PROBLEME CU CRISTALOHIDRAŢI

Ȋn acest material se prezintã o sintezã despre substanţele ce cristalizeazã cu o anumitã cantitate de apã din soluţie şi câteva modele de probleme despre stabilirea formulei chimice a cristalohidraţilor şi concentraţia procentualã ȋn sarea anhidrã a unei soluţii de cristalohidrat.Am constatat cã unii elevi nu prea ȋnţeleg rezolvarea problemelor cu hidraţi -ȋn special la calcularea masei moleculare a hidratului.Metodele de rezolvare prezentate sunt personale şi nu contrazic alte metode ȋnvãţate la şcoalã, de elevi.Prima parte a materialului se va citi din documentul atasat.PROBLEME CU CRISTALOHIDRATI

-Cum se calculeazã Masa molecularã a Na2CO3 . 10 H2O ?

M la Na2CO3 = 2 ANa + AC + 3 AO       = 106
M la 10 moli apã = 10. M H2O = 10. 18 = 180
M Na2CO3 . 10 H2O = 106 + 180 = 286

 

2.PROBLEME

2.1 DETERMINAREA FORMULEI CHIMICE A UNUI HIDRAT

Problema 1
O masã de 8 g de Pb(C2H3O2)2 . x H2O conţine 1,14 g de H2O. Calculaţi formula molecularã a hidratului.   (John Erickson, Probleme, 2006)
 

Rezolvare

  • Se calculeazã masa substanţei anhidre Pb(C2H3O2)2:

Masa substanţei anhidre Pb(C2H3O2)2 = masa hidrat – masa apã= 8g-1,14g = 6,86 g

  • Se exprimã masa substanţei anhidre şi a apei ȋn moli:

MPb(C2H3O2)2/sub>=APb+2(2AC+3AH +2AO)=207+22.12+3.1+2.16)=207+2.(24+3+32)=207+2.59=325
MH2O=2.AH+AO=2.1+16=2+16=18
Unde:
A=simbolul masei atomice şi care se ia din tabel.

Dacã 1 mol de Pb(C2H3O2)2 …….are………325 g
Atunci n moli de Pb(C2H3O2)2….are……… 6,86g
n moli Pb(C2H3O2)2 =1 mol.6,86 g∕325 g = 0,021 moli

Dacã 1 mol de H2O ……..are……..18 g
Atunci n moli de H2O……are……..1,,14g
n moli de H2O = 1 mol. 1,14 g / 18 g =0,063 moli=x din formula hidratului

  • Se calculeazã raportul de combinare al molilor de substanţã anhidrã şi apã:

n moli substanţã anhidrã: n moli apã = n:x= 0,021moli:0,063moli
=0,021/0,021 : 0,063/0021
Pentru a obţine un raport cu numere ȋntregi se ȋmpart termenii, la cel mai mic numãr de moli, adicã la 0,021.
Rezultã 1:3

  • Deci hidratul are formula chimicã:

Pb(C2H3O2)2 . 3 H2O


Problema 2
Ȋn 8,5 moli Na2CO3.10 moli H2O se gãsesc: a) 1530 g apã;b) 391 g Na; c) 1360 g apã; d) 195,5 g Na; e) 510 g sare anhidrã. Calculaţi masa de apã de cristalizare şi masa de sodiu.

Ştim:

  • Avem 8,5 moli de Na2CO3.10 moli H2O numitã carbonat de sodiu cristalizat cu 10 moli apã;
  • Cunoaştem masele atomice ale atomilor componenţi: Na, C, O şi H –vezi tabelele cu masele atomice.

Nu ştim:

  • Masa molecularã a cristalohidratului Na2CO3.10 moli H2O;
  • Masa celor 8,5 moli de cristalohidrat;
  • Masa apei de cristalizare (y) şi masa de sodium (x).

Rezolvare

Masele de apã de cristalizare şi de sodiu(natriu) se calculeazã cu regula de trei simplã, plecând de la masa molecularã a cristalohidratului şi de la masa celor 8,5 moli de cristalohidrat.

  • Se calculeazã masa molecularã a Na2CO3.10 moli H2O:

M Na2CO3.10 moli H2O = M Na2CO3 + 10 M H2O – avem 10 moli de apã
ATENŢIE: SE ADUNĂ MASELE MOLECULARE la carbonat de sodiu şi apã; nu se ȋnmulţeşte masa molecularã a carbonatului de sodiu cu 10 şi cu masa molecularã a apei.
Deci M Na2CO3.10 H2O = 106+ 10.18= 106+180=286

  • Se calculeazã masa de hidrat, corespunzãtoare la 8,5 moli, cu regula de trei simplã:

Dacã 1 mol de hidrat…..are…….286g
Atunci 8,5 moli de hidrat…are…..x g
x = 8,5 moli.286g/ 1mol = 8,5.286 = 2431 g

  • Se calculeazã masa de sodiu şi masa de apã din masa molecularã a hidratului şi masa hidratului:

Dacã 1mol de hidrat=286g………………..2.23g Na………..10.18g H2O
Atunci 8,5.286 g…………………..x g Na………….y g H2O
x g Na = 8,5.286g .2.23 g/286g = 391 g

y g apã = 8,5.286g .10.18 g/286g =1530g

 
R: a); b)

2.2 PROBLEME CU CONCENTRAŢIA PROCENTUALĂ

A SOLUŢIEI UNUI HIDRAT
 

Problema 1.
Se dizolvã 21 g MgSO4.n H2O ȋn 179 g apã şi se obţine o soluţie de concentraţie 6% exprimatã ȋn substanţã anhidrã. Sã se calculeze valoarea lui n.

