|
 |
|
Molim Vas ako mi možete riješiti šta prije ovaj zadatak,radi se o zadatku iz predmeta opća kemija iz područja kemijsko računanje(stehiometrija):
Otapanje bakra u dušičnoj kiselini odvija se prema reakcijama:
3Cu + 2H+ + 2NO3- = 3CuO + 2NO + H2O
CuO + 2H+ = Cu2+ + H2O
Koliko se bakrova(II)nitrata trihidrata može dobiti djelovanjem 58.6 mL 67%-tne dušične kiseline(gustoće 1.4kg/L) na 25g bakra,ako je iskorištenje 89.5% ?
|
|
Ime i prezime:
Veronika Radic
veronikaradic9@gmail.com
|
 |
 |
Tko god da je ustvrdio da se bakar u dušičnoj kiselini bakar otapa prema ovim dvjema jednadžbama, trebao bi i sâm ponoviti gradivo opće kemije. Ono što se stvarno zbiva u koncentriranoj dušičnoj kiselini oslobađanje je dušikovog(IV) oksida (koji, da, nastaje oksidacijom tj. komproporcioniranjem dušikovog(II) oksida i dušične kiseline), dok bakrov(II) oksid neće nastati ni u kojem trenu.
Međutim, ako imamo ogroman komad bakra uronjen u koncentriranu dušičnu kiselinu, ona će prije ili kasnije prijeći u razrijeđenu, tako da ćemo stvarno dobiti dušikov(II) oksid kao produkt. To je bitno jer nam mijenja stehiometriju reakcije, što komplicira zadatak ugrubo do razine nerješivosti.
Dakle, morat ćemo improvizirati, ako želimo dobiti ikakve brojke na kraju. Kako si možemo zamisliti nekakav proces u kojemu se sav dušikov(IV) oksid nekako vraća u reakcijsku smjesu i tjera do dušikovog(II) oksida, dok je reakcija u kojoj bi sva dušična kiselina išla samo do dušikovog(IV) oksida ipak neizvediva, držat ćemo se stehiometrije sugerirane u zadatku, odnosno jednadžbe:
3 Cu(s) + 8 HNO3(aq) → 3 Cu(NO3)2(aq) + 2 NO(g) + 4 H2O(l)
Iz te jednadžbe izvlačimo stehiometrijske koeficijente dušične kiseline i bakra, koji nam trebaju za to da odredimo koji je reaktant limitirajući. To ćemo odrediti tako da za svaki reaktant odredimo množinu elementarnih pretvorbi koje se s njime mogu zbiti, odnosno maksimalni doseg reakcije za bakar i dušičnu kiselinu.
ξmax(Cu) = n(Cu)/3
= m(Cu)/(3∙M(Cu))
ξmax(HNO3) = n(HNO3)/8
= m(HNO3)/(8∙M(HNO3))
= w(HNO3)∙m(HNO3, konc.)/(8∙M(HNO3))
= w(HNO3)∙ρ(HNO3, konc.)∙V(HNO3, konc.)/(8∙M(HNO3))
Manji od tih dvaju dosega maksimalan je doseg reakcije. Njega ćemo pomnožiti s iskorištenjem te stehiometrijskim koeficijentom i molarnom masom bakrovog(II) nitrata trihidrata da dobijemo masu produkta reakcije.
Usput budi rečeno, kad usporedimo dosege za oba reaktanta, vidimo da je dušične kiseline gotovo dvostruko više nego dovoljno, što znači da će na kraju reakcije ona i dalje biti koncentrirana, ali samo pod uvjetom da je cijelo vrijeme nastajao dušikov(II) oksid. Kako rekoh prije, to u normalnim uvjetima neće biti slučaj jer će se zbivati reakcija:
Cu(s) + 4 HNO3(aq) → Cu(NO3)2(aq) + 2 NO2(g) + 2 H2O(l)
Za nju također ima sasvim dovoljno dušične kiseline, ali ne toliko dovoljno da na kraju ne bismo imali razmjerno razrijeđenu otopinu. Što nas vraća na komplikaciju koju sam prije spomenuo.
Uglavnom, ovo bi, uz malo prerade, mogao biti lijep problemski zadatak, možda čak i od eksperimentalne sorte.
Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
aproksimativac@gmail.com
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
