25,0 gramm mészkőre 200gramm 7,3 tömeg%-os sósavat öntünk. Határozd meg a kapott oldat tömeg%-os összetételét!(?)

A mészkő az ugye kalcium-karbonát: CaCO3

Ha ez sósavval reagál, akkor az erősebb sav felszabadítja a gyengébb savat a sójából, és helyébe lép, vagyis kalcium-klorid és szénsav keletkezik, ez utóbbi viszont azonnal elbomlik vízre és szén-dioxidra:

CaCO3 + 2 HCl -> CaCl2 + H2O + CO2, vagyis az anyagmennyiség arányok:

1:2->1:1:1

És a keletkező víz ugye hozzáadódik a sósavoldat víztartalmához, és ezért ennyivel több oldószerünk lesz.

Először kiszámoljuk a mészkő anyagmennyiségét:

Ehhez előbb a moláris tömege kell, amit a képlete és a periódusos rendszer segítségével rakunk össze:

M(CaCO3)=(40+12+3*16)g/mol = 100 g/mol

És akkor az anyagmennyisége:

n=m/M=25 g / (100 g/mol) = 0,25 mol.

Ez kétszer ennyi sósavval tud reagálni (de még nem biztos, hogy lesz annyi), ami: 2*0,25 mol=0,5 mol

És akkor a sósav összetétele:

m(o.a.)=oldott anyag tömege

m(o)=az oldat tömege

m(o.sz.)=oldószer tömege

m/m%=tömegszázalék

m(o.a.)=m(o)*m/m%/100%= 200 g * 0,073 = 14,6 g

m(o.sz.)=m(o)-m(o.a.)=200 g - 14,6 g = 185,4 g

És a 14,6 g tiszta sósav anyagmennyisége:

M(HCl)=(1+35,5)g/mol=36,5 g/mol

n=m/M=14,6 g / (36,5 g/mol) = 0,4 mol.

És mivel ez kevesebb, mint az összes mészkőhöz elegendő 0,5 mol, ezért a mészkő van feleslegben, és a sósav reagál el teljesen. Vagyis most azt kell kiszámolni, hogy 0,4 mol sósavval mennyi mészkő reagál el.

Ezt egyszerűsítsük le:

Ha 0,5 mol sósav 25 g mészkővel reagálna, akkor 0,4:

0,4/0,5*25g=20g

Tehát 5 gramm mészkő megmarad, az nem oldódik fel, és 20 gramm feloldódik, ami: 0,2 mol, mert n=m/M=20 g / (100 g/mol) = 0,2 mol.

Ebből - az egyenletből látszik - ugyanennyi, vagyis szintén 0,2 mol kalcium-klorid, és szintén 0,2 mol víz keletkezik.

Ezek tömegei:

M(CaCl2)=(40+2*35,5)g/mol=111 g/mol

M(H2O)=(2*1+16)g/mol=18 g/mol

m(CaCl2)=0,2 mol * 111 g/mol = 22,2 g

m(H2O)=0,2 mol * 18 g/mol = 3,6 g.

És akkor az összes oldószer tömeg: 3,6 g + 185,4 g = 189 g

És ebből az oldat tömege: m(o)=m(o.a.)+m(o.sz.)=22,2 g + 189 g = 211,2 g

És akkor az oldat tömegszázalékos összetétele:

m/m%=m(o.a)/m(o)*100%=22,2 g / (211,2 g) * 100% = 10,5 %.

Remélem érthető voltam, és kapok zöld kezet.