Chemické výpočty 8 Procvičování krystalizace Ing. Martin Pižl místnost A213 E-mail: martin.pizl@vscht.cz Web: web.vscht.cz/pizlma Konzultace: Po 14:00 15:30 (po domluvě)
Organizace výuky Obsah předmětu 1. Základní veličiny. Složení směsí a sloučenin. 3 testy na 100 bodů 2. Příprava roztoků z čistých i znečištěných látek. Min. 75 b. z každého testu 3. Příprava roztoků ředěním a směšováním roztoků. Možné dvě opravy testu 4. Procvičování probraných kapitol. Výsledky SIS 5. Procvičování probraných kapitol (1. test). 6. Nasycené roztoky, příprava rozpouštěním i zahušťováním. 7. Nasycené roztoky, rušená krystalizace. 8. Procvičování probraných kapitol. 9. 2. test 10. SVK => odpadá 11. Stechiometrické výpočty (včetně reakcí s ideálními plyny). 12. Stechiometrické výpočty, reakce s přebytkem výchozí látky. 13. 3. test 14. Opakování a oprava testů. Studijní literatura: FLEMR, V.; HOLEČKOVÁ, E. Úlohy z názvosloví a chemických výpočtů v anorganické chemii. 2001 E-learning: https://e-learning.vscht.cz/
Teorie o Nasycený roztok a) Stav roztoku, kdy po přidání dalšího množství tuhé látky, se tuhá látky nerozpouští při dané teplotě b) V rovnováze roztok a tuhá látka (pevná látka) o Rozpustnost a) x gramů rozp. l. ve 100 g gramech rozpouštědla b) maximální množství látky, které se za dané teploty rozpustí v daném mn. rozp. c) závisí na teplotě o Volná krystalizace a) vyloučení krystalů odpařováním rozpouštědla při konstantní teplotě (lab. Tep.) b) necháme na vzduchu o Rušená krystalizace a) Ochlazení nasyceného roztoku látky se přebytečné množství látky vyloučí (rozpustnost se s rostoucí teplotou zvětšuje) b) vychladnutí -> krystal
Problémové příklady
Příklady nasycené roztoky 121/3-67 Roztok K 2 Cr 2 O 7 nasycený při teplotě 20 C (filtrát po rušené krystalizaci), jehož hmotnost je 64 g, má být zředěn na roztok pětiprocentní. Vypočítejte množství vody, jímž se nasycený roztok zředí. Rozpustnost K 2 Cr 2 O 7 při 20 C je 12g ve 100 g vody. V(H 2 O) = 73 ml 121/3-69 Bylo smícháno 150 ml roztoku síranu amonného při teplotě 20 C (ρ = 1,17 g/ml) a 150 ml vody (lab. teplota). Vypočítejte množství w((nh 4 ) 2 SO 4 ) ve zředěném roztoku. Rozpustnost síranu amonného při teplotě 20 C je 74,5 g ve 100 g vody. w((nh 4 ) 2 SO 4 ) = 0,232
Příklady rušená krystalizace 122/3-74 Rušenou krystalizací se má připravit 50,0 g krystalů modré skalice (CuSO 4 5H 2 O). Vypočítejte hmotnost výchozího pentahydrátu a objem vody (ρ =1 g/ml) potřebný k jeho rozpuštění, jestliže se bude ochlazovat roztok nasycený při teplotě 60 C na teplotu 20 C. Rozpustnost CuSO 4 5H 2 O při 20 C je 36,6 g a při 60 C je 80,8 g ve 100 g vody. m(pentahydrát) = 91,4 g V(H 2 O) = 113 ml 123/3-77 Rušenou krystalizací má být připraveno 85,0 g krystalů BaCl 2 2H 2 O. a) Vypočítejte hmotnost výchozího dihydrátu, který obsahuje 10,5 % nerozpustných nečistot a množství vody potřebné k jeho rozpuštění, jestliže se bude pracovat při teplotách 60 C a 20 C. b) Vypočítejte hmotnostní zlomek w(bacl 2 ) v roztoku po odfiltrování vyloučených krystalů při 20 C. Rozpustnost BaCl 2 2H 2 O je 44,6 g (20 C) a 59,2 g (60 C) ve 100 g vody a) m(dihydrát) = 385 g ; m(voda) 582 g b) w(bacl 2 ) = 26,33 %
Příklady rušená krystalizace 123/3-79 Rušenou krystalizací má být připraveno 155 g krystalů CuSO 4 5H 2 O. a) Vypočítejte hmotnost výchozího pentahydrátu, který obsahuje 10,5 % nerozpustných nečistot a hmotnost vody potřebné k jeho rozpuštění, jestliže se bude pracovat při teplotách 60 C a 20 C. b) Vypočítejte hmotnostní zlomek w(cuso 4 ) v roztoku po odfiltrování vyloučených krystalů při 20 C. Rozpustnost CuSO 4 5H 2 O při 20 C je 36,6 g a při 60 C je 80,1 g ve 100 g vody. a) m(pentahydrát) = 319 g; m(h 2 O) = 356 g b) w(cuso 4 ) = 17,13% 124/3-82 Při laboratorní přípravě Mohrovy soli byl připraven roztok, ve kterém je rozpuštěno 135 g (NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2 6H 2 O. Tento roztok je třeba zahustit na roztok nasycený při teplotě 70 C a potom ochladit na teplotu 10 C. Vypočítejte a) Hmotnost, na kterou se má roztok zahusti při 70 C b) Hmotnost krystalů, které se vyloučí při ochlazení na 10 C Rozpustnost (NH 4 ) 2 Fe(SO 4 ) 2 6H 2 O je 89,4 g (70 C) a 25,4 g (10 C) ve 100 g vody. a) m(roztok) = 286 g ; b) m(krystaly) = 96,6 g
Bonusové příklady 123/3-84 Neutralizací byl při laboratorní přípravě Na 2 SO 4 10H 2 O získán roztok, ve kterém je obsaženo 25 g Na 2 SO 4 10H 2 O. Tento roztok je třeba zahustit (odpařit) na roztok nasycený při teplotě 100 C a potom ochladit na teplotu 20 C. Vypočítejte a) Hmotnost, na jakou se musí roztok odpařit (zahustit). b) Hmotnost krystalů vyloučených při ochlazení Rozpustnost Na 2 SO 4 10H 2 O je 209 g (100 C) a 58,3 g (20 C) ve 100 g vody. a) m(roztok) = 37 g b) m(krystaly) = 18 g