Toplista
- betöltés...
Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!
Kémiai feladat
mdavid12
kérdése
1153
Egy kalcium-karbonátot, nátrium-hidrogén-karbonátot, vízmentes citromsavat (C6H8O7) és glükózt tartalmazó pezsgőtabletta pontos összetételét akartuk meghatározni.
A tablettából egy 1,4 g-os darabot vízbe helyeztünk és megmértük a fejlődő gáz térfogatát: 107 cm3 volt, 25 °C –on és 101 kPa nyomáson.
A visszamaradt tiszta, savas kémhatású oldatból 100,0 cm3 törzsoldatot készítettünk, amelynek 10,00 cm3 –es részletét titráltuk 0,0500 mol/dm3 koncentrációjú EDTA-oldattal (ez az etilén-diamin-tetraecetsav dinátriumsója, amely a kalciumionokkal 1:1 arányban reagálva komplexet képez, ugyanakkor a nátriumionokkal nem reagál). Az EDTA-oldatból 7,12 cm3 fogyott a titráláskor.
A törzsoldat másik, 20,00 cm3es részletét NaOH-oldattal titráltuk. A 0,100 mol/dm3 koncentrációjú oldatból 6,20 cm3 fogyott.
a) Milyen gáz fejlődik, ha a tablettát vízbe tesszük? Írja fel a lejátszódó reakció(k ) egyenletét! (A citromsav háromértékű savként szerepel a reakciókban.)
b) Hány grammot tartal
A tablettából egy 1,4 g-os darabot vízbe helyeztünk és megmértük a fejlődő gáz térfogatát: 107 cm3 volt, 25 °C –on és 101 kPa nyomáson.
A visszamaradt tiszta, savas kémhatású oldatból 100,0 cm3 törzsoldatot készítettünk, amelynek 10,00 cm3 –es részletét titráltuk 0,0500 mol/dm3 koncentrációjú EDTA-oldattal (ez az etilén-diamin-tetraecetsav dinátriumsója, amely a kalciumionokkal 1:1 arányban reagálva komplexet képez, ugyanakkor a nátriumionokkal nem reagál). Az EDTA-oldatból 7,12 cm3 fogyott a titráláskor.
A törzsoldat másik, 20,00 cm3es részletét NaOH-oldattal titráltuk. A 0,100 mol/dm3 koncentrációjú oldatból 6,20 cm3 fogyott.
a) Milyen gáz fejlődik, ha a tablettát vízbe tesszük? Írja fel a lejátszódó reakció(k ) egyenletét! (A citromsav háromértékű savként szerepel a reakciókban.)
b) Hány grammot tartal
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
0
Középiskola / Kémia
Válaszok
1
Neoporteria11
{ Vegyész }
megoldása
a., Mivel mind a kalcium-karbonát, mint a nátrium-hidrogén-karbonát a szénsav sója és a citromsav nála sokkal erősebb sav, ezért - az erősebb sav kiszorítja a gyengébbet elv értelmében - a keletkező gáz a szén-dioxid (CO2).
A lezajlódó reakciók pedig:
3NaHCO3+C3H5O(COOH)3=C3H5O(COONa)3+3H2O+3CO2
3CaCO3+2C3H5O(COOH)3=[C3H5O(COO)3]2Ca3+3CO2+3H2O
b.,
Először számoljuk ki a szén-dioxid anyagmennyiségét. Mivel standard körülmények között dolgozunk, használhatjuk a 24,5 dm3/mol-os moláris térfogatot, így a szén-dioxid anyagmennyisége 0,107/24,5=0,004367 mol. Mivel az oldás után az oldat savas maradt, ez azt jelenti, hogy az összes karbonát elreagált, míg a citromsavból maradt felesleg, tehát a szén-dioxid mennyisége megadja a minta karbonát-tartalmát. De mielőtt ezzel bármit is kezdenénk, menjünk tovább.
A kapott oldatból 100 cm3 törzsoldatot készítettek, majd ebből vettek 10 cm3-et és megtitálták EDTA-val. A 0,05 mólos oldatból 7,12 cm3 fogyott, aminek anyagmennysiége 0,05*0,00712=0,000356 mol. Ez pedig megegyezik a minta kalcium-ion tartalmával, tehát az is ennyi. Viszont azt ne felejtsük el, hogy ez csak 10 cm3, tehát a teljes törzsoldat ennek 10-szeresét tartalmazza, azaz 0,00356 mol kalciumot. Ebből pedig következik, hogy a porminta is ennyit tartalmazott, mégpedig kalcium-karbonát formájában, aminek moláris tömege 100g/mol, így a minta kalcium-karbonát tartalma 0,00356*100=0,356 g (és ez már egy megoldás).
A maradék a citromsav és a nátrium-hidrogénkarbonát. Azt azonban tudjuk, hogy összesen mennyi karbonát volt az oldatban, hiszen annyi szén-dioxid keletkezett. Ebből azonban 0,00356 mol a kalcium-karbonátból származott, tehát a nátrium-hidrogén-karbonátból a kettő különbsége, azaz 0,000807 mol származik. Viszont a nátrium-hidrogén-karbonát is molekulánként egy molekula CO2-t ad, így annak anyagmennyisége is pont ennyi, tehát tömege (moláris tömege: 84 gmol) 0,000807*84=0,0678 g (ez pedig szintén egy eredmény).
