Projektový příklad - chemie
Připravili jste KMnO4 oxidativní elektrolýzou K2MnO4. Zvážením roztoku po elektrolýze jste zjistili, že máte 710 g roztoku. Roztok jste odpařili do sucha a získali jste 55 g látky. Z analýzy jste zjistili, že odparek obsahoval pouze KMnO4 a KOH v molárním poměru 1:4. Obě látky bylo třeba od sebe oddělit. Oddělili jste je pomocí rušené krystalizace, přípravou roztoku, který byl nasycený pro méně rozpustnou složku. Méně rozpustná složka při ochlazení z 60 °C na 20 °C vykrystalizovala. Krystalky jste odfiltrovali, avšak ve filtrátu přesto zbyla určitá část první složky (odpovídající rozpustnosti při 20 °C). Zbavili jste se jí odpařením roztoku na hmotnost trochu větší, než odpovídá rozpustnosti druhé složky a opět jste vypadlé krystaly po ochlazení odfiltrovali. Roztok jste poté znovu ohřáli a zahustili tak, aby vykrystalizovala i druhá složka.
Pro výpočet předpokládejte, že rozpustnosti solí se vzájemně neovlivňují, takže hodnoty pro rozpustnost čistých látek ve vodě můžete použít i pro směsi.
1) Jaký je hmotnostní zlomek KMnO4 v roztoku po preparativní elektrolýze?
2) Kolik gramů KOH je obsaženo v odparku?
3) Jaká bude hmotnost roztoku před první rušenou krystalizaci?
4) Na jakou hmotnost se musí roztok zahustit před krystalizací druhé složky?
Zkoušela jsem vypočítat a vyšlo mi 1)0,032 2)32,25g 3)157,48g 4)67,81g ale dobře mám jenom první výsledek. Nevěděl byste někdo, jak na to? Předem děkuji za jakoukoliv odpověď.
Pro výpočet předpokládejte, že rozpustnosti solí se vzájemně neovlivňují, takže hodnoty pro rozpustnost čistých látek ve vodě můžete použít i pro směsi.
1) Jaký je hmotnostní zlomek KMnO4 v roztoku po preparativní elektrolýze?
2) Kolik gramů KOH je obsaženo v odparku?
3) Jaká bude hmotnost roztoku před první rušenou krystalizaci?
4) Na jakou hmotnost se musí roztok zahustit před krystalizací druhé složky?
Zkoušela jsem vypočítat a vyšlo mi 1)0,032 2)32,25g 3)157,48g 4)67,81g ale dobře mám jenom první výsledek. Nevěděl byste někdo, jak na to? Předem děkuji za jakoukoliv odpověď.
Odpovědi
Diskuze
M(KOH) = 56,106g/mol; rozpustnost: 60°C 147,5; 20°C 112,4g na 100g vody
M(KMnO4) = 158,034g/mol; rozpustnost 60°C 22,19; 20°C 6,34g na 100g vody (obojí Vohlídal).
n(KMnO4)*158,034 + n(KOH)*56,106 = 55; n(KOH) = 4*n(KMnO4)
n(KMnO4)*158,034 + 4*n(KMnO4)*56,106 = 55 => 382,458*n(KMnO4) = 55
n(KMnO4) = 0,1438mol; m(KMnO4) = 0,1438*158,034 = 22,725g; w(KMnO4) = 22,725/710 = 0,032 (1)
n(KOH) = 4*0,1438 = 0,5752mol; m(KOH) = 0,5752*56,106 = 32,272g (2)
1. krystalizace: m(H2O) = 100*22,725/22,19 = 102,411g; m(rozt.60°) = 102,411 + 55 = 157,41g (3)
m(kryst.) = 22,725 - 102,411*6,34/100 = 22,725 - 6,493 = 16,232g;
Z roztoku vykrystaluje 16,232g KMnO4. Nyní máme 102,411 + 6,493 + 32,272 = 141,176g roztoku.
2. krystalizace: roztok zahustíme tak, aby při 20°C nekrystalizoval KOH odpařením části vody:
m(H2O) = 100*32,272/112,4 = 28,712 s mírným přebytkem 29g. Hmotnost roztoku nyní bude
m(rozt.) = 29 + 32,272 + 6,493 = 67,765g a po ochlazení z něj vykrystaluje
m(KMnO4) = 6,493 - 6,34*29/100 = 4,654g KMnO4. V roztoku zůstane m(KMnO4) = 1,84g KMnO4.
3: Roztok zahustíme tak, aby byl nasyceným roztokem KOH při 60°C:
m(H2O) = 100*32,272/147,5 = 21,88g H2O. Jeho hmotnost bude
m(rozt.) = 21,88 + 32,272 + 1,84 = 55,992g (4)
OK?