TỐN VỀ ĐỘ TAN VÀ TINH THỂ HYĐRAT I- KIẾN THỨC CƠ BẢN: 1)Cơng thức tốn: ct H O 2 m S 100 m = × ( gam/ 100g H 2 O) C% S 100 100 C% = × − ( C% là nồng độ % của dung dịch bão hòa) S C% 100% 100 S = × + ( C% là nồng độ % của dung dịch bão hòa) 2) Bài tốn xác định lượng kết tinh. * Khi làm lạnh một dung dịch bão hòa chất tan rắn thì độ tan thường giảm xuống, vì vậy có 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 hòa bằng nhau. + Nếu chất rắn kết tinh có ngậm nước thì lượng nước trong dung dịch sau ít hơn trong dung dịch ban đầu: H O H O 2 2 m ( sau) m ( H O 2 dd dd bđ) - m (KT) = * Các bước giải tốn: TH 1 : chất kết tinh khơng ngậm nước TH 2 : chất kết tinh ngậm nước B 1 : Xác định ct m và H O 2 m có trong ddbh ở t 0 cao. B 2 : Xác định ct m có trong ddbh ở t 0 thấp ( lượng nước khơng đổi) ct H O 2 S m m 100 = × B 3 : Xác định lượng chất kết tinh: ct ct KT m m (nh ) m ( )iệt độ cao nhiệt độ thấp= − B 1 : Xác định ct m và H O 2 m có trong ddbh ở t 0 cao. B 2 : Đặt số mol của hiđrat bị kết tinh là a (mol) ⇒ ct m (KT) 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 O 2 m S 100 m ∆ = × ∆ B 4 : Giải phương trình và kết luận. * Phương pháp giải thơng minh: Có 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. Rắn (KT) m 1 C% = x z y− z % ddbh sau m 2 C% = y x z− Suy ra ta có : m z y 1 m x z 2 − = − Nếu biết khối lượng dung dịch ban đầu thì ta hồn tồn tính được khối lượng chất rắn kết tinh ( dù chất này có ngậm nước hay khơng ngậm nước) Chú ý: Muốn xác định kết tủa (của chất ít tan) có tồn tại hay khơng thì cần xét nồng độ của dung dịch thu được đã đến nồng độ bão hòa hay chưa. Nếu chưa thì kết tủa khơng tồn tại, ngược lại thì kết tủa tồn tại. 1 II- BÀI TẬP ÁP DỤNG: 1) Làm lạnh 600g ddbh NaCl từ 90 0 C → 10 0 C thì có bao nhiêu gam tinh thể NaCl tách ra. Biết độ tan của NaCl ở 90 0 C và 10 0 C lần lượt là : 50gam ; 35 gam. Hướng dẫn : * Ở 90 0 C có T = 50 gam nên ta có : 100gam H 2 O + 50g NaCl → 150g ddbh ? ? 600g ⇒ NaCl 600 50 m (tan) 200g 150 × = = ⇒ 2 H O m ( ) 600 200 400gdung moâi = − = ( không đổi) * Ở 10 0 C có T = 35 g nên ta có : 100 gam H 2 O hoà tan được 35 g NaCl 400g → ? ⇒ NaCl 400 35 m (tan) 140g 100 × = = Khối lượng NaCl kết tinh : 200 – 140 = 60 gam 2) Độ tan của CuSO 4 ở 85 0 C và 12 0 C lần lượt là 87,7g và 35,5g . Khi làm lạnh 1887 gam dung dịch bão hoà CuSO 4 từ 80 0 C → 12 0 C thì có bao nhiêu gam tinh thể CuSO 4 .5H 2 O tách ra khỏi dung dịch. Hướng dẫn : Lưu ý vì chất kết tinh ngậm nước nên lượng nước trong dung dịch thay đổi Ở 85 0 C , 4 CuSO T = 87,7 gam ⇒ 187,7 gam ddbh có 87,7 gam CuSO 4 + 100g H 2 O 1887g ---------------→ 887gam CuSO 4 + 1000g H 2 O Gọi x là số mol CuSO 4 .5H 2 O tách ra ⇒ khối lượng H 2 O tách ra : 90x (g) Khối lượng CuSO 4 tách ra : 160x( gam) Ở 12 0 C, 4 CuSO T = 35,5 nên ta có phương trình : 887 160x 35,5 1000 90x 100 − = − giải ra x = 4,08 mol Khối lượng CuSO 4 .5H 2 O kết tinh : 250 × 4,08 =1020 gam 3) Cho 0,2 mol CuO tan hoàn toàn trong H 2 SO 4 20% đun nóng, sau đó làm nguội dung dịch đến 10 0 C. Tính khối lượng tinh thể CuSO 4 . 