Răspuns: O variantă de rezolvare este, următoarea.
În Chimia sodiului se precizează, că un carbonat de sodiu cristalizat cu n molecule de apă, în urma unei încălziri îndelungate la 105 grade C, pierde toată apa de cristalizare (n molecule de apă) și trece într-o pulbere albă de Na₂CO₃ , sare anhidră.
Din enunț, deducem că:
3,10 g cristalohidrat Na₂CO₃.n H₂O ⇒ 0,45 g (n.H₂O) + Na₂CO₃
a)Pentru a afla formula chimică a cristalohidratului, trebuie să-l află pe ”n”. b)Pentru a afla concentrația ionilor de H₃O⁺ din 100 mL soluție HCl ce reacționează numai cu Na₂CO₃ din 3,10 g de cristalohidrat, trebuie să calculăm:
-masa de Na₂CO₃, g din 3,10 g de cristalohidrat;
-masa de HCl, care reacționează stoechiometric cu masa de Na₂CO₃, de mai sus. Această masa este masa dizolvată de HCl în 100 mL soluție;
-calculăm concentrația molară de HCl și apoi din disociarea totală a HCl în ionii săi, rezultă că:
C M HClaq = CM H⁺ aq + CM Cl⁻ (M, sau mol/L)
Calcule:
a) Calculăm n moli de apă și formula cristalohidratului Na₂CO₃. n H₂O, cu o regulă de trei simplă, cu masele moleculare (M), astfel:
M Na₂CO₃=2A Na + A C + 3 AO= 2.23+12+3.16=46+12+48=106 g/ mol
M Na₂CO₃. n H₂O= M Na₂CO₃ + n .M H₂O= 106 + 18.n
M H₂O = 2.AH + A O= 2.1+16=18 g/mol
Aplicăm regula de trei simplă:
dacă din 3,10 g Na₂CO₃.n H₂O..............rezultă.....0,45 g H₂O
atunci din 106+18n Na₂CO₃.n H₂O..............rezultă.....18n g H₂O
⇒proporția: 3,10.18.n = 0,45.(106+18n)
⇒55,8 n =47,7 +8,1 n
⇒55,8n-8,1n=47,7; 47,7n = 47,7;
n = 1
⇒formula cristalohidrat, prin înlocuirea lui n cu 1: Na₂CO₃. H₂O
b) Calculăm concentrația molară, CM, de ioni hidroniu (H⁺aq sau H₃O⁺) din 100 mL soluție HCl, care reacționează cu masa de Na₂CO₃ din 3,10 g Na₂CO₃. H₂O astfel:
C M H₃O⁺ = C M HCl =md HCl/ M HCl. Vs (mol HCl/L soluție)
unde:
-HCl în soluție apoasă disociază total = H⁺aq + Cl⁻
1 mol HCl.........................................................1molH⁺aq...1mol Cl⁻aq
aq= hidra(pă), hidratat
- md = masa dizolvată de HCl din 100 mL soluție=? (Nu știm!)
-Vs=volum soluție HCl=100mL:1000L=0,1 L
M HCl= 36,5 g/mol
Etapele calcului de CM HCl, respectiv CM H⁺ sunt:
b1) Calculăm masa (m) Na₂CO₃ din 3,10 g cristalohidrat se calculează din regula de trei simplă astfel:
în M=124 g Na₂CO₃.H₂O..........sunt.........106 g de Na₂CO₃
iar în 3,10 g Na₂CO₃.H₂O..........sunt.........mg de Na₂CO₃
m = 2,65 g de Na₂CO₃
b2) calculăm md HCl, care este egală cu masa (X) de HCl ce reacționează total cu Na₂CO₃ din 3,10 g cristalohidrat, prin calcul stoechiometric aplicat la ecuația chimică corect egalată.
0,025moli....n moli HCl
2,65 g........X HCl
Na₂CO₃ + 2 HCl = H₂O + CO₂ gaz + 2NaCl
1mol 2moli
M Na₂CO₃....2.M HCl
106 g/mol........2.36,5 g/mol
X=m d HCl = 2,65 g Na₂CO₃.2.36,5 g/mol HCl/106 g/mol Na₂CO₃
X=d HCl=1,825 g HCl
b3) Calculăm CM HCl, prin introducerea datelor cunoscute în relația matematică a lui CM HCl:
CM Hcl = md/M.Vs
C M HCl= 1,825 g/36,5 g/mol.0,1L=0,5 mol/L sau 0,5 M
⇒CM H+ = 0,5 M
R: a)Na₂CO₃.H₂O; 0,5 M
O altă variantă pentru punctul a este să calculăm formula chimică a crsitalohidratului astfel.
⇒m Na₂CO₃ după terminarea încălzirii=3,10 g cristalohidrat- 0,45 g apă=2,65 g
⇒notăm cu: n=număr moli Na₂CO3 și cu m număr moli de H₂O din cristalohidrat.
m = 2,65 g de Na₂CO₃o formulă chimică (Na₂CO₃)n . (H₂O)m
⇒Calculăm n și n:
n m
2,65 g Na₂CO₃ : 0,45 g H₂O
/ 106 (M) : /18 (M
⇒ 0,025 : 0,025 / : 0,025
⇒ 1 : 1
Ajungem la formula chimică de mai sus.
Verificați, calculele, vă rog!
Explicație:
