A

Mieszanina soli magnezu MgCl₂ i MgCO₃ zawiera jako zanieczyszczenie Na₂SiO₃.

Związki magnezu stanowią 90,5% masy mieszaniny, a ułamek masowy tlenu wynosi 0,128.

Oblicz % -ową zawartość węgla w mieszaninie oraz masę MgCl₂ w jej 350 kg.

M _Na2SiO3 = 122,07 M _MgCl2 = 95,21 M _MgCO3 = 84,33

Rozwiązanie:

Szukane : m_MgCl2 = n _MgCl2 M _MgCl2

%C = (n_C M_C/350x 10³) x100%

n _MgCl2 oznaczam jako n₁

n_MgCO3 oznaczam jako n₂ (proszę zauważyć, że n_C= n₂ )

wobec tego

I n₁ M₁ + n₂ M₂ = 0,905 x 350 x 10³ - to jest bilans masy soli magnezu

II 3 M_{tlenu atomowego} ( n₂ + n _Na2SiO3 ) = 0,128x350x10³ - to jest bilans masy tlenu atomowego

Mamy więc dwa równania z dwiema niewiadomymi - ich rozwiązanie daje po podstawieniu wartości n₁ i n₂ do wartości szukanych wynik końcowy zadania.

Proszę zauważyć, że

• z równania II można natychmiast wyliczyć n₂, ponieważ

n _Na2SiO3= m _Na2SiO3/M _Na2SiO3 ( wszystkie dane dotyczące Na₂SiO₃ podane w temacie)

• mając n₂ wyliczenie wartości n₁ z równania I-ego to mały Pikuś ( Pan Pikuś !)

Wyniki końcowe : % C = 2,72; m _MgCl2 = 261,(0) kg

B

Oblicz stężenie procentowe, ułamek molowy oraz stężenie molowe ZnCl₂ w roztworze nasyconym w temp. 40°C, jeśli wiadomo, że rozpuszczalność tej soli w podanej temperaturze wynosi 452,5 g/100 g H₂O, a gęstość roztworu 1,038 g/cm³.

M _ZnCl2 = 136,28 M _H2O = 18,016

Rozwiązanie:

Szukane C_p, c_mol, U_ZnCl2

C_p = m_ZnCl2/(m_ZnCl2 + m_H2O) * 100%

c_mol = n_ZnCl2 / V_r-r; n_ZnCl2 = m_ZnCl2/M_ZnCl2; V_{r-r =} m_r-r/d_r-r; m_r-r = m_ZnCl2 + m_H2O

U_ZnCl2 = n_ZnCl2 /(n_ZnCl2 + n_H2O) n_ZnCl2 = m_ZnCl2/M_ZnCl2; n_H2O = m_H2O/M_H2O

z rozpuszczalności wynika, że w roztworze znajduje się 452,5g ZnCl₂ i 100g H₂O

Wyniki liczbowe: C_p = 81,90% c_mol = 6,238 mol/dm³ U_ZnCl2 = 0,3743

C

Próbkę równomolowego stopu Zn-Cu-C o masie 14,15 g roztwarzano w roztworze HCl. Nieroztworzoną pozostałość stałą, zadano roztworem HNO₃. (Stosowano nadmiarowe ilości kwasów.) Wiedząc, że stosunek mas molowych gazów wydzielonych w trakcie roztwarzania próbki wynosi 1:15, oblicz gęstość uzyskanego roztworu gazowego dla warunków: temperatura 25° C, ciśnienie 1,25 atm.

M_H =1,008 M_O = 16,00 M_C = 12,01 M_N =14,01 M_Cl =35,45 M_Zn =65,39 M_Cu = 63,55

1 atm = 101,325 kPa R =8,314 J/mol K

Rozwiązanie

Szukane : d _{roztw gaz} = m _{roztw gaz} / V _{roztw gaz}

Pierwsze pytanie : co składa się na roztwór gazowy, którego gęstość nas interesuje ?

Odpowiedź : wynika to z poprawnie napisanych reakcji roztwarzania stopu

Zn-Cu-C +2HCl = ZnCl₂ + H₂ (kwas solny jako nieutleniający nie działa na Cu i C)

( proszę zauważyć: n_Zn = n_H2)

3 Cu-C + 8 HNO₃ = 3 Cu(NO₃₎₂ + 2 NO + 4 H₂O ( węgiel nie ulega roztworzeniu)

uwagi:

- roztwarzanie Cu z wydzieleniem NO₂ nie spełnia warunku podanego w zadaniu

M_H2/M_NO2 ≠ 1/15

- proszę zauważyć: n_NO = 2/3 n_Cu

Drugie pytanie : jaka jest masa roztworu gazowego złożonego z H₂ + NO ?

Odpowiedź:

m _{roztw gaz} = n_H2 M_H2 + n_NO M_NO = n_Zn M_H2 + 2/3 n_Cu M_NO

zarówno liczbę moli Zn jak i Cu wyliczamy korzystając z danych podanych w temacie, mianowicie : dla stopu równomolowego mamy zależność

n_Zn= n_Cu=n_C = m_stopu/ (M_Zn+ M_Cu+ M_C) = n_stopu

Trzecie pytanie : jaka jest objętość roztworu gazowego w podanych warunkach ?

Odpowiedź : wyliczamy ją z równania stanu gazu

V _{roztw gaz} = n _{roztw gaz} RT / p = 5/3 n_stopu RT/p

uwagi:

- proszę pamiętać o jednostkach !! ( jeśli R[J/mol K], T[K], p [Pa] to V [m³] )

Wynik końcowy : d _{roztw gaz}= 0,6755 g/dm³

---