Question

W zlewce odważono sześciowodny chlorek strontu w ilości 7,10 g i rozpuszczono go w około 100 cm3 wody destylowanej. Następnie do tego roztworu dodano 152g 4,0% roztworu szczawianu amonu i roztwór ogrzewano przez około 40 minut w celu odparowania wody. Po zakończeniu ogrzewania objętość roztworu wynosiła około 100cm3. Po ochłodzeniu mieszaniny reakcyjnej do temperatury pokojowej (22 °C) osad oddzielono od roztworu. Otrzymany osad związku A1 opłukano metanolem i wysuszono do stałej masy w temperaturze 80 °C. Masa soli wyniosła 4,89 g. Następnie produkt wygrzewano w temperaturze 200 °C do stałej masy. Po zakończeniu ogrzewania produkt zważono (związek A2), a jego masa wyniosła 4,65 g.
a) Proszę podać wzór związku A2. Odpowiedź proszę potwierdzić stosownymi obliczeniami.
b) Proszę obliczyć wydajność procesu otrzymywania związku A1.
c) Czy wydajność ta może być zawyżona? Jeśli tak, to w jakim przypadku? Odpowiedź
należy uzasadnić.
d) Proszę napisać cząsteczkowe równanie reakcji otrzymywania związku A1.
e) W jaki sposób można potwierdzić czystość otrzymanego produktu? Odpowiedź
uzasadnij podając sposób wykonania takiej analizy wraz z interpretacją uzyskanych
wyników.
Masy molowe [g/mol]: H = 1,008; O = 16,00; Sr = 87,62; C = 12,01; N = 14,01; Cl = 35,45

Answer 1

Odpowiedź:

a) Wzór związku A2 można obliczyć, wykorzystując informacje o masach związku A2 i związku A1. Wzór ten można zapisać jako produkt uboczny reakcji między chlorkiem strontu i szczawianem amonu.

Masa związku A1 = 4,89 g

Masa związku A2 = 4,65 g

Masa szczawianu amonu = 152 g * 0,04 = 6,08 g

Masa chlorku strontu = 7,10 g

Wzór szczawianu amonu = (NH4)2C2O4 · H2O

Masa molowa szczawianu amonu = 142,11 g/mol

Liczba molów szczawianu amonu = masa / masa molowa = 6,08 g / 142,11 g/mol = 0,0428 mol

Wzór chlorku strontu = SrCl2

Masa molowa chlorku strontu = 158,53 g/mol

Liczba molów chlorku strontu = masa / masa molowa = 7,10 g / 158,53 g/mol = 0,0448 mol

Ponieważ stosunek molowy chlorku strontu do szczawianu amonu wynosi 1:1, to reakcja między nimi jest równoważna. Oznacza to, że liczba molów związku A2 jest równa liczbie molów chlorku strontu, czyli 0,0448 mol.

Masa molowa związku A2 = masa / liczba molów = 4,65 g / 0,0448 mol = 103,81 g/mol

Wzór związku A2 to SrC2O4 · H2O.

b) Wydajność procesu otrzymywania związku A1 można obliczyć, wykorzystując informacje o masach związku A1 i użytej ilości chlorku strontu.

Masa chlorku strontu = 7,10 g

Teoretyczna masa związku A1 = masa chlorku strontu / stosunek molowy związku A1 do chlorku strontu

Stosunek molowy związku A1 do chlorku strontu można obliczyć na podstawie cząsteczkowego równania reakcji między chlorkiem strontu a szczawianem amonu.

SrCl2 + (NH4)2C2O4 → SrC2O4 · H2O + 2NH4Cl

Stosunek molowy związku A1 do chlorku strontu wynosi 1:1, co oznacza, że teoretyczna masa związku A1 jest równa masie chlorku strontu.

Teoretyczna masa związku A1 = 7,10 g

Wydajność procesu otrzymywania związku A1 wynosi:

Wydajność = masa faktycznie otrzymanego związku A1 / teoretyczna masa związku A1 * 100%

Wyjaśnienie: