Ecuația reacției chimice:
Cu + 2H₂SO₄(conc.) → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O
Rezolvare:
- se dau 400g Cu cu 12% impurități ⇒ puritatea Cu reacționat este de 88%
- se determină masa pură de Cu, din relația purității:
[tex]P=\frac{m_p}{m_{imp}}\cdot100\implies m_p=\frac{P\ \cdot\ m_{imp}}{100}=\frac{88\ \cdot\ 400}{100}=352\ g\ Cu[/tex]
- se determină nr. de moli de Cu reacționați:
[tex]n=\frac{m}{\mu}=\frac{352\ {\not}g}{64\ {\not}g/mol}=5.5\ mol[/tex]
- de pe ecuația reacției, se determină nr. de moli de SO₂ și cei de H₂O degajați:
5.5 x y
Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O
1 1 2
⇒ x = 5.5 mol SO₂
⇒ y = 11 mol H₂O
- masa de H₂O rezultată în urma reacției este:
[tex]n=\frac{m}{\mu}\implies m=n\ \cdot\ \mu=11\ {\not}mol\ \cdot\ 18\ g/{\not}mol=198\ g[/tex]
- soluția finală este formată din CuSO₄ și H₂O, deoarece SO₂ se degajă.
- pentru a determina concentația acestei soluții, este nevoie atât de masa substanței dizolvate - md - (în acest caz, CuSO₄), cât și de masa întregii soluții - ms -
- știind că ms = md + m(H₂O), iar masa de apă este 198g, va trebui așadar să determinăm masa de CuSO₄ obținut:
5.5 z
Cu + 2H₂SO₄ → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O
1 1
⇒ z = 5.5 mol CuSO₄
[tex]m_{CuSO_4}=n\ \cdot\ \mu=5.5\ {\not}mol\ \cdot\ 160\ g/{\not}mol=880\ g[/tex]
- deci, md = 880 g ⇒ ms = md + m(H₂O) = 880g + 198g = 1078g soluție
- așadar, concentrația procentuală a soluției finale este, conform formulei:
[tex]C=\frac{m_d}{m_s}\cdot100=\frac{880\ {\not}g}{1078\ {\not}g}\cdot100=81.63\%[/tex]
