Приготовление растворов из кристаллогидратов
Очень часто в задаче требуется по массе кристаллогидрата определить массу безводной соли или наоборот. Это можно сделать либо с помощью пропорции, либо через равенство числа молей кристаллогидрата и безводной соли в нем, например,
n (CuSO4 • 5 H2O) = n (CuSO4)
Задача 53. Приготовлен раствор хлорида бария из расчета 500 г BaCl2 • 2H2O на 10 л воды. Вычислите массовую долю безводной соли в полученном растворе.
Решение.
Растворенным веществом в полученном растворе будет безводный хлорид бария. Найдем его массу в 500 г кристаллогидрата:
М (BaCl2 • 2H2O) = 208 + 36 = 244 г/моль, в том числе 208 г безводного BaCl2
244 г (BaCl2 • 2H2O) содержат 208 г BaCl2
500 г (BaCl2 • 2H2O) содержат х г BaCl2
m (BaCl2) = 500 г • 208 г : 244 г = 426,23 г
Масса раствора сложится из массы кристаллогидрата и массы воды, в которой он будет растворен:
m (H2O) = ρ • V = 1 г/мл • 10 000 мл = 10 000 г
m р-ра = m рв + m (H2O) = 500 г + 10 000 г = 10 500 г
Теперь можно ответить на вопрос задачи:
(BaCl2) = m (BaCl2) : m р-ра = 426,23 г : 10 500 г = 0,0406 = 4,06 %
Задача 54. Водный раствор хлорида кальция плотностью 1,396 г/мл содержит 40% безводной соли. Какова массовая доля кристаллогидрата CaCl2 • 6H2O в 1 л такого раствора?
Решение.
Найдем массу чистого хлорида кальция в нашем растворе:
mр-ра = ρ • V = 1,396 г/мл • 1000 мл = 1396 г
m (CaCl2) = 1396 г • 40% = 558,4 г
По массе безводной соли можно найти массу кристаллогидрата. Сделаем это двумя способами:
А. М (CaCl2 • 6H2O) = 111 + 108 = 219 г/моль
111 г CaCl2 содержится в 219 г CaCl2 • 6H2O
558,4 г CaCl2 содержится в х г CaCl2 • 6H2O
Отсюда m ( CaCl2 • 6H2O) = 219 г • 558,4 г : 111 г = 1101,7 г
В.
n (CaCl2) = m : M = 558,4 г : 111 г/моль = 5,03 моль
n (CaCl2 • 6H2O) = n (CaCl2)
m (CaCl2 • 6H2O) = 219 г/моль • 5,03 моль = 1101,7 г
Теперь последний расчет:
ώ (CaCl2 • 6H2O) = 1101,7 г : 1396 г = 0,789 = 78,9 %
Примечание: если кристаллогидрат взаимодействует с каким-либо другим веществом, то в реакции обычно участвует лишь безводная соль.
Задача 55. Сколько г кристаллической соды нужно взять для нейтрализации 49 г серной кислоты?
Решение.
Расчет очень прост:
M (Na2CO3 • 10 H2O) = 106 + 180 = 286 г/моль
х = 143 г 49 г
Na2CO3 • 10 H2O + H2SO4 → Na2SO4 + CO2 + 11 H2O
286 г 98 г
Задача 56. Из 54 г кристаллической соды надо приготовить 10%-ный раствор карбоната натрия. Сколько воды по массе для этого потребуется?
M (Na2CO3 • 10 H2O) = 106 + 180 = 286 г/моль
n (Na2CO3 • 10 H2O) = 54 г : 286 г/моль = 0,1888 моль = n (Na2CO3)
m (Na2CO3) = 106 г/моль • 0,1888 моль = 20 г
По массе растворенного вещества легко найти массу будущего раствора:
m р-ра = m рв : ώ рв = 20 г : 10% = 200 г.
Остается найти массу воды, которую нужно добавить к 54 г кристаллогидрата: 200 г — 54 г = 146 г.
Еще больше задач самых разных типов — в книге «Учимся решать задачи по химии», ее можно заказать у автора.
Была ли вам полезна эта статья? Поделитесь, пожалуйста: