Question

1, Sporządzono 150g 20-procentowego roztworu azotanu (V) potasu. Oblicz, ile gramów tej soli można dodatkowo rozpuścić w tym roztworze, aby otrzymać roztwór nasycony w temperaturze 343K.
2. Do 360 g roztworu azotanu (V) potasu nasyconego w temperaturze 10 stopni Celsjusza dolano 100g wody, a następnie roztwór ogrzano do temperatury 70 stopni Celsjusza.
a) określ rodzaj roztworu, jaki otrzymano (nasycony, nienasycony). Odpowiedź uzasadnij obliczeniami.
b) oblicz stężenie procentowe otrzymanego roztworu. Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku.

Answer 1

1.
T=343K=(343 -273) °C = 70°C
Rozpuszczalność KNO3 w temperaturze T :
R=140 g /100g H2O
ms1=150g∙20% = 30g (masa KNO3)
mw1=150-30 = 120g (masa wody)

Maksymalna masa KNO3 jaka może się rozpuścić w 120g H2O:
ms2=140/100 ∙ 120 = 168 g
Różnica mas:
∆ms=ms2-ms1=168-30 = 138g
Tyle gramów KNO3 można jeszcze rozpuścić.

2.
T1=10°C
R1=25g/100g H2O
T2=70°C
R2=140g/100g H2O
mr1=360g
a)
Roztwór jest nasycony więc stosunek masy KNO3(ms1) do masy wody(mw1) jest równa rozpuszczalności(R1) w temperaturze T1.
ms1/mw1=R1    =>   mw1=ms1/R1

Masa KNO3 (ms1) + masa wody(mw1) to masa roztworu (mr1):
ms1+mw1=mr1
Łącząc oba równania (w miejsce mw1 drugiego równania podstawiamy ms1/R1 z pierwszego równania):
ms1(1+1/R1)=mr1
ms1=mr1/(1+1/R1) = 360g/(1+100/25) = 360g/5 = 72g  (masa KNO3 w roztworze przed dodaniem wody)
mw1=mr1-ms1= 360g - 72g = 288g (masa wody w roztworze przed dodaniem wody)
ms2=ms1=72g (masa KNO3 w roztworze po dodaniu wody)
mw2=mw1+100g = 388g (masa wody w roztworze po dodaniu wody)

Maksymalna masa KNO3 jaka mogłaby się rozpuścić w roztworze w temperaturze T2 po dolaniu wody(przy tej masie lub większej roztwór byłby nasycony).
ms2max=mw2∙R2=388∙140/100 = 543.2g > ms2  
Masa KNO3 to ms2=72g jest za mało by roztwór był nasycony.
Roztwór jest nienasycony.
b)
Cp=ms2/(ms2+mw2)∙100%=72/(72+388)∙100% = 72/460∙100% = 15.7 %

Answer 2

1.)

150 g --- 100%
x g --- 20%
---------------------
x = 30 g => ms

343K - 273 = 70 °C 

RKNO3 70°C= 140g/100g H2O

150g - 30g = 120g => mH2O

140g KNO3 --- 100g H2O
y g KNO3 --- 120g H20
-----------------------------------------
y = 168 g 

168 g - 30 g = 138 g ==> można rozpuścić 

2.)
a) RKNO3 10°C = 25 g/100 g H2O

360 g --- x g KNO3
125 g --- 25 g KNO3
----------------------------------
x = 72 g KNO3

mr = 360 g + 100 g = 460 g

RKNO3  70°C = 140 g/ 100 g H2O

72 g KNO3 --- x g H2O
140 g KNO3 --- 100 g H2O
-----------------------------------------------
x = 51 g H2O

mH2O = mr - ms
mH2O = 460 g - 72 g = 388 g 

388 g > 51 g 

Roztwór nienasycony.

b)

460 g --- 100%
72 g --- x%
-------------------------
x =  15,7 %

Stężenie wynosi 15,7%