Krystalizace CaCl2
Pomohl by mi někdo š tímto příkladem prosím
Roztok CaCl2·2H2O nasycený při 20 °C o objemu 800 ml (ρ = 1,1 g.cm-3) má být zahuštěn přídavkem pevného Al2(SO4)3 tak, aby vzniklý roztok měl koncentraci roztoku nasyceného při 60 °C. K dispozici je ale jen znečištěný CaCl2, který obsahuje 3 % nerozpustných nečistot.
Jaká bude hmotnost přidávaného znečistěného CaCl2? (výsledek 1)
Kolik gramů krystalů získáme při zchlazení konečného roztoku (tj. po zahuštění na roztok nasycený při 60 °C) na 20 °C? (výsledek 2)
Kolik gramů CaCl2·2H2O zůstane v matečném roztoku (výsledek 3) a kolik procent tedy činí ztráty při rušené krystalizaci? (výsledek 4)
Neopatrným sušením došlo k částečnému zvětrání krystalů síranu hlinitého. Hmotnost získaných krystalů poklesla o 5 %; krystaly už tedy nejsou výše definovaný hydrát, jejich složení lze popsat jako CaCl2xH2O. Vypočítejte toto x. (výsledek 5)
Roztok CaCl2·2H2O nasycený při 20 °C o objemu 800 ml (ρ = 1,1 g.cm-3) má být zahuštěn přídavkem pevného Al2(SO4)3 tak, aby vzniklý roztok měl koncentraci roztoku nasyceného při 60 °C. K dispozici je ale jen znečištěný CaCl2, který obsahuje 3 % nerozpustných nečistot.
Jaká bude hmotnost přidávaného znečistěného CaCl2? (výsledek 1)
Kolik gramů krystalů získáme při zchlazení konečného roztoku (tj. po zahuštění na roztok nasycený při 60 °C) na 20 °C? (výsledek 2)
Kolik gramů CaCl2·2H2O zůstane v matečném roztoku (výsledek 3) a kolik procent tedy činí ztráty při rušené krystalizaci? (výsledek 4)
Neopatrným sušením došlo k částečnému zvětrání krystalů síranu hlinitého. Hmotnost získaných krystalů poklesla o 5 %; krystaly už tedy nejsou výše definovaný hydrát, jejich složení lze popsat jako CaCl2xH2O. Vypočítejte toto x. (výsledek 5)
Odpovědi
Diskuze
Rozpustnost CaCl2.2H2O: 20°C 130,1g/100g H2O; 60°C 326,29g/100g vody.
w(20) = 130,1/230,1 = 0,5654; w(60) = 326,9/426,9 = 0,7657
Připravil jse základní data, kteráí budeme potřebovat.
m(rozt.) = 800*1,1 = 880g a obsahuje 880*w(20) = 880*0,5654 = 497,552g dihydrátu, t.j.
m(CaCl2) = 497,552*0,7549 = 375,602g CaCl2 => w(20°;CaCl2) = 375,602/880 = 0,4268
Roztok, nasycený při 60° obsahuje vve 426,9g 326,9g dihydrátu, t.j 326,9*0,7549 = 246,777g CaCl2.
w(60°;CaCl2) = 246,777/426,9 = 0,5781
880*0,4268 + m(CaCl2) = (880 + m)*0,5781 => 375,584 + m(CaCl2) = 508,728 + 0,5581*m
0,4419*m = 133,144 => m(CaCl2) = 301,3g CaCl2; m(CaCl2sur.) = 301,3/0,97 = 310,62g zneč. CaCl2 (1)
tím jsme získali m(60°) = 880 + 301,3 = 1181,3g nasyceného roztoku při 60°C. ten obsahuje
m(H2O) = 1181,3*(1-w(60)) = 1181,3*0,2343 = 276,778g H2O; ochlazením tohoto roztoku dostaneme krystaly a nasycený roztok při 20°C:
m(20) = 276,778/(1-0,5654) = 276,778/0,4346 = 636,857g; m(kryst.) = 1181,3-636,857 = 544,443g dihydrátu (2)
V matečném roztoku zůstane m(ztr.) = 636,857*0,5654 = 360,08g dihydrátu (3).
Do procesu vstoupilo 497,552 + 301,3/0,7549 = 896,678g dihydrátu, včetně přepočteného přídavku CaCl2.
% ztrát = 100*360,08/896,678 = 40,16% (4)
Z 1 molu dihydrátu o hmotnosti 147,02g/mol ubylo 5% hmotnosti, t.j. 1470,2*0,05 = 7,351g
n(H2O) = 7,351/18,015 = 0,41mol, složení lze tedy popsat jako CaCl2.1,59H2O.
Pro jistotu si to přepočítej. OK?