL = Ba Cl2 + H2O + CO2

b)Se calculeazã masa probei cu ajutorul unui sistem şi dupã modelul de mai jos, plecând de la reacţiile chimice, de la dizolvare şi precipitare:  

mCaCO3 + m BaCO3  =  m  CaSO4  + m BaSO4  = 0,2 a  +  b =  m X + Y = 0,2

Se exprimã X şi Y în funcţie de a şi b, din reacţiile chimice de la dizolvare şi precipitare:  a                                                    X

CaCO3 ––––––––––Ca SO4

100                                              136                 X = 136 a / 100 = 1,36 a  

b                                                       Y

BaCO3 –––––––––––BaSO4

197,36                                            233,36            Y = 233,36 b / 197,36 = 1,18b  

Inlocuim în ecuaţia: X +Y = 0,2 ;    1,36 a + 1,18 b = 0,2  

Exprimãm a şi b în funcţie de mãrimea probei “m” şi înlocuim în aceastã expresie de mai sus;

 a = 70 / 100 m ;    b =  30 /100 m;   1,36 x 0,7m + 1,18 x 0,3 m = 0,2 0,95 m + 0,35 m = 0,2 1,3 m = 0,2 ; m  =  0,2 / 1,3 = 0,1538 g   

c)  Se calculeazã Vs de H2SO4:

Algoritm de rezolvare: se calculeazã masa de H2SO4 consumatã în reacţiile de precipitare; apoi masa de exces de acid sulfuric şi apoi masa totalã de acid sulfuric; din Cn şi masa de acid sulfuric se calculeazã Vs:  Se are în vedere schema:

CaCO3–––––CaCL2 –––––––––––-CaSO4 BaCO3 ––––-BaCl2––––––––––––-BaSO4  

0,7x 0,153                                                   t

CaCO3  ––––––––––––––H2SO4                  

100                                                              98  

t  =  0,7 x 0,1533 x 98 / 100 = 0,105  

0,3 x 0,153                                                v

BaCO3 –––––––––––––H2SO4

197,36                                                      98  

v  =  0,3 x 0,1533 x 98 / 197,36 = 0,022 g  

m de acid consumat stoechiometric = t + v = 0,105 + 0,022 = 0,128 g

m de acid exces = 0,128 x 50 / 100 = 0,064 g m de acid total = 0,128 + 0,064 = 0,192 g  Vs de acid = 0,192 / 49 x 0,1 = 0,03912 L = 39,12 ml  

R = 39,12 ml

2/ 5 pag 207 Se analizeazã 0,2000 g dintr-un aliaj cupru-zinc cu 60 % cupru şi 40 % zinc. Câţi ml dintr-o soluţie de hidroxid de sodium 1,5 m şi câţi ml dintr-o soluţie de acid sulfuric 3 m sunt necesari pentru dizolvarea aliajului, ştiind cã în ambele cazuri s-a folosit un exces de 25 % ? Se dau: A Cu = 63,54; A Zn = 65, 37; MNaOH = 40; M H2SO4 = 98

Rezolvare:  

Se considerã cã în acidul sulfuric 3 m se dizolvã Cu şi în NaOH se dizolvã Zn.

0,12         X

Cu     +  2 H2SO4  =   Cu SO4 +  SO2  +    2 H2O

63,54      2×98  

X = 0,12x 2x 98 / 63,54 =  0,37 g acid  

Masa totalã de acid = 0,37 + 0,37x 25 % / 100%  =  0,46  

Vs acid = (0,46 / 3 x 98) x 1000 = 1,57 ml  

0,08          Y    

Zn +  2 NaOH   +  2 H2O  =  Na2 [ Zn (OH) 4 ] + H2

65,37     2×40  

Y = 0,08 x2x 40 / 65,37 =  0,097 g

Masa totalã de NaOH = 0,097 + 0,097 x25% / 100 % = 0,12 g  

Vs hidroxid de sodiu = (0,12 / 1,5×40 ) x 1000= 2,0  

R = 2,02 ml de NaOH ; 1,57 ml H2SO4            

 

 

Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile despre tine sau dă clic pe un icon pentru autentificare:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s