Adná magát, hogy a maradék tömeg a citrom.sav, de ne dőljünk be mindennek, lehet hogy nem így van.
Szóval abban már megegyeztünk, hogy a minta feloldása után az oldat savas. Ez azért van, mert több citromsavat kevertek bele, mint amennyi szükséges lett volna, ezt a felesleget pedig még meg is titrálták nekünk. A 100 cm3-es mintából vett 20 cm3-re NaOH-ból 6,2 cm3, 0,1 mol/dm3 fogyott. Namármost. Ez 0,0062*0,1=0,00062 mol NaOH, de a citromsav 3értékű, így annak anyagmennysiége ennek harmada, azaz 0,0002066 mol. De ez csak 20 cm3-ben, tehát összesen ennek ötszöröse mennyiségű felesleges citromsav van az oldatban, tehát 0,001033 mol. De ne felejtsük el azt se, hogy a citromsav egy része elreagált a karbonátokkal, így azt is bele kell számolni. Ha visszamegyünk az egyenletekhez, rájöhetünk, hogy a plusz citromsav megegyezik a nátrium-hidrogén-karbonát anyagmennyiségének harmadával és a kalcium-karbonát anyagmennyiségének 1,5-szörösének összegével. Azaz a minta citromsav tartalma: 0,001033+0,000807/3+1,5*0,00356=0,003676 mol. Ennek tömege pedig 0,706 g.
Tehát a minta áll 0,356 g CaCO3-ból, 0,0678 g NaHCO3-ból és 0,706 g C6H8O7-ből.
A lezajlódó reakciók pedig:
3NaHCO3+C3H5O(COOH)3=C3H5O(COONa)3+3H2O+3CO2
3CaCO3+2C3H5O(COOH)3=[C3H5O(COO)3]2Ca3+3CO2+3H2O
b.,
Először számoljuk ki a szén-dioxid anyagmennyiségét. Mivel standard körülmények között dolgozunk, használhatjuk a 24,5 dm3/mol-os moláris térfogatot, így a szén-dioxid anyagmennyisége 0,107/24,5=0,004367 mol. Mivel az oldás után az oldat savas maradt, ez azt jelenti, hogy az összes karbonát elreagált, míg a citromsavból maradt felesleg, tehát a szén-dioxid mennyisége megadja a minta karbonát-tartalmát. De mielőtt ezzel bármit is kezdenénk, menjünk tovább.
A kapott oldatból 100 cm3 törzsoldatot készítettek, majd ebből vettek 10 cm3-et és megtitálták EDTA-val. A 0,05 mólos oldatból 7,12 cm3 fogyott, aminek anyagmennysiége 0,05*0,00712=0,000356 mol. Ez pedig megegyezik a minta kalcium-ion tartalmával, tehát az is ennyi. Viszont azt ne felejtsük el, hogy ez csak 10 cm3, tehát a teljes törzsoldat ennek 10-szeresét tartalmazza, azaz 0,00356 mol kalciumot. Ebből pedig következik, hogy a porminta is ennyit tartalmazott, mégpedig kalcium-karbonát formájában, aminek moláris tömege 100g/mol, így a minta kalcium-karbonát tartalma 0,00356*100=0,356 g (és ez már egy megoldás).
A maradék a citromsav és a nátrium-hidrogénkarbonát. Azt azonban tudjuk, hogy összesen mennyi karbonát volt az oldatban, hiszen annyi szén-dioxid keletkezett. Ebből azonban 0,00356 mol a kalcium-karbonátból származott, tehát a nátrium-hidrogén-karbonátból a kettő különbsége, azaz 0,000807 mol származik. Viszont a nátrium-hidrogén-karbonát is molekulánként egy molekula CO2-t ad, így annak anyagmennyisége is pont ennyi, tehát tömege (moláris tömege: 84 gmol) 0,000807*84=0,0678 g (ez pedig szintén egy eredmény).
Adná magát, hogy a maradék tömeg a citrom.sav, de ne dőljünk be mindennek, lehet hogy nem így van.
Szóval abban már megegyeztünk, hogy a minta feloldása után az oldat savas. Ez azért van, mert több citromsavat kevertek bele, mint amennyi szükséges lett volna, ezt a felesleget pedig még meg is titrálták nekünk. A 100 cm3-es mintából vett 20 cm3-re NaOH-ból 6,2 cm3, 0,1 mol/dm3 fogyott. Namármost. Ez 0,0062*0,1=0,00062 mol NaOH, de a citromsav 3értékű, így annak anyagmennysiége ennek harmada, azaz 0,0002066 mol. De ez csak 20 cm3-ben, tehát összesen ennek ötszöröse mennyiségű felesleges citromsav van az oldatban, tehát 0,001033 mol. De ne felejtsük el azt se, hogy a citromsav egy része elreagált a karbonátokkal, így azt is bele kell számolni. Ha visszamegyünk az egyenletekhez, rájöhetünk, hogy a plusz citromsav megegyezik a nátrium-hidrogén-karbonát anyagmennyiségének harmadával és a kalcium-karbonát anyagmennyiségének 1,5-szörösének összegével. Azaz a minta citromsav tartalma: 0,001033+0,000807/3+1,5*0,00356=0,003676 mol. Ennek tömege pedig 0,706 g.
Tehát a minta áll 0,356 g CaCO3-ból, 0,0678 g NaHCO3-ból és 0,706 g C6H8O7-ből.
0
- Még nem érkezett komment!