Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 92.
Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane schematem:
Do zobojętnienia roztworu zawierającego 3 g mieszaniny KOH i NaOH zużyto 30 cm3 kwasu solnego.
Oblicz, ile procent masowych KOH i NaOH zawierała mieszanina.
Rozwiązanie
Przykłady poprawnych odpowiedzi
Mmieszaniny = 3 g
Vr kwasu = 30 cm3
cm kwasu = 2 mol · dm−3
%KOH, %NaOH
Rozwiązanie:
I sposób
Liczba moli KOH i NaOH
nKOH + nNaOH = nHCl = n
n = 0,03 dm3 · 2 mol · dm−3 = 0,06 mola
Masa KOH
x – masa KOH, y – masa NaOH
x56 + y40 = 0,06
x + y = 3 ⇒ y = 3 – x
x56 + 3 − x40 = 0,06
x = 2,1 ⇒ mKOH = 2,1 g
% KOH i %NaOH
2,1 g3,0 g ⋅ 100% = 70% KOH
100% – 70% = 30% NaOH
II sposób
Liczba moli KOH i NaOH
nKOH + nNaOH = nHCl = n
n = 0,03 dm3 · 2 mol · dm−3 = 0,06 mola
Masa NaOH
x – masa KOH, y – masa NaOH
x56 + y40 = 0,06
x + y = 3 ⇒ x = 3 – y
3 − y56 + y40 = 0,06
y = 0,9 ⇒ mNaOH = 0,9 g
% KOH i %NaOH
0,9 g3,0 g ⋅ 100% = 30% NaOH
100% – 30% = 70% KOH
Odpowiedź: Mieszanina zawierała 70% masowych KOH i 30% masowych NaOH.
Wskazówki
W schemacie doświadczenia i w treści zadania została podana masa mieszaniny NaOH i KOH zawarta w roztworze znajdującym się w zlewce oraz objętość i stężenie molowe roztworu kwasu, którym zobojętniono ten roztwór. Należy pamiętać, że liczba moli jonów H+ jest równa liczbie moli jonów OH–.
W pierwszej kolejności oblicz więc liczbę moli HCl (0,06 mola) jako iloczyn objętości roztworu i stężenia molowego roztworu. Liczba ta jest jednocześnie sumą liczby moli KOH i NaOH. Teraz możesz ułożyć układ dwóch równań. Jako x oznacz masę KOH, a jako y – masę NaOH. W pierwszym równaniu zsumuj liczbę moli KOH i NaOH (0,06 mola), pamiętając, że liczba moli jest równa ilorazowi masy i masy molowej. W drugim równaniu zsumuj masy KOH i NaOH (3 g).
Następnie wyznacz x (masa KOH = 2,1 g) – I sposób lub y (masa NaOH = 0,9 g) – II sposób. Dalej, wiedząc, że masa mieszaniny jest równa 3 g i stanowi 100%, oblicz %KOH (70%) – I sposób lub %NaOH (30%) – II sposób. Na koniec, odejmując uzyskany wynik (%KOH lub %NaOH) od 100% (mieszanina), uzyskasz zawartość procentową drugiego składnika. Należy przyjąć poprawne zaokrąglenia wyników pośrednich i wyniku końcowego oraz pamiętać o podaniu wyniku z odpowiednią jednostką. Pamiętaj, że wynik zależy od przyjętych zaokrągleń.
