Azonos tömegű KOH-ot, MnO2-ot, és KNO3-ot összekeverve megömlesztünk. Számítsuk ki a vízmentes ömledék összetételét (m/m%, n/n%)!?

Na várj, ezt nekem is ki kell számolnom...

1.: Móltömegek:

M(KOH)=56 g/mol

M(MnO2)=87 g/mol

M(KNO3)=101 g/mol

M(K2MnO4)=197 g/mol

M(KNO2)=85 g/mol

M(H2O)=18 g/mol

Reakció (amennyiben jó, nem ellenőriztem a kémiai helyességét), mellékreakciók nélkül:

2KOH + MnO2 + KNO3= K2MnO4 + KNO2 + H2O

Tömegek:

m(KOH)=100 g

m(MnO2)=100 g

m(KNO3)=100 g

Anyagmennyiségek:

n(KOH)=m(KOH)/M(KOH)=100 g/56 g/mol=25/14 mol

n(MnO2)=m(MnO2)/M(MnO2)100/87 mol

n(KNO3)=m(KNO3)/M(KNO3)=100/101 mol

A reaktánsok közül a legkisebb anyagmennyisége a kálium-nitrátnak van, azonban figyelembe kell venni a KOH kettes sztöchiometriai faktorát, és a mangán-dioxid anyagmennyiségét is. Súlyozva:

n(KOH,súlyozott)=n(KOH)/2=25/28 mol

n(MnO2,súlyozott)=n(MnO2)=100/87 mol

n=(KNO3,súlyozott)=n(KNO3)=100/101 mol

Sorrendbe szedve:

n(KOH,súlyozott)<n(KNO3,súlyozott)<n(MnO2,súlyozott)

Innen látható, hogy a KOH maradék nélkül elreagál, tehát:

n(KOH,maradék)=0 mol

Ennélfogva:

n(KNO3,maradék)=n(KNO3,súlyozott)-n(KOH,súlyozott)=100/101 mol-25/28 mol=275/2828 mol

n(MnO2,maradék)=n(MnO2,súlyozott)-n(KOH,súlyozott)=100/87 mol-25/28 mol=625/2436 mol

Termékek anyagmennyiségei:

n(K2MnO4)=2*n(KOH,súlyozott)=275/1414 mol

n(KNO2)=n(K2MnO4)=275/1414 mol

n(H2O)=n(K2MnO4)=275/1414 mol

Az elegyben visszamaradt komponenstömegek:

m(MnO2,maradék)=n(MnO2,maradék)*M(MnO2)=625/2436 mol*87 g/mol=625/28 g

m(KNO3,maradék)=n(KNO3,maradék)*M(KNO3)=275/2828 mol*101 g/mol=63125/2436 g

m(K2MnO4)=n(K2MnO4)*M(K2MnO4)=275/1414 mol*197 g/mol=54175/1414 g

m(KNO2)=n(KNO2)*M(KNO2)=275/1414 mol*85 g/mol=23375/1414 g

m(H2O)=n(H2O)*M(H2O)=275/1414 mol*18 g/mol=2475/707 g

A vízmentes elegy tömege:

m(vízmentes_elegy)=m(MnO2,maradék)+m(KNO3,maradék)+m(K2MnO4)+m(KNO2)=6340300/61509 g

Az elegy összes vízmentes_anyagmennyisége:

m(összes_vzmentes_anyagmennyiség)=n(MnO2,maradék)+n(KNO3,maradék)+n(K2MnO4)+n(KNO2)=91375/123018 mol

Tömegszázalékos összetétel:

%(m/m)[MnO2]=m(MnO2,maradék)/m(vízmentes_elegy)*100=(625/28)/(6340300/61509)*100≈21,6546 %

%(m/m)[KNO3]=m(KNO3,maradék)/m(vízmentes_elegy)*100=(63125/2436)/(6340300/61509)*100≈25,1393 %

%(m/m)[K2MnO4]=m(K2MnO4)/m(vízmentes_elegy)*100=(54175/1414)/(6340300/61509)*100≈37,1688 %

%(m/m)[KNO2]=m(KNO2)/m(vízmentes_elegy)*100=(23375/1414)/(6340300/61509)*100≈16,0373 %

Mólszázalékos összetétel:

%(n/n)[MnO2]=n(MnO2,maradék)/n(összes_vízmentes_anyagmennyiség)*100=(625/2436)/(91375/123018)*100≈27,3742 %

%(n/n)[KNO3,maradék]=n(KNO3,maradék)/n(összes_vízmentes_anyagmennyiség)*100=(275/2828)/(91375/123018)*100≈10,3751 %

%(n/n)[K2MnO4]=n(K2MnO4)/n(összes_vízmentes_anyagmennyiség)*100=(275/1414)/(91375/123018)*100≈20,7502 %

%(n/n)[KNO2]=n(KNO2)/n(összes_vízmentes_anyagmennyiség)*100=(275/1414)/(91375/123018)*100≈20,7502 %

Tömegszázalékos összetétel ellenőrzése:

%(m/m)[MnO2,maradék]+%(m/m)[KNO3,maradék]+%(m/m)[K2MnO4]+%(m/m)[KnO2]=(625/28)/(6340300/61509)*100+(63125/2436)/(6340300/61509)*100+(54175/1414)/(6340300/61509)*100+(23375/1414)/(6340300/61509)*100=100

Anyagmennyiség-százalékos összetétel ellenőrzése:

(625/2436)/(91375/123018)*100+(275/2828)/(91375/123018)*100+(275/1414)/(91375/123018)*100+(275/1414)/(91375/123018)*100=100

Korrigált anyagmennyiség-százalékok:

%(n/n)[MnO2,maradék]=34,5417 %

%(n/n)[KNO3,maradék]=13,0917 %

%(n/n)[K2MnO4]=26,1833 %

%(n/n)[KNO2]=26,1833