Witam, mam problem z zadaniem. Jego treść brzmi następująco:
10g Cynku poddano reakcji z 40 cm3 45%owego roztworu hno3 o gęstości 1,283g/cm3. W tych warunkach hno3 reaguje z cynkiem dwoma równoległymi drogami. Ale tylko 2 droga prowadzi do zmiany stopnia utl. Azotu na (-3) . Analiza chemiczna wykazała, że stężenie procentowe cynku w roztworze wyniosło 16,39%. Napisz równania obureakcji. Ile gramów cynku przereagowało zgodnie z drogą 2? Rozwiązując zadanie, przyjmij, że ewentualne zmiany masy roztworu spowodowane parowaniem wody są zaniedbywalnie małe.
Rozumiem, że 2 droga wygląda następująco:
4Zn+10HNO3 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
A droga pierwsza ( tu właśnie nie jestem pewien, czy przebiega w ten sposób)
3Zn + 8HNO3 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Na razie chciał bym się skupić na tym, gdyż myślę, że dalej dam radę.
Czy ktoś mógł by mi wytłumaczyć, kiedy jaka reakcja zachodzi?
Z góry dziękuję.
patrykk147,
Bardzo Ci dziękuję za przedstawienie tego zadania - bo czekałem na coś takiego.
Niedawno temu rozmawiałem na forum z DMchemik i Giardia Lamblia na temat reakcji określonego metalu z HNO3 - w kontekście reakcji współbieżnych.
Moim zdaniem reakcje piszesz poprawnie.
patrykk147 pisze:Czy ktoś mógł by mi wytłumaczyć, kiedy jaka reakcja zachodzi?
Taka reakcja ( czy też takie reakcje ) zachodzą zawsze w określonych warunkach stężenia i temperatury kwasy HNO3, ale w różnych stosunkach molowych co do produktów. Nie są to reakcje zero-jedynkowe typu tylko to albo tylko tamto.
Zatem przedstaw swoje całościowe rozwiązanie zadania - jesteśmy ciekawi
patrykk147,
.koniec końców nie przedstawiłeś rozwiązania tego zadania.
Zaproponuję zatem od siebie rozwiązanie podobnego:
Próbkę stopu miedzi i cynku o masie 50g poddano reakcji z 2,8 molami stężonego HNO3. Oblicz skład procentowy stopu. Przyjmij zajście następujących reakcji:
Chodziło o to, żeby w tak zmodyfikowanych równaniach pokazać, że użyto 2,8 mol HNO3
Zobaczymy też, że w reakcjach wzięło udział 0,25*n moli Cu oraz (2,8-n)*4/10 moli Zn
Umożliwi to napisanie równania dotyczącego masy stopu:
50 = n*0,25*64 + ( 2,8 – n )*4/10 * 65
Wyliczamy n = 2,28
W reakcji z Cu wzięło udział 2,28 mola HNO3 i na podstawie równania reakcji oznacza, że wzięło udział 0,57 mola Cu, tj. 36,5 g Cu,
a w reakcji z Zn wzięło udział 0,52 mola HNO3 i na podstawie równania reakcji oznacza, że wzięło udział 0,208 mola Zn tj. 13,5 g Zn
Stop składał się z 36,5 g Cu oraz 13,5 g Zn ( 36,5 + 13,5= 50 ) zatem jego skład procentowy jest:
36,5/50*100% = 73 % Cu
13,5/50*100% = 27 % Zn
p.s. co do zajścia przedstawionej reakcji Zn z HNO3 potraktowałem ją jako jedną z możliwości. Moglibyśmy rozważać wydzielenie NO2, NO czy N2O. Chodziło bardziej o przedstawienie sposobu rozwiązania zadania, gdzie współbieżnie zachodzą reakcje z różną redukcją azotu.
A więc tak, Wiemy, że cynk stanowił 16,39% roztworu, Więc możemy obliczyć masę roztworu.
10g*100%/mr = 16,39% mr=61,01g.
Teraz obliczamy masę rozcieńczonego wodą kwasu: 40cm3*1,283g/dm3 = 51,32g
Do otrzymanej masy kwasu dodajemy masę żelaza, i otrzymamy masę wszystkich substratów, które użyjemy do reakcji. 51,32g + 10g =61,32g
Widzimy, że różnica pomiędzy masą substratów, a tą, w której 16,39% stanowi cynk, to masa ulotnionego NO. 61,32g - 61,01g = 0,31g
Musimy obliczyć ile gramów cynku przereagowało drogą 2, więc ze stechometrii reakcji obliczamy najpierw, ile kwasu zostało zużyte na wyprodukowanie 0,31g NO.
(504g * 0,31g) / 60g = 2,604g
Obliczamy masę kwasu azotowego, który bierzemy do reakcji, bez wody: 51,32g *45% = 23,094g
Odejmujemy od całego kwasu tą ilość, która przereagowała drogą 1:
23,094-2,604 = 20,49g
Ten kwas musiał przereagować z cynkiem (którego jest nadmiar w obu reakcjach)
A więc zgodnie ze stechiometrią reakcji : (260g*20,49g)/ 630g = 8,46g
Tyle cynku przereagowało zgodnie z drogą numer 2.
Jeśli są jakieś błędy w rozwiązaniu, lub rozumowaniu, to pisz
patrykk147 pisze:Do otrzymanej masy kwasu dodajemy masę żelaza
oczywiście miałeś na myśli cynk - jest to oczywisty błąd", który także i mnie się zdarza i nie ma wpływu na dalsze rozumowanie ani wyniki.
Poza tym dobrze.