Дано:
- Масса воды = 200 г.
- Температура растворения = 80 °C.
- Масса безводного сульфата меди (II) (CuSO4) = 100 г.
- Растворимость сульфата меди (II) при 25 °C = 22,3 г на 100 г воды.
Найти: массу медного купороса (CuSO4 • 5H2O), которая выпадет в осадок при охлаждении раствора до 25 °C.
Решение:
1. Рассчитаем, сколько сульфата меди (II) останется в растворе при 25 °C.
Масса воды = 200 г. Следовательно, по данным о растворимости:
Максимально растворимая масса CuSO4 при 25 °C = (22,3 г / 100 г) × 200 г = 44,6 г.
2. Теперь определим, сколько сульфата меди (II) вырастет в осадок.
Исходно в растворе было 100 г CuSO4. При охлаждении до 25 °C растворится лишь 44,6 г CuSO4.
Масса CuSO4, который выпадет в осадок:
m(осадка CuSO4) = 100 г - 44,6 г = 55,4 г.
3. Переведем массу безводного CuSO4 в массу медного купороса (CuSO4 • 5H2O).
Для этого найдем молярную массу CuSO4:
- Cu = 63,55 г/моль,
- S = 32,07 г/моль,
- O4 = 4 × 16 г/моль = 64 г/моль.
molarnaya massa CuSO4 = 63,55 + 32,07 + 64 = 159,62 г/моль.
Молярная масса кристаллогидрата CuSO4 • 5H2O:
- 5H2O = 5 × (2 × 1 + 16) = 90 г/моль.
m(CuSO4 • 5H2O) = 159,62 + 90 = 249,62 г/моль.
4. Рассчитаем количество моль CuSO4, которое выпадет в осадок:
n(CuSO4) = m / M = 55,4 г / 159,62 г/моль ≈ 0,347 моль.
5. Теперь найдем массу медного купороса (CuSO4 • 5H2O), соответствующую этому количеству молей:
m(CuSO4 • 5H2O) = n × m(CuSO4 • 5H2O) = 0,347 моль × 249,62 г/моль ≈ 86,63 г.
Ответ:
При охлаждении раствора до 25 °C в осадок выпадет примерно 86,63 г медного купороса (CuSO4 • 5H2O).