Номер 631, страница 116 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

631. Насыщенный при 30 °С раствор массой 200 г охладили до 0 °С. Выпавший осадок нитрата серебра отделили от раствора, высушили и взвесили. Масса полученной соли оказалась равной 78,3 г. Рассчитайте практический выход процесса перекристаллизации нитрата серебра, если коэффициент растворимости нитрата серебра при 30 °С равен 274,5 г, а при 0 °С — 122,2 г.

Дано:

$m_{р-ра(исх)} = 200 \text{ г}$

$t_1 = 30 \,^{\circ}\text{С}$

$t_2 = 0 \,^{\circ}\text{С}$

$S_{30\,^{\circ}\text{С}}(AgNO_3) = 274,5 \text{ г/100 г воды}$

$S_{0\,^{\circ}\text{С}}(AgNO_3) = 122,2 \text{ г/100 г воды}$

$m_{практ.} = 78,3 \text{ г}$

Найти:

$\eta$ — ?

Решение:

Практический выход продукта ($\eta$) рассчитывается как отношение практической массы полученного вещества ($m_{практ.}$) к теоретически возможной массе ($m_{теор.}$), выраженное в процентах:

$\eta = \frac{m_{практ.}}{m_{теор.}} \cdot 100\%$

Для решения задачи необходимо рассчитать теоретическую массу осадка нитрата серебра, который выпадает при охлаждении раствора.

1. Определим массу воды и нитрата серебра в исходном насыщенном растворе при $30 \,^{\circ}\text{С}$.

Коэффициент растворимости при $30 \,^{\circ}\text{С}$ равен 274,5 г. Это означает, что в $100 \text{ г} + 274,5 \text{ г} = 374,5 \text{ г}$ насыщенного раствора содержится 274,5 г $AgNO_3$ и 100 г воды.

Найдем массу воды ($m_{воды}$) и массу нитрата серебра ($m_{соли1}$) в 200 г исходного раствора с помощью пропорции:

$m_{воды} = \frac{200 \text{ г} \cdot 100 \text{ г}}{374,5 \text{ г}} \approx 53,405 \text{ г}$

Масса нитрата серебра в исходном растворе:

$m_{соли1} = 200 \text{ г} - 53,405 \text{ г} = 146,595 \text{ г}$

2. Определим массу нитрата серебра ($m_{соли2}$), которая останется в растворе после охлаждения до $0 \,^{\circ}\text{С}$.

Масса воды в растворе не меняется ($m_{воды} \approx 53,405 \text{ г}$). Коэффициент растворимости при $0 \,^{\circ}\text{С}$ равен 122,2 г на 100 г воды.

Рассчитаем массу $AgNO_3$, которая может быть растворена в этом объеме воды при новой температуре:

$m_{соли2} = m_{воды} \cdot \frac{122,2 \text{ г}}{100 \text{ г}} = 53,405 \text{ г} \cdot \frac{122,2}{100} \approx 65,260 \text{ г}$

3. Рассчитаем теоретическую массу выпавшего осадка ($m_{теор.}$).

Она равна разности масс растворенной соли до и после охлаждения:

$m_{теор.} = m_{соли1} - m_{соли2} = 146,595 \text{ г} - 65,260 \text{ г} \approx 81,335 \text{ г}$

4. Рассчитаем практический выход процесса.

Используем найденную теоретическую массу и данную в условии практическую массу осадка ($m_{практ.} = 78,3 \text{ г}$):

$\eta = \frac{78,3 \text{ г}}{81,335 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 96,269\% $

Округлив результат до десятых, получаем 96,3%.

Ответ: практический выход процесса перекристаллизации нитрата серебра составляет 96,3%.