Дано:
- масса раствора хлорида бария (BaCl2) = 200 г
- температура охлаждения = 10 °С
- растворимость хлорида бария в 100 г воды при 10 °С = 33,7 г
- растворимость хлорида бария в 100 г воды при 60 °С = 46,4 г
- масса выпавшего осадка дигидрата хлорида бария (BaCl2·2H2O) = 20,5 г
Найти:
- практический выход дигидрата хлорида бария
Решение:
1. Вычислим массу BaCl2, которая находилась в растворе при 60 °С.
Для этого найдем массу воды в 200 г раствора:
Пусть x - масса воды в растворе, тогда масса соли составит (200 - x) г.
2. Используем данные о растворимости:
При 60 °С, если 100 г воды растворяет 46,4 г BaCl2, то x г воды растворяет:
(x / 100) * 46,4 г BaCl2
Установим равенство для массы соли:
200 - x = (x / 100) * 46,4
3. Перепишем уравнение:
200 - x = 0,464x
200 = 1,464x
x = 200 / 1,464 ≈ 136,5 г
4. Найдем массу BaCl2 в этом растворе:
Масса BaCl2 = 200 - 136,5 = 63,5 г
5. Теперь найдем, сколько BaCl2 осталось в растворе при 10 °С.
При 10 °С, 100 г воды растворяет 33,7 г BaCl2:
В 136,5 г воды растворяется:
(136,5 / 100) * 33,7 ≈ 46,0 г
6. Тогда масса BaCl2, которая выпала в осадок:
Масса BaCl2 в растворе при 60 °С - масса BaCl2, оставшаяся в растворе при 10 °С:
63,5 - 46,0 = 17,5 г
7. Преобразуем массу BaCl2 в массу дигидрата BaCl2·2H2O:
Молярная масса BaCl2 = 137 + 2*35,5 = 208 г/моль
Молярная масса BaCl2·2H2O = 208 + 2*18 = 244 г/моль
Используем пропорцию:
(масса BaCl2 · 2H2O) / (масса BaCl2) = (244 g/mol) / (208 g/mol)
Масса дигидрата = 17,5 г * (244 / 208) ≈ 21,0 г
8. Рассчитаем практический выход:
Практический выход (%) = (масса полученного продукта / теоретически возможная масса) * 100%
Практический выход (%) = (20,5 г / 21,0 г) * 100% ≈ 97,62%
Ответ:
Практический выход дигидрата хлорида бария составляет примерно 97,62%.