W laboratorium dostępny jest stężony kwas azotowy V . Jest to roztwór o gęstości 1,38 g/cm3 zawierający 63 % wagowych czystego HNO3 . Opisz jakie czynności należy wykonać aby przygotować 100cm3 1-molowego roztworu , dysponując stężonym kwasem azotowym V oraz szkłem laboratoryjnym : cylindrem miarowym i kolbą miarową o pojemności 100 cm3 . W opisie podaj odpowiednie obliczenia.
More Questions From This User See All
Procent wagowy wyraża liczbę części wagowych substancji (tu HNO₃) zawartą w 100 częściach wagowych roztworu, to w naszym przypadku oznacza,że :
w 100g roztworu kwasu (mr) znajduje się 63g czystego HNO₃ (ms)
Dane:
ms (masa czystego kwasu)= 63g
mr (masa roztworu kwasu) = 100g
d (gęstość kwasu)= 1,38g/cm³= 1380g/dm³
V (objętość końcowego roztworu) = 100 cm³= 0,1 dm³
Cm (stężenie molowe końcowego roztworu) = 1 mol/dm³
M (masa molowa) HNO₃ = 1g/mol + 14g/mol + 3*16g/mol= 63g/mol
W pierwszej kolejności musimy wykonać wszystkie niezbędne obliczenia, aby wiedzieć jakie objętości danego składnika musimy wziąć, do sporządzenia takiego roztworu.
* Obliczam liczbę moli (n) kwasu HNO₃, która powinna się znaleźć w roztworze o stężeniu 1mol/dm³ i objętości 0,1 dm³:
Cm = n : V /*V
n= Cm * V = 1 mol/dm³ * 0,1 dm³ = 0,1 mola HNO₃
* Obliczam liczbę moli (n₁) zawartą w roztworze HNO₃, w którym czysty kwas stanowi 63% jednostek wagowych:
n₁ = ms : M = 63g : 63g/mol = 1 mol HNO₃
* Obliczam masę HNO₃, którą stanowi 0,1 mola (bo taka ilość jest potrzebna do sporzadzenia roztworu końcowego)
skoro:
1 mol-----stanowi------63g HNO₃
0,1 mola-stanowi------Xg
X= 0,1 mola * 63g : 1 mol= 6,3 g HNO₃
* Obliczam masę roztworu kwasu HNO₃ w której zawarte jest 6,3g czystego kwasu :
skoro:
63g HNO₃------znajduje się w ------100g roztworu
to6,3g HNO₃--znajduje się---------w Xg roztworu
X= 6,3g * 100g : 63g = 10g roztworu HNO₃(mr₁)
* Przeliczam masę tego roztworu na objętość (V₁):
d = mr₁ : V₁ /*V₁
d * V₁ = mr₁ /:d
V₁= mr₁ : V = 10g : 1,38g/cm³ ≈ 7,25 cm³ roztworu kwasu HNO₃
Skoro w naszym roztworze kwas stanowi 7,25 cm³ , to na wodę przypadnie :
100 cm³ - 7,25 cm³ = 92,75 cm³ wody
Za pomocą cylindra miarowego odmierzamy np. 70cm³ wody (aby była możliwość wymieszania jej z kwasem) i przelewamy ją do kolby miarowej. Następnie za pomocą cylindra odmierzamy 7,25 cm³ roztworu stęż. HNO₃ i wlewamy do kolby z wodą. Obydwa składniki w kolbie mieszamy. Na koniec uzupełniamy nasz roztwór wodą do objętości 100 cm³.
-------------------------------------------------
Inny sposób obliczeń :
65% jednostek wagowych oznacza,że w 100g roztworu znajduje się 63g substancji, co z kolei oznacza,że roztwór ten ma stężenie 63% (C%).
* Obliczam stężenie molowe roztworu kwasu HNO₃ , w którym czysty kwas stanowi 63% jednostek wagowych :
Cm = C% * d : M * 100% = 63% * 1380g/dm³ : 63g/mol * 100% = 13,8 mola/dm³
Korzystamy z metody krzyża, aby sprawdzić w jakich proporcjach należy zmieszać wodę (stężenie 0 moli/dm³) z roztworem kwasu (stęż. 13,8 mola/dm³), aby uzyskać roztwór o stężeniu 1 mol/dm³
13,8 --------------------------------------------1 - 0 = 1 cm³ roztworu HNO₃
---------------------------1
0 -----------------------------------------------13,8 - 1 = 12,8 cm³ wody
A zatem,żeby otrzymać 13,8 cm³ 1 molowego roztworu kwasu musimy ze sobą zmieszać 1 cm³ stężonego roztworu kwasu z 12,8 cm³ wody. My jednak chcemu otrzymać 100 cm³ 1 molowego roztworu, więc skoro:
1 cm³ HNO₃-----potrzeba do uzyskania-----13,8 cm³ roztworu
to X cm³ HNO₃--potrzeba do uzyskania ------100 cm³
X = 100 cm³ * 1cm³ : 13,8 ≈ 7,25 cm³ roztworu kwasu HNO₃
Skoro w naszym roztworze kwas stanowi 7,25 cm³ , to na wodę przypadnie :
100 cm³ - 7,25 cm³ = 92,75 cm³ wody
Za pomocą cylindra miarowego odmierzamy np. 70cm³ wody (aby była możliwość wymieszania jej z kwasem) i przelewamy ją do kolby miarowej. Następnie za pomocą cylindra odmierzamy 7,25 cm³ roztworu stęż. HNO₃ i wlewamy do kolby z wodą. Obydwa składniki w kolbie mieszamy. Na koniec uzupełniamy nasz roztwór wodą do objętości 100 cm³.