steżenia I, semestr 1, Chemia, teoria


Obliczenia ilościowe dotyczące problemów tworzenia czy mieszania ze sobą roztworów mogą być rozwiązywane różnymi drogami. Niekiedy przydają się „skróty” w rodzaju metody krzyża, czy kilkakrotne „stosowanie proporcji”. Zawsze jednak warto pamiętać, że obliczenia tego rodzaju muszą opierać się na bilansie masy, lub liczności całego układu (wszystkich substancji wchodzących w skład roztworów mieszanych) lub pojedynczego składnika. Nie mamy wątpliwości, że rozwiązania oparte wprost na definicjach stężeń i bilansach masowych są łatwiejsze i pozbawione pułapek w rodzaju: „jakimi proporcjami dojść do rozwiązania?”
Oto przykład zadania wraz ze sposobem jego rozwiązania:

Do roztworu wodnego zawierającego 15,00 g NaCl, w którym ułamek molowy tej soli jest równy 0,1000 dodano 15,00 g NaCl. Ile wody należy odparować, by otrzymać roztwór o ułamku molowym soli równym 0,3000?

Starając się jak najszybciej odpowiedzieć na zadane pytanie zauważamy, że informacja o ilości odparowanej wody musi wyniknąć z porównania ilości wody w roztworze pierwotnym NaCl i roztworze końcowym. Stan końcowy roztworu w części określa podany ułamek molowy soli. Zgodnie zatem z definicją mamy:
(1)
Występująca w tej zależności zmienna nw,k to liczność wody w roztworze końcowym. Stosując bilans liczności substancji dla wody stwierdzamy, że liczność wody w roztworze końcowym jest równa liczności wody w roztworze początkowym nw,p pomniejszona o liczność wody odparowanej nw,odp. Zatem: nw,k = nw,p - nw,odp.
Zastępując we wzorze (1) nw,k różnicą nw,p - nw,odp, a następnie przekształcając otrzymaną zależność, otrzymujemy odpowiedź na zadane w zadaniu pytanie o liczność wody odparowanej:



(2)

Jak widać z równania (2) rozwiązanie wymaga wyznaczenia ilości wody w roztworze pierwotnym nw,p oraz ilości soli w roztworze „końcowym” ns,k.
Ponieważ znany jest skład ilościowy roztworu pierwotnego (bo znany jest ułamek molowy jednego składnika i jego ilość) obliczenie ilości wody w roztworze pierwotnym nie nastręcza trudności:



a po przekształceniu:



gdzie ns,p jest licznością soli w roztworze pierwotnym, której obliczenie jest trywialne bowiem:

(3)

Liczność soli w roztworze końcowym jest sumą liczności soli w roztworze pierwotnym i liczności soli dodanej (w warunkach tego zadania są to takie same ilości). Uwzględniając równanie (3) otrzymamy z równania (2)ostateczną postać rozwiązania zadania:

(4)

A po podstawieniu wartości liczbowych:



Odpowiedzią na zadane pytanie jest: Należy odparować 1,112 mola wody. Tym, którzy koniecznie muszą znać masę tej wody odpowiadamy: należy odparować 1,11225·18,01 tj. 20,03 g wody.

Na pytanie jaka ilość wody znajdowała się w roztworze pierwotnym, a jaka w końcowym odpowiadamy: Nie obliczaliśmy tych ilości ponieważ nikt w treści zadania o to nie pytał. Inaczej mówiąc. Jeśli Twój, Czytelniku, sposób rozwiązania zadania daje Ci taką wiedzę, to znaczy, że traciłeś czas obliczając wartości, o które nikt nie pytał.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
steżenia II przykładowe zadanie, semestr 1, Chemia, teoria
mieszanie roztworów, semestr 1, Chemia, teoria
blok 3 teoria, semestr 1, Chemia, teoria
teoria do cwiczeń 05.11, semestr 1, Chemia, teoria
pojecia wstepne, semestr 1, Chemia, teoria
Nierganiczna cw teoria, semestr 1, Chemia, Nieorganiczna teoria
Nierganiczna cw teoria, semestr 1, Chemia, Nieorganiczna teoria
Nierganiczna cw teoria, semestr 1, Chemia, Nieorganiczna teoria
Nierganiczna cw teoria, semestr 1, Chemia, Nieorganiczna teoria
Nierganiczna cw teoria, semestr 1, Chemia, Nieorganiczna teoria
Nierganiczna cw teoria, semestr 1, Chemia, Nieorganiczna teoria
Wyklad 2. Roztwory i stezenia, Inżynieria środowiska, inż, Semestr I, Chemia ogólna
Nierganiczna cw teoria, semestr 1, Chemia, Nieorganiczna teoria
teoria ćw[1].5, studia, IV semestr, chemia fizyczna
Zgodnie z teorią Brönsteda kation NH4, Towaroznawstwo SGGW, Rok I, Semestr I, Chemia nieorganiczna
teoria 9, studia, IV semestr, chemia fizyczna
Nierganiczna cw teoria, semestr 1, Chemia, Nieorganiczna teoria
Nierganiczna cw teoria, semestr 1, Chemia, Nieorganiczna teoria
Nierganiczna cw teoria, semestr 1, Chemia, Nieorganiczna teoria

więcej podobnych podstron