Příklad na krystalizaci
Ve špatně popsané kádince na vašem stole se nachází 300 g roztoku K2Cr2O7 o neznámé koncentraci a teplotě 20 °C. S pomocí teploměru a znalosti teplotní závislosti rozpustnosti K2Cr2O7 však můžeme složení roztoku snadno zjistit.
Nejdříve je třeba roztok zahustit. Během zahřívání roztoku na teplotu 100 °C a následném zahušťování se z roztoku odpařilo 200 g vody. Tento zahuštěný roztok jste nechali chladnout a první krystalky se začali objevovat při teplotě 35 °C. Ochlazování roztoku skončilo při teplotě 20 °C.
Vypočítejte:
1) Jaký byl hmotnostní zlomek K2Cr2O7 v původním roztoku? (výsledek 1)
2) Kolik gramů krystalů jsme získali po vychladnutí roztoku na 20 °C? (výsledek 2)
3) Kolik vody bychom museli dále odpařit, abychom celkově získali 10 g krystalů? (výsledek 3)
Potřebné údaje:
Teplotní závislost rozpustnosti K2Cr2O7:
r(t) = 0,0056t2 + 0,3722t + 3,7611 g/100g H2O, kde t je teplota ve stupních Celsia (°C)
Nejdříve je třeba roztok zahustit. Během zahřívání roztoku na teplotu 100 °C a následném zahušťování se z roztoku odpařilo 200 g vody. Tento zahuštěný roztok jste nechali chladnout a první krystalky se začali objevovat při teplotě 35 °C. Ochlazování roztoku skončilo při teplotě 20 °C.
Vypočítejte:
1) Jaký byl hmotnostní zlomek K2Cr2O7 v původním roztoku? (výsledek 1)
2) Kolik gramů krystalů jsme získali po vychladnutí roztoku na 20 °C? (výsledek 2)
3) Kolik vody bychom museli dále odpařit, abychom celkově získali 10 g krystalů? (výsledek 3)
Potřebné údaje:
Teplotní závislost rozpustnosti K2Cr2O7:
r(t) = 0,0056t2 + 0,3722t + 3,7611 g/100g H2O, kde t je teplota ve stupních Celsia (°C)
Odpovědi
Diskuze
Rozpustnosti: 35°C 23,648g/100g vody; 20°C - 13,445g/ 100g vody
Nasycený roztok obsahoval m(K2Cr2O7) = 23,648*100/123,648 = 19,125g K2CR2O7 a 100-19,125 = 80,875g vody. Při ochlazení na 20°C zůstalo v roztoku 13,445*80,875/100 = 10,874g K2Cr2O7
1: w(K2Cr2O7) = 19,125/300 = 0,0638 (1)
2: m(kryst.) = 19,125-10,874 = 8,251 (2)
3: Aby vykrystalizovalo jcelkem 10g K2Cr2O7, muselo by v roztoku zůstat jen
m(H2O) = 9,125*100/13,445 = 67,869g vody. Muselo by se tedy odpařit ještě
m(H2Oodp) = 80,875 - 67,869 = 13,006g vody. (3)
OK?