Příprava na druhý zápočtový test

O kurzu

V dnešním kurzu si propočítáme typové příklady jako přípravu na druhý zápočtový test.

1) Při laboratorní přípravě síranu kobaltnatého jsme získali roztok, ve kterém je rozpuštěno \(28\:g\) heptahydrátu (\(CoSO_4.7H_2O\)). Roztok je třeba zahustit na nasycený při teplotě \(100\:°C\). Vypočítejte hmotnost, na kterou je třeba roztok zahustit a určete hmotnostní zlomek bezvodého síranu kobaltnatého v něm. Rozpustnost hydrátu je \(r(CoSO_4.7H_2O, 100\:°C)=464\:g\) na \(100\:g\:H_2O\), molární hmotnosti jsou \(M(CoSO_4)=155\:g/mol\) a \(M(CoSO_4.7H_2O)=281\:g/mol\).

2) V roztoku je rozpuštěno \(47\:g\:NaNO_3\) ve \(180\:g\:H_2O\). Kolik vody je třeba odpařit, aby byl roztok nasycený? Kolik vody je třeba odpařit, aby volnou krystalizací při \(20\:°C\) vypadlo z roztoku \(24\:g\:\) krystalů \(NaNO_3\)? Rozpustnost  je \(r(NaNO_3, 100\:°C)=88\:g\) na \(100\:g\:H_2O\).

3) Rušenou krystalizací chceme získat \(150\:g\:\)krystalů \(Na_2CO_3.H_2O\). Vypočtěte hmotnost výchozího hydrátu, který obsahuje \(12\:\%\) nerozpustných nečistot a vypočtěte hmotnost potřebné vody, jestliže budeme nasycený roztok ochlazovat z teploty \(60\:°C\) na \(20\:°C\). Rozpustnost hydrátu je \(r(Na_2CO_3.H_2O, 60\:°C)=58,9\:g\)  a \(r(Na_2CO_3.H_2O, 20\:°C)=21,8\:g\) na  \(100\:g\:H_2O\).

4) Rozpustili jsme \(74,3\:g\) \(BaCl_2.2H_2O\) ve \(201\:g\) vody při \(60\:°C\) a následně roztok ochladili na \(20\:°C\). 

a) Je připravený roztok při \(60\:°C\) nasycený?
b) Určete hmotnostní zlomek bezvodého chloridu barnatého v připraveném roztoku.
c) Jaké množství krystalů se vyloučí z roztoku po ochlazení na \(20\:°C\)?
Navíc:
d) Bude roztok nasycený při \(60\:°C\), pokud místo \(201\:g\) vody použijeme pouze \(150\:g\) vody?
e) Jaké množství krystalů se vyloučí, pokud roztok obsahující \(150\:g\) vody ochladíme ze \(60\:°C\) na \(20\:°C\)?

Rozpustnost hydrátu je \(r(BaCl_2.2H_2O, 60\:°C)=59,2\:g\)  a \(r(BaCl_2.2H_2O, 20\:°C)=44,6\:g\) na  \(100\:g\:H_2O\). Molární hmotnosti jsou \(M(BaCl_2.2H_2O)=244,3\:g/mol\) a \(M(BaCl_2)=208,3\:g/mol\).

5) Provádíme rušenou krystalizaci \(180\:g\) nasyceného roztoku modré skalice \((CuSO_4.5H_2O)\) z teploty \(80\:°C\) na teplotu \(0\:°C\).

a) Vypočtěte teoretický výtěžek rušené krystalizace v procentech.
b) Vypočtěte hmotnost získaných krystalů.
c) Kolik gramů modré skalice zůstane rozpuštěno v roztoku po rušené krystalizaci?

Rozpustnost modré skalice je \(r(CuSO_4.5H_2O, 80\:°C)=140,8\:g\)  a \(r(CuSO_4.5H_2O, 0\:°C)=24,3\:g\) na  \(100\:g\:H_2O\).

6) Roztok obsahující \(35\:g \:NaNO_2\) a \(75\:g\:H_2O\) má být převeden na nasycený roztok při teplotě \(20\:°C\) a následně z nasyceného roztoku má být izolováno \(60\:\%\) \(NaNO_2\) volnou krystalizací. Rozpustnost dusitanu je \(r(NaNO_2 20\:°C)=84,5\:g\)  na  \(100\:g\:H_2O\).

a) Kolik gramů vody obsahuje nasycený roztok při \(20\:°C\)?
b) Kolik vody musíme celkem odpařit, abychom izolovali volnou krystalizací \(60\:\%\) \(NaNO_2\)?

7) Při laboratorní přípravě byl připraven roztok, ve kterém je rozpuštěno \(15\:g\:KMnO_4\). Tento roztok je třeba zahustit na nasycený roztok při \(65\:°C\) a následně jej ochladit na teplotu \(25\:°C\). Rozpustnost manganistanu je \(r(KMnO_4, 65\:°C)=25\:g\)  a \(r(KMnO_4, 25\:°C)=7,6\:g\) na  \(100\:g\:H_2O\).

a) Vypočtěte hmotnost nasyceného roztoku při \(65\:°C\)?
b) Vypočtěte hmotnost vyloučených krystalů po rušené krystalizaci.

8) Z roztoku \(BaCl_2\) o objemu \(V=2\:l\), hmotnostním zlomku \(w(BaCl_2)=0,09\) a hustotě \(\rho=1,02\:g/ml\) chceme získat krystaly soli \(BaCl_2.2H_2O\) rušenou krystalizací z teploty \(60\:°C\) na teplotu \(20\:°C\).  Rozpustnost hydrátu je \(r(BaCl_2.2H_2O, 60\:°C)=59,2\:g\)  a \(r(BaCl_2.2H_2O, 20\:°C)=44,6\:g\) na  \(100\:g\:H_2O\). Molární hmotnosti jsou \(M(BaCl_2.2H_2O)=244,3\:g/mol\) a \(M(BaCl_2)=208,2\:g/mol\).

a) Vypočtěte hmotnost získaných krystalů po zahuštění roztoku na nasycený při  \(60\:°C\) a následné rušené krystalizaci.
b) Vypočtěte hmotnost matečného roztoku po krystalizaci. 

9) Je zapotřebí přečistit \(780\:g\) Glauberovy soli, která obsahuje \(14\:\%\) nečistot. Vypočtěte, kolik gramů přečištěné látky získame rušenou krystalizací z teploty \(60\:°C\) na teplotu \(20\:°C\). Kolik gramů získáme po opakované rušené krystalizaci? Rozpustnost Glauberovy soli je \(r(Na_2SO_4.10H_2O, 60\:°C)=241,4\:g\)  a \(r(Na_2SO_4.10H_2O, 20\:°C)=58,3\:g\) na  \(100\:g\:H_2O\). 

 

10) Student připravil \(2770\:g\) šestiprocentního roztoku \(KCr(SO_4)_2.12H_2O\). Tento roztok má být dále přečištěn rušenou krystalizací z teploty \(100\:°C\) na teplotu \(20\:°C\). Rozpustnost soli je \(r(KCr(SO_4)_2.12H_2O, 100\:°C)=50\:g\)  a \(r(KCr(SO_4)_2.12H_2O, 20\:°C)=24,4\:g\) na  \(100\:g\:H_2O\). 

a) Vypočtěte, kolik vody je třeba odpařit, aby byl roztok nasycený při \(100\:°C\).
b) Vypočtěte hmotnost krystalů získaných rušenou krystalizací.