Keresés

Keresendő kifejezés:

Toplista

Toplista
  • betöltés...

Segítség!

Ahhoz, hogy mások kérdéseit és válaszait megtekinthesd, nem kell beregisztrálnod, azonban saját kérdés kiírásához ez szükséges!

Kémiai feladat

538
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
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
0
Középiskola / Kémia

Válaszok

1
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.
0