Výpočet koncentrace
Nevím si rady s tímto příkladem:
Ve 25 ml 0,75M roztoku HNO3 rozpustíme 0,30 g železa a vzniklý roztok dusičnanu zředíme na objem 500 ml. Jaká je koncentrace Fe(NO3)3 v roztoku v jednotkách mol/dm^3, ppm a hmotnostních procentech? Jak se změní tyto hodnoty při použití roztoku HNO3 o koncentraci jen 0,3 mol/l?
A(Fe) = 55,85, M(Fe(NO3)3) = 242,00
Ve 25 ml 0,75M roztoku HNO3 rozpustíme 0,30 g železa a vzniklý roztok dusičnanu zředíme na objem 500 ml. Jaká je koncentrace Fe(NO3)3 v roztoku v jednotkách mol/dm^3, ppm a hmotnostních procentech? Jak se změní tyto hodnoty při použití roztoku HNO3 o koncentraci jen 0,3 mol/l?
A(Fe) = 55,85, M(Fe(NO3)3) = 242,00
Odpovědi
Diskuze
Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O => n(HNO3) = 4*n(Fe) => n(Fe) = n(HNO3)/4.
V prvním případě n(HNO3) = c*V = 0,75*0,025 = 0,01875mol. n(Fe) = 0,004688mol;
m(Fe) = 0,004688*55,85 = 0,2618g, železo je v nadbytku.
n(Fe(NO3)3) = n(Fe); m(Fe(NO3)3) = 0,004688*242 = 1,1345g
c(Fe(NO3)3) = n/V = 0,004688/0,5 = 0,009376mol/dm3.
Za předpokladu, že hustota roztoku je 1g/cm3, je jeho hmotnost 500g.
%Fe(NO3)3 = 100*1,1345/500 = 0,2269%; ppm(Fe(NO3)3) = 10^6*1,1345/500 = 2269 ppm.
Ve druhém případě n(HNO3) = 0,3*0,025 = 0,0075mol; n(Fe) = 0,0075/4 = 0,001875mol
m(Fe(NO3)3) = 0,001875*242 = 0,45376g; železo je opět v nadbytku.
c(Fe(NO3)3) = 0,001875/0,5 = 0,00375mol/dm3
Za stejných předpokladů o hustotě roztoku
%Fe(NO3)3 = 100*0,4537/500 = 0,09074%; ppm(Fe(NO3)3 = 10^6*0,4537/500 = 907,4 ppm.
O tenký led jde proto, že jednak reakce mezi železem a dusičnou může probíhat i jinak, na příklad za vzniku Fe(NO3)2 a HNO3 se může redukovat až na amoniak. Všechno záleží na podmínkách - koncentraci a teplotě. Kromě toho uvedené výpočty předpokládají úplné spotřebování HNO3, takže dusičnan železitý by silně hydrolyzoval. Hydrolýzou uvolněná HNO3 by mohla dál reagovat se železem. Mohla by tedy vzniknout směs různých sloučenin železitých, případně i s příměsí železnatých sloučenin.