Zadanie 16.
Treść
W temperaturze $T$ do zlewki zawierającej $50{,}0$ g wodnego roztworu jodku potasu o stężeniu równym $2{,}00\%$ dodano $100\ \text{cm}^3$ wodnego roztworu azotanu(V) ołowiu(II) o stężeniu równym $0{,}0300\ \text{mol} \cdot \text{dm}^{-3}$. Przebiegła reakcja wytrącania $\ce{PbI2}$. Otrzymany osad po odsączeniu i wysuszeniu ważył $1{,}24$ g.
Oblicz wydajność reakcji otrzymywania jodku ołowiu(II) w opisanym doświadczeniu w temperaturze $T$.
Pokaż odpowiedź
Wymagania określone w podstawie programowej
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Zdający: 7) wykonuje obliczenia dotyczące praw chemicznych.
I. Atomy, cząsteczki i stechiometria chemiczna. Zdający: 5) dokonuje interpretacji […] ilościowej równania reakcji w ujęciu molowym, masowym […]; 6) wykonuje obliczenia, z uwzględnieniem wydajności reakcji, dotyczące: liczby moli oraz mas substratów i produktów […] po zmieszaniu substratów w stosunku stechiometrycznym […].
V. Roztwory. Zdający: 2) wykonuje obliczenia związane z przygotowaniem […] roztworów z zastosowaniem pojęć: stężenie procentowe […] molowe […].
Zasady oceniania 2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie poprawnej wartości wydajności reakcji (wyrażonej w % albo jako ułamek). 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale: – popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego LUB – podanie wyniku liczbowego z błędną jednostką. ALBO – poprawne obliczenie teoretycznej wartości masy $\ce{PbI2}$. 0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Uwaga: należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń.
Rozwiązanie
Liczba moli $\ce{KI}$:
$2\% = \dfrac{m_{\ce{KI}}}{50\ \text{g}} \cdot 100\%$
$m_{\ce{KI}} = 1{,}00\ \text{g}$
$n_{\ce{KI}} = \dfrac{1{,}00\ \text{g}}{166\ \text{g} \cdot \text{mol}^{-1}} = 0{,}006\ \text{mol}$
Liczba moli $\ce{Pb(NO3)2}$:
$0{,}03\ \text{mol} \cdot \text{dm}^{-3} = \dfrac{n}{0{,}1\ \text{dm}^3} \Rightarrow n_{\ce{Pb(NO3)2}} = 0{,}003\ \text{mol}$
$0{,}003$ mol $\ce{Pb(NO3)2}$ reaguje z $0{,}006$ mol $\ce{KI}$, dając $0{,}003$ mol $\ce{PbI2}$, czyli $1{,}38$ g.
$1{,}38\ \text{g} - 100\%$
$1{,}24\ \text{g} - x$
$x = 90\%$ ALBO $x = 0{,}90$