Question

Do 410 g 4% roztworu azotanu (V) wapnia dodano 100 g 10,6% roztworu węglanu sodu. Jony wapnia całkowicie przereagowały z jonami węglanowymi, tworząc praktycznie nierozpuszczalny węglanu wapnia. Z powstałej zawiesiny odsączono osad, którego masa po wysuszeniu wynosiła 10 g. Podaj w formie jonowej i cząsteczkowej równanie reakcji. Jaką substancję zawiera roztwór pozostały po odsączeniu węglanu wapnia? Oblicz stężenie procentowe roztworu. Załóż, że masa substratów jest równa masie produktów.

[Wakacyjna lista wyzwań (2021) ; 49]

Answer 1

Zapiszmy sobie najpierw reakcję i obliczmy potrzebne masy molowe:

Ca(NO₃)₂ + Na₂CO₃ ⇒ CaCO₃ + 2NaNO₃

MCa(NO₃)₂ = 164 g/mol

MNa₂CO₃ = 106 g/mol

MCaCO₃ = 100 g/mol

MNaNO₃ = 85 g/mol

W takich zadaniach, żeby dokładność była w miarę i żeby sobie nie utrudniać, to najlepiej wszystko zamienić na mole, co teraz czynię:

410 g 4% roztworu Ca(NO₃)₂

0,04 * 410 g = 16,4 g

16,4 g (164 g/mol) = 0,1 mol

100 g 10,6% roztworu Na₂CO₃

0,106 * 100 g = 10,6 g

10,6 g : (106 g/mol) = 0,1 mol

Z obliczeń wynika, że substancje zmieszano w stosunku stechiometrycznym, a zakładamy wydajność 100%, zatem w reakcji powstało 0,1 mol CaCO₃ jako osad oraz 0,2 mola NaNO₃, które pozostało w przesączu.

Końcowy roztwór ma masę 410 g + 100 g -10 g(osad) = 500 g, a węglan sodu pozostały w przesączu 0,2 mol * 85 g/mol = 17 g.

Z dwóch powyższych danych wynika, że stężenie substancji w przesączu wynosi 17 g : 500 g * 100% ≈ 3,4%

Podsumowując:

a)

równanie reakcji w formie cząsteczkowej i jonowej:

Ca(NO₃)₂ + Na₂CO₃ ⇒ CaCO₃ + 2NaNO₃

Ca²⁺ + CO₃²⁻ ⇒ CaCO₃

b)

Roztwór, powstały po odsączeniu węglanu wapnia,

zawiera azotan(V) sodu - NaNO₃.

c)

Stężenie NaNO₃ w przesączu wynosi ok. 3,4 %.

(-_-(-_-)-_-)