Toán về độ tan và tinh thể hyđrat

Chuyên đề bồi dưỡng HSG Hóa 1

TOÁN VỀ ĐỘ TAN VÀ TINH THỂ HYĐRAT

I- KIẾN THỨC CƠ BẢN:

1)Công thức toán:

( gam/ 100g H2O) ct

H O 2

m S 100 m  

( C% là nồng độ % của dung dịch bão hòa) C% S 100 100 C%   

( C% là nồng độ % của dung dịch bão hòa) S C% 100% 100 S    2) Bài toán xác định lượng kết tinh.

* Khi làm lạnh một dung dịch bão hòa chất tan rắn thì độ tan thường giảm xuống, vì vậy có một phần chất rắn không tan bị tách ra ( gọi là phần kết tinh): + Nếu chất kết tinh không ngậm nước thì lương nước trong hai dung dịch bão hòa bằng nhau. + Nếu chất rắn kết tinh có ngậm nước thì lượng nước trong dung dịch sau ít hơn trong dung dịch ban đầu:

H O H O 2 2 m ( sau) m ( H O 2 dd dd bñ) - m (KT) 

* Các bước giải toán: TH1: chất kết tinh không ngậm nước TH 2: chất kết tinh ngậm nước B1: Xác định và có trong ddbh ở t0 cao. ct m H O 2 m

B2: Xác định có trong ddbh ở t0 thấp ( lượng ct m nước không đổi)

ct H O 2 S m m 100  

B3: Xác định lượng chất kết tinh:

ct ct KT m m (nh ) m ( ) ieät ñoä cao nhieät ñoä thaáp  

B1: Xác định và có trong ddbh ở t0 cao. ct m H O 2 m

B2: Đặt số mol của hiđrat bị kết tinh là a (mol)

 ct m (KT) H O 2 vaø m (KT)

B3: Lập phương trình biểu diễn độ tan của dung dịch sau ( theo ẩn a)

ct 2

H O 2

m S 100 m

   

B4: Giải phương trình và kết luận.

* Phương pháp giải thông minh:

Có thể giải được các bài toán xác định dượng kết tinh bằng phương pháp đường chéo. Muốn làm được điều này chúng ta phải đặt giả thiết ngược. Rắn (KT) m1 C% = x z y 

z % ddbh sau m2 C% = y x z 

Suy ra ta có : m z y 1 m x z 2

  

Nếu biết khối lượng dung dịch ban đầu thì ta hoàn toàn tính được khối lượng chất rắn kết tinh ( dù chất này có ngậm nước hay không ngậm nước) Chú ý:

Muốn xác định kết tủa (của chất ít tan) có tồn tại hay không thì cần xét nồng độ của dung dịch thu được đã đến nồng độ bão hòa hay chưa. Nếu chưa thì kết tủa không tồn tại, ngược lại thì kết tủa tồn tại.

ThuVienDeThi.com

Chuyên đề bồi dưỡng HSG Hóa 2

II- BÀI TẬP ÁP DỤNG: 1) Làm lạnh 600g ddbh NaCl từ 900C  100C thì có bao nhiêu gam tinh thể NaCl tách ra. Biết độ tan của NaCl ở 900C và 100C lần lượt là : 50gam ; 35 gam. Hướng dẫn : * Ở 900C có T = 50 gam nên ta có : 100gam H2O + 50g NaCl  150g ddbh

? ? 600g

  ( không đổi) NaCl

600 50 m (tan) 200g 150

  

2 H O m ( ) 600 200 400g dung moâi   

* Ở 100C có T = 35 g nên ta có : 100 gam H2O hoà tan được 35 g NaCl 400g  ?

 NaCl

400 35 m (tan) 140g 100

  

Khối lượng NaCl kết tinh : 200 – 140 = 60 gam 2) Độ tan của CuSO4 ở 850C và 120C lần lượt là 87,7g và 35,5g . Khi làm lạnh 1887 gam dung dịch bão hoà CuSO4 từ 800C  120C thì có bao nhiêu gam tinh thể CuSO4.5H2O tách ra khỏi dung dịch. Hướng dẫn : Lưu ý vì chất kết tinh ngậm nước nên lượng nước trong dung dịch thay đổi Ở 850C , 87,7 gam  187,7 gam ddbh có 87,7 gam CuSO4 + 100g H2O 4 CuSO T 

1887g --------------- 887gam CuSO4 + 1000g H2O Gọi x là số mol CuSO4.5H2O tách ra  khối lượng H2O tách ra : 90x (g) Khối lượng CuSO4 tách ra : 160x( gam)

Ở 120C, 35,5 nên ta có phương trình : giải ra x = 4,08 mol 4 CuSO T  887 160x 35,5 1000 90x 100    Khối lượng CuSO4 .5H2O kết tinh : 250  4,08 =1020 gam 3) Cho 0,2 mol CuO tan hoàn toàn trong H2SO4 20% đun nóng, sau đó làm nguội dung dịch đến 100C. Tính khối lượng tinh thể CuSO4. 5H2O đã tách ra khỏi dung dịch, biết rằng độ tan của CuSO4 ở 100C là 14,4 gam/100g H2O. ( ĐS: 30,7 gam ) Hướng dẫn :

CuO + H2SO4  CuSO4 + H2O 0,2 0,2 0,2 0,2 ( mol)

Khối lượng ddH2SO4 : = 98g 0,2 98 100%

20  

Khối lượng CuSO4 tạo ra : 0,2 160 = 32 gam Gọi x là số mol CuSO4.5H2O tách ra  mdd (sau pư ) = (0,2 80) + 98 – 250x ( gam) Vì độ tan của CuSO4 ở 100C là T = 14,4 gam , nên ta có :

giải ra x = 0,1228 mol  gam 32 160x 14,4 112 250x 114,4    CuSO .5H O 4 2 m (KT) 30,7 

4) Có 600 gam dung dịch KClO3 bão hoà ( 200C) nồng độ 6,5% cho bay bớt hơi nước sau đó lại giữ hỗn hợp ở 200C ta được một hỗn hợp có khối lượng chung là 413gam. a) Tính khối lượng chất rắn kết tinh …