SOS! Ötösöm lesz kémiából 473.B a, b. Valaki tud segíteni?

Mivel nincsenek megadva konkrét tömegek, csak arányok, ezért ilyenkor nyugodtan bevezethetünk tetszőleges tömegeket, mert ezek majd úgyis ki fognak esni a végén, és mindegy, hogy mit vezetünk be, mivel kiesnek, ezért a végeredmény ugyanaz lesz.

a, 80°C-os egyensúlyi rendszerünkben a folyadék tömege tízszerese a szilárd anyagénak. Legyen akkor a folyadék tömege 100g a szilárdé pedig 10g. Mielőtt továbblépnénk, átszámítjuk tömegszázalékra, hogy mit jelent az, hogy 80°C-on 100g víz 217g Co(NO3)2-ot old. Ekkor az oldószer tömege a 100g, és az oldat (o) tömege az oldószer (o.sz.) és az oldott anyag (o.a.) tömegének összege, vagyis: m(o)=m(o.sz.)+m(o.a.)=100g+217g=317g. És ekkor a tömegszázalék: m/m%=m(o.a.)/m(o)*100%=68,45%. Ez azt jelenti, hogy 100g oldaltban (és nem vízben) van 68,45g oldott anyag. Ezért érdemes tehát pont 100g tömeget bevezetni az folyadék tömegére, hogy ne kelljen ezt már szorozgatni, hanem ennyi legyen az oldott anyag tömege a folyadékban (Ha mondjuk 1000g-ot vezettünk volna be a folyadékra, akkor a szilárd lenne 100g, de akkor a folyadékban nem 68,45g oldott anyag lenne, hanem 10-szer ennyi vagyis 684,5g. Így is lehetett volna számolni, csak bonyolultabb lett volna.) Tehát eddig azt tudjuk, hogy 80°C-on a 100 g folyadékban van 68,45 g oldott anyag, és 100-68,45=31,55 g víz van.

A következő lépés a 10 g szilárd anyag összetételének kiszámítása. Ehhez ki kell számítani a szükséges moláris tömegeket.

A vízmentes kobalt-nitrát moláris tömege: M(Co(NO3)2)=(59+2*(14+3*16))g/mol=183 g/mol. A víz moláris tömege 18 g/mol, vagyis a 3 molekula kristályvizet tartalmazó só moláris tömege: M(Co(NO3)2*3H2O)=(183+3*18)g/mol=237 g/mol.

A 6 molekula kristályvizet tartalmazó só moláris tömege: M(Co(NO3)2*6H2O)=(183+6*18)g/mol=291 g/mol.

80°C-on a 3 molekula kristályvizet tartalmazó só a stabil, így ezzel számolunk. Vagyis a 10 g só anyagmennyisége: n=m/M=10g/(237g/mol)=0,0422 mol.

Ebben ugyanannyi vízmentes oldott anyag, és 3*ennyi víz van, vagyis: m(Co(NO3)2)=n*M=0,0422 mol * 183 g/mol = 7,72 g, és a kristályvíz tömege: m(3H2O)=n*M=0,0422*3*18 g = 2,28 g.

Vagyis összesen a teljes rendszerben van ennyi vízmentes só: m(só)=(68,45+7,72)g=76,17g, és ennyi víz: m(H2O)=(31,55+2,28)g=33,83g.

Ha lehűtjük 20°C-ra akkor lehet nem is marad folyadékfázis. Hogy ez kiderüljön ki kell számolni, hogy összesen 76,17g vízmentes só, ha 6 molekula kristályvizet megköt, az mennyi víz, hogy ennél több, vagy kevesebb víz van-e a rendszerben.

1 mól vízmentes só az 183 g, és 1 mól 6 vizet tartalmazó só pedig 291 g.

A különbség éppen 6 mól víz tömege ami 108 g.

Tehát 183 g vízmentes só 108 g vizet tud maximálisan megkötni kristályvíz formájában.

Ekkor egyenes arányossággal számolva 76,17 g só ennyi vizet tud max. megkötni:

(76,17/183)*108g=44,95 g. Mivel ennél kevesebb az összes víztartalom, így az egész rendszer szilárd fázisú lesz, de nem jut pontosan 6 vízmolekula minden "sómolekulára" hanem kevesebb, mégpedig egyenes arányossággal: (33,83/44,95)*6=4,5

vagyis a szilárd só átlagosan Co(NO3)2*4,5H2O képletű lesz.

Vagyis a 100%-a megszilárdul az anyagnak, és a tömegszázalékos összetétel szerint:

(76,17/110)*100%=69,25 m/m% Co(NO3)2, és 30,75% H2O lesz az összetétele.

Első vagyok. Megcsináltam a B/b-t is.

b, 20°C-os egyensúlyi rendszerünkben a szilárd anyag tömege tízszerese a folyadékénak. 80°C-ra melegítve az edény tartalmát, milyen a kialakuló egyensúlyi rendszerben a folyadék és a szilárd anyag tömegaránya?

Itt legyen a szilárd anyag a 291g és a folyadék 29,1g. Azért ennyi, mert éppen 291 g szilárd anyag felel meg 1 mól hat kristályvízzel kristályosodott sónak (lásd az a, feladatrészt). Ekkor ebben a vízmentes kobalt-klorid tömege 183 g, és a kristályvízé 108 g (lásd az a, feladatrészt, ott számoltam ezeket ki).

20°C-on pont 50%-os a telített oldat, mert 100g víz 100g Co(NO3)2-ot old, vagyis az oldat tömege 200 g, és ebből pont 50% a víz, és a só, vagyis a 29,1 g folyadéknak pont a fele-fele a só és a víz: m(o.a.)=29,1/2 g=14,55 g só és ugyanennyi víz van benne. Vagyis összesen van az egész rendszerben ennyi vízmentes só: 183g+14,55g=197,55g, és ennyi víz: 108g+14,55g=122,55g. Most először - az előző feladathoz hasonlóan - azt számoljuk ki, hogy ennyi víz 80°C-on mennyi sót old, mert ha szerencsénk van, akkor az összest feloldja, és nem kell a szilárd fázissal is számolnunk. 80°C-on 100g víz 217g Co(NO3)2-ot old. Mivel ennél több vizünk van, az - számolás nélkül is tudjuk, hogy - még több sót tudna oldani, de sónk meg kevesebb van ennél, tehát az összes só fel fog oldódni, és oldatban a tömegarány ez lesz: 100% folyadék, és ennek össztömege: m(o)=m(o.a.)+m(o.sz.)=197,55g+122,55g=320,1g (ugyanez jön ki, ha a kezdeti adatokat adjuk össze: 291g+29,1g=320,1g), és ebből a tömegszázalékos összetétel: m/m%=m(o.a.)/m(o)*100%=197,55g/(320,1g)*100%=61,72%.

Remélem kapok zöld kezeket. Sokat dolgoztam velük. :)