|
 |
|
Pozdrav, trebala bi mi pomoc oko ovog zadatka
Pripravljena je vodena otopina mijesanjem 0.8 dm3 otopine CaCl2 (W=20%, gustoca= 1.1775gcm-3) i 0.7dm3 otopine K2CO3 (c=3moldm-3, gustoca=1.2755gcm-3), izracunaj temperaturu ledista za pripravljenu otopinu
Kf(H2O)=1.86 Kkgmol-1
Hvala,lp.
|
|
Ime i prezime:
Marta
|
 |
 |
Zanimljiv zadatak, nadam se namjerom, a ne neoprezom autora. U njemu, naime, treba uočiti da će kalijev karbonat i kalcijev klorid reagirati dajući talog kalcijeva karbonata, dok će u otopini zaostati kalijev klorid te suvišak jedne od dviju polaznih soli.
Iz zadanih podataka možemo i moramo izračunati množine obiju soli te ukupne mase svih sastojaka, uključujući i vodu:
m(CaCl2) = w(CaCl2)·m(otopina 1)
= w(CaCl2)·ρ(otopina 1)·V(otopina 1)
n(CaCl2) = m(CaCl2)/M(CaCl2)
m(H2O, otopina 1) = (1 ‒ w(CaCl2))·ρ(otopina 1)·V(otopina 1)
n(K2CO3) = c(K2CO3)·V(otopina 2)
m(K2CO3) = m(K2CO3)·M(K2CO3)
m(H2O, otopina 1) = m(otopina 1) ‒ m(K2CO3)
= ρ(otopina 2)·V(otopina 2) ‒ m(K2CO3)
Sad možemo na reakciju:
CaCl2(aq) + K2CO3(aq) → CaCO3(s) + 2 KCl(aq)
Istaloženi kalcijev klorid neće utjecati na ledište otopine, ali za realne sustave nije nezamislivo da bi postojao nekakav utjecaj na dinamiku leđenja vode.
Iz prijašnjeg računa meni je ispalo da polazna smjesa sadržava 1,698 mol kalcijevog klorida i 2,1 mol kalijevog karbonata, što znači da će limitirajući reaktant biti kalcijev klorid te da će na kraju reakcije u otopini biti 0,4 mol kalijevog karbonata i 3,4 mol kalijevog klorida. Također, masa vode, koja se u reakciji niti troši niti nastaje, po mom računu iznosi 1356 g.
Prije nego krenemo računati molalnosti otopljenih tvari i nadati se da za tako koncentriranu otopinu vrijedi jednostavna krioskopska formula, a s njome i aditivnost za složenije sustave, trebamo provjeriti da otopina nije prezasićena još kojom solju. Za kalijev karbonat je već prije provjereno da je otopina nezasićena (kao i za kalcijev klorid, u oba slučaja odokativno, vodeći se činjenicom da su obje soli izrazito topljive u vodi), tako da preostaje provjeriti za kalijev klorid, pazeći pritom na to da imamo zajednički kation. Pri 20 °C se u 100 mL vode može otopiti 33,97 g kalijevog klorida, a gustoća takve otopine iznosi 1,175 g/mL. Iz tih se podataka može naći (približna, uz naivnu pretpostavku idealnosti) konstanta produkta topljivosti kalijevog klorida, koja iznosi 16,0 (mol /L)2. Za račun koncentracije kalijevih i kloridnih iona trebamo množine tih soli, što imamo, i volumen otopine, što nemamo i vjerojatno ne možemo izračunati. Ono što možemo je uzeti neku smislenu, premda izmišljenu vrijednost. Ja sam uzeo da će gustoća takve otopine iznositi oko 1,1 g/mL te množenjem s ukupnom masom vode te kalijevog klorida i karbonata dobio da volumen otopine iznosi oko 1,5 L. Kad se konačno izračunaju koncentracije svih iona, dobije se ionski produkt od 6,3, što znači da je otopina nezasićena i može se mirno ići na račun ledišta.
Tu ćemo pretpostaviti aditivnost i idealnost te jednostavnu formulu proširiti u:
ΔTled. = ‒ i(KCl)·b(KCl)·Kf(H2O) ‒ i(K2CO3)·b(K2CO3)·Kf(H2O)
= ‒ (i(KCl)·n(KCl) + i(K2CO3)·n(K2CO3))·Kf(H2O)/·muk.(H2O)
Prema mojem računu, promjena ledišta (ne temperature ledišta jer ledište već jest temperatura) iznosi ‒ 11,0 K.
Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
icvrtila@chem.pmf.hr
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
