* Khi làm lạnh một dung dịch bão hịa chất tan rắn thì độ tan thường giảm xuống, vì vậy cĩ một phần chất rắn khơng tan bị tách ra gọi là phần kết tinh: + Nếu chất kết tinh khơng ngậm nướ
Trang 1TỐN VỀ ĐỘ TAN VÀ TINH THỂ HYĐRAT I- KIẾN THỨC CƠ BẢN:
1)Cơng thức tốn:
ct
H O2
m
m
= × ( gam/ 100g H2O)
C%
100 C%
− ( C% là nồng độ % của dung dịch bão hịa)
S
100 S
+ ( C% là nồng độ % của dung dịch bão hịa)
2) Bài tốn xác định lượng kết tinh.
* Khi làm lạnh một dung dịch bão hịa chất tan rắn thì độ tan thường giảm xuống, vì vậy cĩ một phần chất rắn khơng tan
bị tách ra ( gọi là phần kết tinh):
+ Nếu chất kết tinh khơng ngậm nước thì lương nước trong hai dung dịch bão hịa bằng nhau
+ Nếu chất rắn kết tinh cĩ ngậm nước thì lượng nước trong dung dịch sau ít hơn trong dung dịch ban đầu:
mH O2 ( sau) mH O2 ( H O
2
dd = dd bđ) - m (KT)
* Các bước giải tốn:
TH1: chất kết tinh khơng ngậm nước TH 2: chất kết tinh ngậm nước
B 1 : Xác định mct và mH O2 cĩ trong ddbh ở t0 cao
B 2 : Xác định mct cĩ trong ddbh ở t0 thấp ( lượng nước
khơng đổi)
S
100
B 3 : Xác định lượng chất kết tinh:
KT
m = m (nh iệt độ cao ) m ( − nhiệt độ thấp )
B 1 : Xác định mct và mH O2 cĩ trong ddbh ở t0 cao
B 2 : Đặt số mol của hiđrat bị kết tinh là a (mol)
⇒ m (KT)ct H O
2
và m (KT)
B 3 : Lập phương trình biểu diễn độ tan của dung dịch sau
( theo ẩn a)
ct 2
H O2
m
m
∆
∆
B 4 : Giải phương trình và kết luận.
* Phương pháp giải thơng minh:
Cĩ thể giải được các bài tốn xác định dượng kết tinh bằng phương pháp đường chéo Muốn làm được điều này chúng ta phải đặt giả thiết ngược
z %
Suy ra ta cĩ : m 1 z y
m 2 x z
−
=
Nếu biết khối lượng dung dịch ban đầu thì ta hồn tồn tính được khối lượng chất rắn kết tinh ( dù chất này cĩ ngậm nước hay khơng ngậm nước)
Chú ý:
Muốn xác định kết tủa (của chất ít tan) cĩ tồn tại hay khơng thì cần xét nồng độ của dung dịch thu được đã đến
nồng độ bão hịa hay chưa Nếu chưa thì kết tủa khơng tồn tại, ngược lại thì kết tủa tồn tại
II- BÀI TẬP ÁP DỤNG:
1) Làm lạnh 600g ddbh NaCl từ 900C → 100C thì cĩ bao nhiêu gam tinh thể NaCl tách ra Biết độ tan của NaCl ở 900C và
100C lần lượt là : 50gam ; 35 gam
Hướng dẫn :
* Ở 900C cĩ T = 50 gam nên ta cĩ : 100gam H2O + 50g NaCl → 150g ddbh
⇒ NaCl 600 50
150
×
= = ⇒ mH O2 ( dung môi ) 600 200 400g = − = ( khơng đổi)
* Ở 100C cĩ T = 35 g nên ta cĩ : 100 gam H2O hồ tan được 35 g NaCl
⇒ NaCl 400 35
100
×
Khối lượng NaCl kết tinh : 200 – 140 = 60 gam
Trang 22) Độ tan của CuSO4 ở 850C và 120C lần lượt là 87,7g và 35,5g Khi làm lạnh 1887 gam dung dịch bão hoà CuSO4 từ
800C → 120C thì có bao nhiêu gam tinh thể CuSO4.5H2O tách ra khỏi dung dịch
Hướng dẫn : Lưu ý vì chất kết tinh ngậm nước nên lượng nước trong dung dịch thay đổi
Ở 850C , TCuSO4 =87,7 gam ⇒ 187,7 gam ddbh có 87,7 gam CuSO4 + 100g H2O
1887g -→ 887gam CuSO4 + 1000g H2O Gọi x là số mol CuSO4.5H2O tách ra
⇒ khối lượng H2O tách ra : 90x (g)
Khối lượng CuSO4 tách ra : 160x( gam)