R posibile: a)2;b)3;c)4; d)5;e)6

Ştim:
Masa de hidrat=21g
Masa de apã pentru dizolvare = 179 g
Concentraţia procentualã a soluţiei=6% MgSO4
Concentraţia procentualã a soluţiei ȋn MgSO4 se calculeazã cu formula:
C MgSO4 = m MgSO4 .100 / ms

Nu ştim:
Masa de substanţã anhidrã ( MgSO4) dizolvatã=md
Masa soluţiei=ms
Masa molecularã a hidratului
Masa molecularã a substanţei anhidre
Masele atomice se iau din tabele
AMg =24; AH=1; AO=16; AS =32

Rezolvare

Se calculeazã masa de substanţã anhidrã dizolvatã ȋn soluţia de 6%; apoi se calculeazã din regula de trei simplã, plecând de la masele moleculare ale cristalohidratului şi ale substanţei anhidre şi de la masa cristalohidrat (21g) şi masa anhidrã dizolvatã, n.

  • Se calculeazã masa soluţiei de 6%:

ms= masa cristalohidrat+masa apei de dizolvare
ms =21+179=200g

  • Se calculeazã masa de substanţã anhidrã dizolvatã ȋn 200g soluţie 6%, cu formula:

6 = md.100/ 200
6.200 = md.100; md=12g MgSO4

  • Se calculeazã masa molecularã la MgSO4.n H2O

M MgSO4.n H2O = MMgSO4+ n M H2O – avem “n” moli de apã
ATENŢIE: SE ADUNĂ MASELE MOLECULARE; nu se ȋnmulţeşte masa molecularã a sulfatului de magneziu cu ”n” şi cu masa molecularã a apei.
Deci  M MgSO4.n H2O = (24+32+4.16)+ n.18= 120+18n

  • Masa molecularã a sulfatului de magneziu

MMgSO4 =120

  • Se scrie regula de trei simplã, pentru a calcula “n”:

Dacã 1mol de hidrat=(120+18n)g………are.………..120 g sulfat de magneziu
         Atunci              21g…………………..are…………12 g sulfat de magneziu
(120+18n)g.12g = 21g.120g

120+18n=21.10
120+18n=210; 18n=210-120=90
n = 90: 18=5

R:d)

 
Problema2
O cantitate de 300 g soluţie de soda conţine 10% Na2CO3 anhidru. Câte grame de Na2CO3.10H2O s-au folosit la prepararea acestei soluţii?

Ştim:
Masa de soluţie=300g
Concentraţia procentualã a soluţiei=10% Na2CO3 anhidru
Concentraţia procentualã a soluţiei ȋn Na2CO3 anhidru se calculeazã cu formula:
C MgSO4 = m Na2CO3 .100 /ms

Nu ştim:
Masa de substanţã anhidrã dizolvatã=md
Masa hidratului=X
Masa molecularã a hidratului
Masa molecularã a substanţei anhidre
Masele atomice se iau din tabele.

Rezolvare

Se calculeazã masa de substanţã anhidrã dizolvatã ȋn soluţia de 10%; apoi se calculeazã din regula de trei simplã, plecând de la masele moleculare ale cristalohidratului şi ale substanţei anhidre şi de la masa masa anhidrã dizolvatã, masa de hidrat Na2CO3.10H2O.

  • Se calculeazã masa de substanţã anhidrã din 300g soluţie de 10%:

ms= masa cristalohidrat+masa apei de dizolvare
10 = md.100/300
10.300 = md.100; md=30g Na2CO3
= M Na2CO3 + 10 M H2O – avem 10 moli de apã

  • Se calculeazã masa molecularã la M 10 moli H2O (Avem problema de mai sus)

M Na2CO3.10 moli H2O = M Na2CO3 + 10 M H2O – avem 10 moli de apã=286g

  • Masa molecularã a carbonatului de sodiu

M Na2CO3 =106

  • Se scrie regula de trei simplã, pentru a calcula masa hidratului:

Dacã 1mol de hidrat=286g………are.………..106 g carbonat de sodiu
Atunci            Xg……….are………….30 g carbonat de magneziu
X= 286g.30g/106g
X =8580g /106 = 80,94 g

R:80,94 g de hidrat

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