projektovy přiklad 2
anganistan draselný je připravován podle níže uvedených rovnic:
3MnO2 +6KOH +KClO3 = 3 K2MnO4 + KCl +3H2O
3K2MnO4 +4CO2+2H2O = 2KMnO4 + MnO2+ 4KHCO3
Nejprve se alkalickým oxidačním tavením 15,0 g burelu s 23,0 g hydroxidu draselného a 13,0 g chlorečnanu draselného připraví manganan draselný. Tavenina se vylouží vodou a do roztoku je zaváděn oxid uhličitý. Dojde k disproporcionaci mangananu na manganistan a oxid manganičitý. Nerozpustný burel se odfiltruje a roztok manganistanu draselného se zahustí ke krystalizaci.
Vypočítejte:
1) v kolikaprocentním přebytku byl použit KOH (výsledek 1)
2) v kolikaprocentním přebytku byl použit KClO3 (výsledek 2)
3) jaký je teoretický výtěžek vedlejšího produktu MnO2 (výsledek 3)
4) na jakou hmotnost je třeba odpařit roztok KMnO4, aby se získal nasycený roztok při 60 °C (výsledek 4)
5) kolik gramů KMnO4 se získá ochlazením tohoto nasyceného roztoku na 20 °C (výsledek 5)
3MnO2 +6KOH +KClO3 = 3 K2MnO4 + KCl +3H2O
3K2MnO4 +4CO2+2H2O = 2KMnO4 + MnO2+ 4KHCO3
Nejprve se alkalickým oxidačním tavením 15,0 g burelu s 23,0 g hydroxidu draselného a 13,0 g chlorečnanu draselného připraví manganan draselný. Tavenina se vylouží vodou a do roztoku je zaváděn oxid uhličitý. Dojde k disproporcionaci mangananu na manganistan a oxid manganičitý. Nerozpustný burel se odfiltruje a roztok manganistanu draselného se zahustí ke krystalizaci.
Vypočítejte:
1) v kolikaprocentním přebytku byl použit KOH (výsledek 1)
2) v kolikaprocentním přebytku byl použit KClO3 (výsledek 2)
3) jaký je teoretický výtěžek vedlejšího produktu MnO2 (výsledek 3)
4) na jakou hmotnost je třeba odpařit roztok KMnO4, aby se získal nasycený roztok při 60 °C (výsledek 4)
5) kolik gramů KMnO4 se získá ochlazením tohoto nasyceného roztoku na 20 °C (výsledek 5)
Odpovědi
Diskuze
KOH = 56.10564
KClO3 = 122.5495
K2MnO4 = 197.1322
KCl = 74.5513
CO2 = 44.0095
KMnO4 = 158.0339
KHCO3 = 100.1151
rozpustnost KMnO4 při 20°C je 6,4g a při 60°C je 22,2g/100 g
Přebytek KClO3ˇ% = 100*(13 - 7,0482)/7,0482 = 84,444% (2)
n(KOH) = 2*n(MnO2) = 2*0,17254 = 0,34508 mol; m(KOHstech.) = 0,34508*56,10564 = 19,3608g
Přebytek % = 100*(23 - 19,3608)/19,3608 = 18,8% (1)
Pokud jsem to dobře pochopil, pak jde o to, kolik MnO2 vznikne ve druhé reakci disproporcionací K2MnO4, vzniklém v prníá reakci. Ze tří MnO2 vzniknou 3 K2MnO4 a z nich dva KMnO4 a 1 MnO2
n(MnO2) = n(K2MnO4)/3 = n(MnO2vst.)/3 = 0,17254/3 = 0,05751mol;
m(MnO2) = 0,05751*86,93685 = 5g MNO2; (3)
n(KMnO4) = 2/3*n(MnO2) = 2*0,17254/3 = 0,11503 mol; m(KMnO4) = 0,11503*158,0339 = 18,1781g
m(nas.r.60°) = 18,1781*122,2/22,2 = 100,0614g (4)
Teď trochuúvaha: Mějme nasycený roztok při 60°, složený z 22,2g KMnO4 a 100g vody. když jej ochladíme na 20°, zůstane 100g vody a v ní bude rozpuštěno jen 6,4 g KMnO4, hmotnost roztoku bude tedy 106,4g.
Ze 122,2g nasyceného roztoku při 60°tedy vykrystaluje 15,8 g krystalů. Z našich 100,0614 nasyceného roztoku tedy získáme m(kryst.) = 100,0614*15,8/122,2 = 12,9376 g KMnO4 (5)
Všechno jasné?