zředěná H2SO4
1g Fe vpravíme do zábrusové Erlenky a připravíme zředěnou H2SO4.
Vycházíme z toho, že rozpustnost FeSO4 ve vodě při 25°C je 21,5g na 100g roztoku.
Požadujeme také, aby byla H2SO4 v nadbytku a to v takovém, aby její hmotnostní zlomek po ukončení byl 3%. Potřebné množství konc. H2SO4 tedy zředíme v takovém objemu vody, aby po ukončení reakce a ochlazení na 25°C byl roztok vzniklého síranu železnatého právě nasycený.
Jak spočítat množství sírovky a vodY?
Vycházíme z toho, že rozpustnost FeSO4 ve vodě při 25°C je 21,5g na 100g roztoku.
Požadujeme také, aby byla H2SO4 v nadbytku a to v takovém, aby její hmotnostní zlomek po ukončení byl 3%. Potřebné množství konc. H2SO4 tedy zředíme v takovém objemu vody, aby po ukončení reakce a ochlazení na 25°C byl roztok vzniklého síranu železnatého právě nasycený.
Jak spočítat množství sírovky a vodY?
Odpovědi
Diskuze
m(H2SO4) = 1,03*n*M = 1,03*0,0179*98,078 = 1,809g
m(FeSO4) = n*M = 0,0179*151,908 = 2,72g FeSO4
Při rozpustnosti 21,5g/100g roztoku se rozpustí 21,g ve (100-21,5) = 78,5g vody
m(H2O) = 78,5*2,72/21,5 = 9,931g vody.
%m/m = 100*m(H2SO4)/(m(H2O) + m(H2SO4)) = 100*1,809/(1,809+9,931) = 16,1% H2SO4
m(16,1%) = 11,74g; V16,1%) = m/ρ = 11,74/1,095 = 10,72cm3 16,1% H2SO4.
OK? A ty předchozí jsou ještě aktuální (šťavelan)?
Vyšlo mě V(H2SO4) = 1,4ml a 56,71ml vody.
Pak sem z toho spočítal hmotnost sírovky:
m = n*M = 1,756g (100%)
takže 96%, kterou máme k dispozici bylo 1,829g 96% H2SO4.
Z toho sem vypočítal V = m/ro = 0,994ml 96% sírovky.
Pak sem vypočítal hmotnost roztoku pomocí té rozpustnosti, protože ten síran budu teprve připravovat.
A z rovnice sem si ještě vypočetl TV výtěžek toho síranu, což bylo cca 5g.
(5g*21,5g)/100 = 23,26g roztoku
A teď vím, že hmotnostní zlomek má být 3%
z toho vypočítám hmotnost složky A=
0,03 = ma/mr
ma = 0,03 * 0,6978 = 0,7g
a teď pro tu 96% sírovku
0,96 = 0,7/mr
mr = 0,73g 96% Sírovky
V sírovky = 0,994 - 0,4 (což je ten nadbytek sírovky) = 1,4ml sírovky
A pomocí směšovací rovnice spočítám hmotnost vody
1,829*0,96 + 0 = (1,829*m2)*0,03
m2 = 56,71g VODY
Rozpustnost 21,5g ve 100g roztoku znamená, že těch 21,5g se rozpustí v 78,5g vody. Kolik vody je potřeba na rozpuštění 2,72g? Hmotnost H2SO4 mi vyšla na 1,809 s 3% přebytkem. Nevěděl jsem, jakou sírovku máš k dispozici, ale vyšlo mi, že těch 2,72g FeSO4 se rozpustí v necelých 10g vody. Z množství vody a H2SO4 jsem dostal hmotnostní zlomek H2SO4 na 16,1%
Té 96% procentní by bylo m(96%) = 1,809/0,96 = 1,884g; V = 1,884/1,847 = 1,02cm3 96% H2SO4.
m(H2O) = 11,74-1,884 =9,86g vody.
V 56g vody se rozpustí odhadem 15d FeSO4 a to z 1g železa neuděláš.
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2; n(FeSO4) = n(H2SO4) = n(Fe); n(Fe) = m/M = 1/55,845 = 0,0179mol
m(FeSO4) = n*M = 0,0179*151,908 = 2,72g FeSO4
stechiometrické množství H2SO4: m(H2SO4 = 0,0179*98,078 = 1,756g H2SO4
m(H2O) = m(H2O) = 78,5*2,72/21,5 = 9,931g vody. Potřebná hmotnost vody je počítaná z rozpustnosti,
21,5g FeSO4 se rozpustí v 78,5g vody. Našich 2,72g se rozpustí v 9,931g vody.
Za stechiometrije nám vychází m(rozt.) = 2,72+9,931 = 12,651g = 97% hmotnosti roztoku, 3% má být nadbytečná H2SO4. Hmotnost konečného roztoku, nasyceného při 25°C tedy bude
m(rozt.) = 12,651/0,97 = 13,04g. Hmotnost H2SO4 v tomto roztoku bude
m(H2SO4) = 13,04-12,651 = 0,391g H2SO4. Celkové potřebné množství H2SO4 bude
m(H2SO4) = 1,756+0,391 = 2,147g. Hmotnostní zlomek H2SO4 v roztoku, použitém pro reakci s Fe bude
w(H2SO4) = 2,147/(2,147+9,931) = 0,1778 = 17,78% a jeho hmotnost bude 12,078g.
m(96%) = 2,147/0,96 = 2,236g => V(96%) = 2,236/1,833 = 1,22cm3 96% H2SO4 naředíme
m(H2O) = 9,931 - (2,236-2,147) = 9,84g vody.
Souhrn: 1g železa rozpustíme v roztoku, připraveném z 1,22cm3 96% H2SO4 a 9,84cm3 vody.
Dostaneme 13,04g roztoku FeSO4, nysyceného při 25°C a obsahujícího 3% nezreagované H2SO4.
OK?
chtěla jsem se zeptat, co znamená to číslo 1,03 při výpočtu hmotnosti H2SO4?
m(H2SO4) = 1,03*n*M = 1,03*0,0179*98,078 = 1,809g
děkuji