Ở 120C, TCuSO4 =35,5 nên ta có phương trình : 887 160x 35,5
1000 90x 100
− giải ra x = 4,08 mol
Khối lượng CuSO4 5H2O kết tinh : 250 × 4,08 =1020 gam
3) Cho 0,2 mol CuO tan hoàn toàn trong H2SO4 20% đun nóng, sau đó làm nguội dung dịch đến 100C Tính khối lượng tinh thể CuSO4 5H2O đã tách ra khỏi dung dịch, biết rằng độ tan của CuSO4 ở 100C là 14,4 gam/100g H2O ( ĐS: 30,7 gam )
Hướng dẫn :
CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O
0,2 0,2 0,2 0,2 ( mol)
Khối lượng ddH2SO4 : 0, 2 98 100%
20
× ×
= 98g Khối lượng CuSO4 tạo ra : 0,2× 160 = 32 gam
Gọi x là số mol CuSO4.5H2O tách ra ⇒ mdd (sau pư ) = (0,2× 80) + 98 – 250x ( gam)
Vì độ tan của CuSO4 ở 100C là T = 14,4 gam , nên ta có :
32 160x 14, 4
112 250x 114, 4
− giải ra x = 0,1228 mol ⇒ mCuSO 5H O4 2 (KT) 30, 7 = gam
4) Có 600 gam dung dịch KClO3 bão hoà ( 200C) nồng độ 6,5% cho bay bớt hơi nước sau đó lại giữ hỗn hợp ở 200C ta được một hỗn hợp có khối lượng chung là 413gam
a) Tính khối lượng chất rắn kết tinh
b) Tính khối lượng nước và khối lượng KClO3 trong dung dịch còn lại
Hướng dẫn : làm bay hơi bớt nước một dung dịch bão hoà và đưa về nhiệt độ ban đầu thì luôn có xuất hiện chất rắn kết tinh
Đặt khối lượng rắn KT là : x(g) , gọi lượng dung dịch sau khi bay hơi là : y(g)
⇒ hệ pt :
x y 413 6,5y
100
+ =
giải hệ phương trình tìm được x= 13 và y =400
Bài tập tương tự:
5) Có 540 g ddbh AgNO3 ở 100C, đun nóng dd đến 600C thì phải thêm bao nhiêu gam AgNO3 để đạt bảo hoà Biết độ tan AgNO3 ở 100C và 600C lần lượt là 170g và 525gam
6 Xác định lượng kết tinh MgSO4.6H2O khi làm lạnh 1642g ddbh từ 800C xuống 200C Biết độ tan của MgSO4 là 64,2 g ( 800C) và 44,5g (200C)
7) Cho biết nồng độ dd bão hòa KAl(SO4)2 ở 200C là 5,56%
a) Tính độ tan của KAl(SO4)2 ở 200C
b) Lấy m gam dung dịch bão hoà KAl(SO4)2 12H2O ở 200C để đun nóng bay hơi 200g nước, phần còn lại làm lạnh đến
200C Tính khối lượng tinh thể phèn KAl(SO4)2 12H2O kết tinh
8) Cho biết độ tan của CaSO4 là 0,2 gam/100g nước ở nhiệt độ 200C và khối lượng riêng của dung dịch bão hoà CaSO4 ở
200C là D =1g/ml Nếu trộn 50ml dung dịch CaCl2 0,012M với 150ml dung dịch Na2SO4 0,04M ( ở 200C) thì có kết tủa xuất hiện hay không ?
Hướng dẫn : tính nồng độ của CaSO 4 trong dung dịch thu được, nếu bé hơn nồng độ bão hoà thì không có kết tủa ( và ngược lại) Kết quả : không có kết tủa.
9) Ở 120C có 1335gam dung dịch bão hoà CuSO4 Đun nóng dung dịch lên đến 900C Hỏi phải thêm vào dung dịch bao nhiêu gam CuSO4 nữa để được dung dịch bão hoà ở nhiệt độ này
Biết độ tan CuSO4 ở 120C và 900C lần lượt là 33,5g và 80g
(ĐS: 465gam CuSO 4 )
10) Thêm dẫn dung dịch KOH 33,6% vào 40,3ml dung dịch HNO3 37,8% ( D = 1,24 g/ml) đến khi trung hoà hoàn toàn thì thu được dung dịch A Đưa dung dịch A về 00C thì được dung dịch B có nồng độ 11,6% và khối lượng muối tách ra là
m (gam) Hãy tính m và cho biết dung dịch B đã bão hoà chưa ? vì sao ?
ĐS: m = 21,15 gam , dung dịch đã bão hoà vì có m ( gam ) muối không tan thêm được nữa