Здравствуйте, уважаемые читатели!
Заканчиваю блок задач на растворимость очень сложной задачей из Белавина. Перед тем, как показать решение этой задачи, предлагаю еще раз заглянуть в тайны кристаллизации из пересыщенных растворов:
Предметом изучения следующего ролика тоже стал кристалл, а именно его микроскопическая структура. На видео – радужные волны, геометрические сады и спиральные песчаные дюны, найденные в ландшафтах кристалла.
https://vimeo.com/214173784
Задача на растворимость из сборника Белавина И.Ю.
Вся логика решения задачи строится на контроле за массой воды в реакционной смеси и определении степени насыщенности конечного раствора относительно ацетата натрия и фенола. Поскольку численной информации недостаточно, то введена переменная х – количество сложного эфира. С помощью этой переменной выражены масса NaHCO3 и масса воды в конечном растворе. Основой для составления главного математического уравнения задачи явилось соотношение между этими величинами и коэффициентом растворимости NaHCO3. Дополнительным усложнением задачи явилось то, что раствор по фенолу оказался пересыщенным. В связи с эти определены массы фенола, выпавшего в осадок, и оставшегося в растворе.
Решение
1 . Некоторое количество фенилового эфира уксусной кислоты обработали при нагревании 120 мл рра NaOH с массовой доле щелочи 20% и плотностью 1,23 г/мл…
а)СН3СООС6Н5+2NaOH=CH3COONa +C6H5ONa (1)
б) n(NaOH)=120*0,2*1,23/40=0,738 моль
в) пусть n (СН3СООС6Н5)=х моль, тогда n CH3COONa=n C6H5ONa=x.
m1(получ. Рра)=120*1,23+136х=147,6+136х
n(NaOH)ост=0,738-2х
m1 (H2O) в растворе =120*1,23*0,8=118,08 г
2. Полученный раствор охладили и в него пропускали углекислый газ до насыщения…
А)C6H5ONa +СО2+Н2О=С6Н5ОН+NaHCO3 (2)
CH3COONa + СО2+Н2О≠
NaOH (ост)+ СО2= NaHCO3(3)
Б) n CO2=x (по реакции 2) + 0,738-2х(по реакции 3)=0,738-х
Б) m2(получ. Рра)=120*1,23+136х+44*(0,738-х)=147,6+136х+32,472-44х=180,072+92х
В) m2(H2O)= m1 (H2O)-18x (по рции2)=118,08-18х
3.Определите состав конечного водного раствора и массу исходного фенилацетата, если известно, что в данных условиях растворимость фенола, ацетата натрия, карбоната натрия и гидрокарбоната натрия в 100 г воды составляют соответственно, 7,9; 19,4; 25 и 9,5 г, а из конечного раствора выпало 38, 18 г NaHCO3.
а)n осажд NaHCO3=38,18/84=0,4545моль
б)n(Na+ в составе растворенных CH3COONa и NaHCO3)=0,738-0,4545=0,2835 моль
т.е n(CH3COONa и NaHCO3) в растворе=0,2835 моль
тогда n( NaHCO3)в рре=0,2835-х,m ( NaHCO3)в рре=84*(0,2835-х)
в) 9,5г NaHCO3 --------100 г воды
84*(0,2835-х)----------118,08-18 х
Тогда:
9,5(118,08-18 х)= 8400(0,2835-х)
1121,76-171х=2381,4-8400х
1259,4=8229х
Х=0,153 моль
Г) m СН3СООС6Н5=0,153*136=20,08 г
Д) состав смеси без осадка NaHCO3:
m ( NaHCO3)в рре=84*(0,2835-х)=84*(0,2835-0,153)=10,962 г
m CH3COONa =82x=82*0,153=12,546 г
m ( С6Н5ОН) =94х=94*0,153=14,382 г
m(H2O)= 118,08-18х=118,08-18*0,153=115,326 г
е) сопоставим соотношения между компонентами и водой с их коэффициентами растворимости:
m CH3COONa/ m(H2O)= 12,546/115,326=0,109. Ks(CH3COONa)=19,4/100=0,194. Раствор ненасыщен, весь ацетат натрия останется в растворе
m С6Н5ОН / m(H2O)= 14,382/115,326=0,125. Ks(С6Н5ОН)=7,9/100=0,079.
Раствор пересыщен по фенолу,
Ж)найдем массу фенола, оставшуюся в растворе
m С6Н5ОН раств=115,326*0,079=9,11 г, тогда
m С6Н5ОН вып в осадок=14,382-9,11=5,272 г
m конечного раствора)= m2(получ. Рра)-38,18-5,272=
=180,072+92х-38,18-5,272 =150,704г
З) w(CH3COONa)=12,546/150,704 =0,083 (8,3%)
w(NaHCO3)=10,962/150,704=0,073 (7,3%)
w(С6Н5ОН)=9,11/150,704=0,061 (6,1%)
Всего Вам доброго!
