Nasycené roztoky, krystalizace

O kurzu

V úvodu dnešního kurzu si ukážeme vzorce na výpočty spojené s krystalizací. Ve druhé části pak budeme počítat příklady na nasycené roztoky a krystalizaci.

 

1) Vypočtěte hmotnostní zlomky bezvodého síranu sodného a Glauberovy soli \((Na_2SO_4.10H_2O)\) v nasyceném roztoku Glauberovy soli při teplotě \(20\: °C\). Rozpustnost \(Na_2SO_4.10H_2O\) je \(58,3\:g\) na \(100\:g\:H_2O\) a \(M(Na_2SO_4)=142 \:g/mol\) a \(M(Na_2SO_4.10H_2O)=322 \:g/mol\).

 

2) Na jakou hmotnost musíme zahustit roztok, který obsahuje \(112\:g\) Glauberovy soli, aby byl nasycený při \(60 \:°C\)?
Rozpustnost \(Na_2SO_4.10H_2O\) je \(241,4 \:g\:(60 \:°C)\)  na \(100\:g\:H_2O\).

 

3) Nasycený roztok dusičnanu stříbrného obsahuje \(27,4\:g\) vody. Vypočtěte, kolik gramů čistého dusičnanu je rozpuštěno v roztoku, jestliže je nasycený při \(40\: °C\). Jaká je celková hmotnost tohoto roztoku? Rozpustnost \(AgNO_3\) je \(321,9\:g(40\:°C)\) na \(100\:g\:H_2O\)

 

4) Jaké množství vody a chloridu draselného je potřeba na přípravu \(230\:g\) roztoku nasyceného při \(40\: °C\)? Rozpustnost \(KCl\) je \(40,3\:g(40\:°C)\) na \(100\:g\:H_2O\)

 

5) Jaké množství krystalického chloridu draselného je potřeba přidat ke \(165\:g\) roztoku \(KCl\), v němž je hmotnostní       zlomek \(w(KCl)=0,07\), aby vznikl roztok nasycený při \(20\:°C?\) Rozpustnost \(KCl\) je \(34,19\:g(20\:°C)\) na \(100\:g\:H_2O\).

Volná krystalizace

6) Z nasyceného roztoku octanu olovnatého o hmotnosti \(94\:g\) odpaříme \(28 \:g\:H_2O\). Kolik gramů octanu olovnatého vykrystalizuje?
Rozpustnost \(Pb(CH_3COO)_2\) je \(44,39\:g(20\:°C)\) na \(100\:g\:H_2O\).

 

7) Z nasyceného roztoku, který obsahuje \(40\:g\) octanu olovnatého, má být volnou krystalizací získáno \(80\:\%\) látky.
Rozpustnost \(Pb(CH_3COO)_2\) je \(44,39\:g(20\:°C)\) na \(100\:g\:H_2O\).

a) Vypočtěte hmotnost vody, ve které se rozpustí zbývajících \(20\:\%\) octanu.
b) Hmotnost vody, kterou musíme odpařit, abychom získali \(80\:\%\) octanu.
c) Vypočtěte, jaké jsou ztráty, pokud se nám podařilo získat \(30\:g\) krystalů a hmotnost matečného roztoku je \(14\:g\).

 

8) Rušenou krystalizací nasyceného roztoku chloridu hořečnatého z teploty \(100\:°C\) na teplotu \(10\:°C\)  chceme získat \(25\:g\) krystalů \(MgCl_2\). Vypočtěte potřebné navážky (hmotnost vody a chloridu) pro přípravu roztoku nasyceného při \(100\:°C\), který následně ochladíme na \(10\:°C\) . Rozpustnost \(MgCl_2\) je \(73,0\:g(100\:°C)\) a \(53,8\:g(10\:°C)\) na \(100\:g\:H_2O\).

 

9) Roztok dusičnanu stříbrného nasycený při \(100\:°C\) obsahuje \(134\:g\) \(AgNO_3\). Kolik gramů krystalů této soli jsme teoreticky schopni získat rušenou krystalizací z teploty \(100\:°C\) na teplotu \(20\:°C\)?  Rozpustnost \(AgNO_3\) je \(719\:g(100\:°C)\) a \(210\:g(20\:°C)\) na \(100\:g\:H_2O\).

 

10) Roztok obsahující \(127\:g\) \(AgNO_3\) je třeba zahustit na nasycený roztok při \(100\:°C\) a následně provést dvě po sobě jdoucí rušené krystalizace z teploty \(100\:°C\) na teplotu \(20\:°C\). Rozpustnost \(AgNO_3\) je \(719\:g(100\:°C)\) a \(210\:g(20\:°C)\) na \(100\:g\:H_2O\). Uvažujte proces beze ztrát a vypočtěte:

a) Hmotnost roztoku po zahuštění na nasycený při \(100\:°C\).
b) Hmotnost získaných krystalů po první krystalizaci.
c) Hmotnost roztoku po druhém zahuštění.
d) Hmotnost získaných krystalů po druhé krystalizaci.

 

Další příklady k procvičení

11) Máme k dispozici \(135\:g\)  dichromanu draselného. Vypočtěte, kolik vody je potřeba na přípravu nasyceného roztoku při \(60\:°C\).
Rozpustnost \(K_2Cr_2O_7\) je \(43\:g(60\:°C)\) na \(100\:g\:H_2O\).

 

12) Chceme připravit \(350\:g\) nasyceného roztoku zelené skalice (\(FeSO_4.7H_2O\)) při teplotě \(50\:°C\). Vypočtěte navážky zelené skalice a vody na přípravu tohoto roztoku, pokud rozpustnost \(FeSO_4.7H_2O\) je \(149\:g(50\:°C)\) na \(100\:g\:H_2O\).
a) Máme k dispozici čistou a suchou zelenou skalici.
b) Máme k dispozici zelenou skalici, která obsahuje \(7\:\%\) vlhkosti.

 

13) Jedenáctiprocentní roztok \(AgNO_3\) obsahuje \(38\:g\) čisté látky. Kolik vody je nutno odpařit, aby vznikl roztok nasycený při \(20\:°C\)?
Rozpustnost \(AgNO_3\) je  \(210\:g(20\:°C)\) na \(100\:g\:H_2O\).

 

14) Rozpuštěním \(84 \:g\) \(Cu(NO_3)_2.3H_2O\) ve vodě byl připraven roztok nasycený při teplotě \(20\:°C\). Vypočítejte hmotnost vody, která se musí odpařit, abychom získali \(35\:g \) krystalů. Rozpustnost \(Cu(NO_3)_2.3H_2O\) je  \(252\:g(20\:°C)\) na \(100\:g\:H_2O\).

 

15) Z patnáctiprocentního roztoku dusičnanu měďnatého o hmotnosti \(138\:g\)  chceme při teplotě \(20\:°C\) získat \(8\:g\) trihydrátu dusičnanu měďnatého. Kolik vody je třeba odpařit? Kolik gramů hydrátu je celkem v roztoku?                  Rozpustnost \(Cu(NO_3)_2.3H_2O\) je  \(252\:g(20\:°C)\) na \(100\:g\:H_2O\), \(M((CuNO_3)_2)=187,6\:g/mol\) a \(M((CuNO_3)_2.3H_2O)=241,6\:g/mol\)

 

16) Rušenou krystalizací chceme získat \(29\:g\) trihydrátu octanu olovnatého. Vypočtěte navážky, jestliže trihydrát:
a) obsahuje \(13\:\%\) nerozpustných nečistot
b) obshuje \(13\:\%\) vlhkosti
Rozpustnost \(Pb(CH_3COO)_2\) je \(44,39\:g(20\:°C)\) a \(211\:g(50\:°C)\) na \(100\:g\:H_2O\).

 

17) Rušenou krystalizací chceme připravit \(66\:g\) krystalů látky \(B.5H_2O\). Výchozí látka však obsahuje \(22\:\%\) nerozpustných nečistot. Vypočtěte navážky hydrátu i vody. Vypočtěte hmotnostní zlomek bezvodé látky \(B\) v nasyceném roztoku při \(60\:°C\). Rozpustnost látky \(B.5H_2O\) je \(54,3\:g(60\:°C)\) a \(21\:g(20\:°C)\)

 

18) Ve vodném roztoku je \(37\:g\) látky \(KAl(SO_4)_2\). Na jakou hmotnost musíme roztok zahustit, abychom získali roztok nasycený při \(80\:°C\)? Kolik gramů \(KAl(SO_4)_2\) získáme po dvou rušených krystalizacích z teploty \(80\:°C\) na teplotu \(20\:°C\). Rozpustnost látky \(KAl(SO_4)_2\) je \(71,0\:g(80\:°C)\) a \(5,90\:g(20\:°C)\).