Legfeljebb hány kg vasat(Fe) állíthatunk elő 1 mázsa(100kg) hematitból(Fe3O4)?

Itt ugye azt kell kiszámolni, hogy 100 kg hematitban mennyi vas van (az oxigén mellett). Az már a hematit képletéből is látszik, hogy 1 mól hematitban 3 mól vas van (és 4 mól oxigén, de az most mellékes).

Az ilyen típusú feladatoknál mindig ki kell számolni a feladatban szereplő anyagok moláris tömegeit, amit a képletekből és a képletekben szereplő elemek moláris tömegeiből kell összerakni, amiket a periódusos rendszerben találsz. A vas moláris tömege 56 g/mol, az oxigéné 16 g/mol.

Itt a hematit moláris tömeg kell:

M(Fe3O4)= 3*56 g/mol + 4*16 g/mol = 232 g/mol.

A mértékegységek átváltása is nagyon fontos az ilyen feladatokban:

100 kg = 100000 g.

És akkor az anyagmennyiség (mól):

n=m/M=100000g / (232 g/mol) = 431,03 mol. (A zárójel itt azért kell, mert nem csak a 232, hanem a g/mol is a nevezőben van, és csak így jön ki a mol a végén, mint mértékegység.)

Most ki kell számolni, hogy 3-szor ennyi vas az hány mól:

n(Fe)=3*n(Fe3O4)=3*431,03 mol = 1 293,1 mol.

Most pedig visszafelé kell váltani az anyagmennyiséget ismét tömegre (de ez már ugye csak a vas tömege lesz, nem a hematité):

m=n*M= 1 293,1 mol * 56 g/mol = 72 413,8 g = 72,4 kg.

Vagyis a kérdésre az a válasz, hogy legfeljebb kb. 72,4 kg vas nyerhető ki 1 mázsa hematitból.

(A két tömeg különbözete - ami 27,6 kg - az oxigén tömege. Viszont mivel a kémiai reakciók nem mennek végre 100%-osan, ezért ennyi vasat csak elméletben lehet kinyerni, a valóságban csak kevesebbet lehet. Egyébként ez a hematit egy keverék anyag, mert a FeO és a Fe2O3 vasoxidok keveréke. A FeO-ban a vas kétszeresen pozitív, ezért a neve vas(II)-oxid, a Fe2O3-ban a vas viszont már háromszorosan pozitív, ezért annak neve vas(III)-oxid. Az oxigén ugye majdnem mindig kétszeresen negatív töltésű, ezért a FeO-ban 1:1 arányban van a vas és az oxigén, a Fe2O3-ban pedig 2:3 arányban, mert így jön ki a semleges töltés, hiszen 2*3=+6 és 3*(-2)=-6 és +6+(-6)=0, vagyis semleges.)

Remélem érthető voltam, és kapok zöld kezet. :)