Răspuns :
Răspuns: Părerea mea este! Verificați calculele.
Înțeleg că datele problemei sunt:
Știm din enunț:
- că avem două soluții de NaOH bază tare și de CuSO₄ sare;
-avem la fiecare soluție masa și concentrația, care sunt egale:
masa soluție NaOH= X g Concentrația C%m NaOH= Y%
masa soluție CuSO₄=Xg Concentrația C%m CuSO₄=Y%
-deci, conform definiției concentrației procentuale, dacă soluțiile au aceleași concentrații și masele lor sunt egale, atunci cantitățile(masele) de substanțe dizolvate vor fi egale.
md NaOH /din soluția de NaOH= md de CuSO₄ din soluția de CuSO₄
-între NaOH și CuSO₄ are loc o reacție de precipitare, fiindcă se formează un precipitat albastru de Cu(OH)₂. Precipitatul, cu soluția de NH₃ va forma un complex.
-precipitatul Cu(OH)₂ are constanta de solubilitate foarte mică, Ks=1,6.10⁻¹⁹- de aceea se precizează că ionii de Cu(2+) dizolvați din precipitat sunt neglijabili.
-apa, H₂O ionizează, dar concentrațiile molare ale ionilor de H(+) și OH(-) sunt foarte mici la temperatura de lucru (aprox. 1.10⁻⁷ M) și de aceea sunt neglijabili în calcule;
-masa moleculară, M NaOH=40 g/mol;
-masa moleculară, M CuSO₄=160 g/mol
Ce se cere?
a)numele speciilor chimice din amestecul final, adică după reacția de precipitare.
b) numărul de moli de cation, care este liber în cantitatea cea mai mare dintre toți ionii din amestecul final.
Rezolvare
a) Scriem reacțiile chimice ce au loc în soluția apoasă:
a1) disocierea electrolitică a substanțelor sub acțiunea apei(dipol):
NaOH aq →Na(+) aq + OH(-)aq / Ionizare totală
CuSO₄ aq → Cu(2+) aq + SO₄(2-) aq / Disocierea sării
2H₂O = H₃O(+) + OH(-) / Autoprotoliza apei, Kw=1.10⁻¹⁴ / temperatură
a2) reacția de precipitare:
2Na (+) + 2OH(-) + Cu(2+)+ SO₄(2-) → 2Na(+) + SO₄(2-) + Cu(OH)₂↓pp albastru
Rezultă din reacțiile de a1 și a2 că în amestecul final, există speciile:
- ionii solvatați: Na⁺, SO₄²⁻, H⁺ și OH⁻ (din autoprotoliza apei),
- foarte, foarte puțini ioni de Cu²⁺ și OH⁻ din disocierea electrolitică a precipitatului, Ks este foarte mic;
- molecule de apă nedisociate, H₂O
- un precipitat gelatinos de Cu(OH)₂ solid.
Le-am prezentat, după ce am calculat punctul b. Am considerat sarea Na₂SO₄, că provine de la o bază tare și un acid tare H₂SO₄ și atunci nu hidrolizează. (La calcule precise se ține cont de constantele de ionizare Ka1 și Ka2 ale H₂SO₄, fiindcă SO₄²⁻ este baza conjugată a acidului HSO₄⁻).
b) Ce cation este liber și câți moli din el sunt în amestecul final?
Plecăm de numărul de moli de NaOH și CuSO₄ intrați, și de la stoechiometria reacției de precipitare, de unde vom deduce cine este în plus și cu cât.
Observație:
md de NaOH=md CuSO₄, dar numărul de moli nu este egal, fiindcă diferă masele moleculare.
Calcule
b1) n moli NaOH=?, n moli de CuSO₄=?
n moli=masa(g)/M g/mol, unde masa=md
md NaOH=md CuSO₄ din C%=md.100/ms.; md= ms.C%/100
Deci md= X.Y/100=X.Y.10⁻² (g)
Atunci:
n moli NaOH=X.Y.10⁻²/40=0,025.10⁻². X.Y
n moli CuSO₄=X.Y.10⁻²/160=0,00625.10⁻². X.Y
Observăm că n moli CuSO₄ ∠ n moli NaOH și se va consuma total cu o cantitate stoechiometrică de NaOH.
b2) n moli NaOH consumați:
dacă 2 moli de NaOH.....reacție chimică....cu 1 mol de CuSO₄
atunci n moli NaOH.........reacționează ...cu 0,00625.10⁻² X.Y moli CuSO₄
n moli NaOH =2.0,00625.10⁻².X.Y=0,0125 moli de NaOH consumat.
b3) n moli NaOH nereacționat:
n moli NaOH total-n moli NaOH reacționat=(0,025-0,0125).10⁻².X.Y
=0,0125 .10⁻² X.Y (jumătate)
b4) n moli de cation Na⁺ liber, din ionizarea totală a NaOH nereacționat:
dacă 1mol NaOH.....disociază în apă....în 1 mol de ion Na⁺....și 1 mol ion OH⁻
atunci 0,0125.10⁻².X.Y NaOH.....ionizează în 0,0125.10⁻².X.Y mol de ion Na⁺
n moli ion Na⁺ = 1,25.10⁻².10⁻² X.Y=1,25.10⁻⁴ XY
R: 1,25.10⁻⁴XY moli de Na⁺
Explicație: