Chemie, koncentrace roztoku
Dobrý den, mám autní problém s jedním příkladem na chemii:
Roztok CaCl2•2H2O nasycený při 20 °C o objemu 800 ml (ρ = 1,1 g.cm-3) má být zahuštěn přídavkem pevného CaCl2 tak, aby vzniklý roztok měl koncentraci roztoku nasyceného při 60 °C. K dispozici je ale jen znečištěný CaCl2, který obsahuje 3 % nerozpustných nečistot.
1. Jaká bude hmotnost přidávaného CaCl2?
2. Aby z nasyceného roztoku vypadly krásné krystaly hydrátu, je potřeba ještě dodat vodu. Jaký objem vody je třeba přidat?
Rozpustnost CaCl2*2H2O ve 100ml H2O při 20°C = 97,6g
Rozpustnost CaCl2 ve 100ml H2O při 60°C = 137g
CaCl2= 110,98g/mol a CaCl2*2H2O= 147,0146g/mol
1. mi vyšla 440,3g CaCl2, ale nejsem si tím jist, mohl by mi to prosím někdo případně potvrdit nebo vyvratit?
Děkuji mnohokrát, opravdu si s tím nevím rady.
Roztok CaCl2•2H2O nasycený při 20 °C o objemu 800 ml (ρ = 1,1 g.cm-3) má být zahuštěn přídavkem pevného CaCl2 tak, aby vzniklý roztok měl koncentraci roztoku nasyceného při 60 °C. K dispozici je ale jen znečištěný CaCl2, který obsahuje 3 % nerozpustných nečistot.
1. Jaká bude hmotnost přidávaného CaCl2?
2. Aby z nasyceného roztoku vypadly krásné krystaly hydrátu, je potřeba ještě dodat vodu. Jaký objem vody je třeba přidat?
Rozpustnost CaCl2*2H2O ve 100ml H2O při 20°C = 97,6g
Rozpustnost CaCl2 ve 100ml H2O při 60°C = 137g
CaCl2= 110,98g/mol a CaCl2*2H2O= 147,0146g/mol
1. mi vyšla 440,3g CaCl2, ale nejsem si tím jist, mohl by mi to prosím někdo případně potvrdit nebo vyvratit?
Děkuji mnohokrát, opravdu si s tím nevím rady.
Odpovědi
Diskuze
w(60°;CaCl2/roztok) = 137/237 = 0,5781
m(dih.;20°) = 800*1,1*0,4939 = 434,632g dihydrátu v původním roztoku; m(H2O) = 880-434,632 = 445,368g
Původní roztok o hmotnosti 880g tedy obsahuje 434,632 g dihydrátu a 445,368g volné vody.
rozpuštěné množství dihydrátu odpovídá m(CaCl2) = 434,632*0,7549 = 328,104g CaCl2 a hmotnost vody je
m(H2O) = 880 - 328,104 = 551,896g.
Nasycený roztok CaCl2 při 60°C s vypočteným množstvím vody bude obsahovat
m(CaCl2) = 551,896*137/100 = 756,1g CaCl2. Musíme tedy přidat m(přid.CaCl2) = 756,1-328,104 = 428g čistého CaCl2. Při 3% nerozpustných nečistot to bude m(CaCl2;97%) = 428/0,97 = 441,23g
Teď tedy máme, po bezztrátovém odstranění nečistot, roztok, který obsahuje 756,1g CaCl2 a 551,896g vody, hmotnost tohoto roztoku bude 756,1 + 551,896 = 1308,06g. Hmotnost dihydrátu, odpovídající množství rozpuštěného CaCl2 je
m(dih.) = 756,1/0,7549 = 1001,59g
Podle tohoto výsledku by žádnou vodu nebylo potřeba přidávat. Ale mám obavy, že v tom je trošku zmatek. Jednak pod 30°C existuje a krystaluje jen hexahydrát, tam by voda skutečbě nestačila. Mezi 30 a 45°C existuje tetrahdrát, nad 45°C dihydrát. Rozpustnost dihydrátu při 20°C je 130,1g/100g vody, při 60°C 326,29g/100g vody.
Tvých 97,6 je přepočet hmotnosti CaCl2 na dihydrát. Ta je ale nižší, protože rozpouštějící se CaCl2 váže část vody, takže se rozpouští v méně než 100g. Rozpustnost hexahydrátu je 535,9g/100g vody při 20°C.
Bylo by potřeba zpřesnit zadání a případně i rozpustnosti. Co z toho roztoku má vlastně krystalovat jako krásně krystaly? A výchozí nasycený roztok je roztok dihydrátu, hexahydrátu nebo CaCl2? Rozpustnost je totiž možné vztáhnout na cokoli. Je to jen otázka jednoduchého přepočtu.