5H 2 O đã tách ra khỏi dung dịch, biết rằng độ tan của CuSO 4 ở 10 0 C là 14,4 gam/100g H 2 O. ( ĐS: 30,7 gam ) Hướng dẫn : CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O 0,2 0,2 0,2 0,2 ( mol) Khối lượng ddH 2 SO 4 : 0,2 98 100% 20 × × = 98g Khối lượng CuSO 4 tạo ra : 0,2× 160 = 32 gam Gọi x là số mol CuSO 4 .5H 2 O tách ra ⇒ m dd (sau pư ) = (0,2× 80) + 98 – 250x ( gam) Vì độ tan của CuSO 4 ở 10 0 C là T = 14,4 gam , nên ta có : 32 160x 14,4 112 250x 114,4 − = − giải ra x = 0,1228 mol ⇒ CuSO .5H O 4 2 m (KT) 30,7= gam 4) Có 600 gam dung dịch KClO 3 bão hoà ( 20 0 C) nồng độ 6,5% cho bay bớt hơi nước sau đó lại giữ hỗn hợp ở 20 0 C 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 KClO 3 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 x 39 100 + = + = giải hệ phương trình tìm được x= 13 và y =400 2 Bài tập tương tự: 5) Có 540 g ddbh AgNO 3 ở 10 0 C, đun nóng dd đến 60 0 C thì phải thêm bao nhiêu gam AgNO 3 để đạt bảo hoà. Biết độ tan AgNO 3 ở 10 0 C và 60 0 C lần lượt là 170g và 525gam. 6 Xác định lượng kết tinh MgSO 4 .6H 2 O khi làm lạnh 1642g ddbh từ 80 0 C xuống 20 0 C. Biết độ tan của MgSO 4 là 64,2 g ( 80 0 C) và 44,5g (20 0 C). 7) Cho biết nồng độ dd bão hòa KAl(SO 4 ) 2 ở 20 0 C là 5,56% a) Tính độ tan của KAl(SO 4 ) 2 ở 20 0 C b) Lấy m gam dung dịch bão hoà KAl(SO 4 ) 2 .12H 2 O ở 20 0 C để đun nóng bay hơi 200g nước, phần còn lại làm lạnh đến 20 0 C . Tính khối lượng tinh thể phèn KAl(SO 4 ) 2 .12H 2 O kết tinh. 8) Cho biết độ tan của CaSO 4 là 0,2 gam/100g nước ở nhiệt độ 20 0 C và khối lượng riêng của dung dịch bão hoà CaSO 4 ở 20 0 C là D =1g/ml. Nếu trộn 50ml dung dịch CaCl 2 0,012M với 150ml dung dịch Na 2 SO 4 0,04M ( ở 20 0 C) 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 12 0 C có 1335gam dung dịch bão hoà CuSO 4 . Đun nóng dung dịch lên đến 90 0 C. Hỏi phải thêm vào dung dịch bao nhiêu gam CuSO 4 nữa để được dung dịch bão hoà ở nhiệt độ này. Biết độ tan CuSO 4 ở 12 0 C và 90 0 C lần lượt là 33,5g và 80g (ĐS: 465gam CuSO 4 ) 10) Thêm dẫn dung dịch KOH 33,6% vào 40,3ml dung dịch HNO 3 37,8% ( D = 1,24 g/ml) đến khi trung hoà hoàn toàn thì thu được dung dịch A. Đưa dung dịch A về 0 0 C 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 3 . bão hòa) S C% 100% 100 S = × + ( C% là nồng độ % của dung dịch bão hòa) 2) Bài tốn xác định lượng kết tinh. * Khi làm lạnh một dung dịch bão hòa chất tan. phương trình và kết luận. * Phương pháp giải thơng minh: Có thể giải được các bài tốn xác định dượng kết tinh bằng phương pháp đường chéo. Muốn làm được điều