Filter papir dimenzija 5x5 cm i mase 2,2717 g je potopljen u 100 ml rastvora Ba(OH)2 koncentracije 0,05 mol/dm3. Nakon izvesnog vremena,filter papir je izvadjen iz rastvora i stavljen u horizontalnu cev kroz koju je propuštan čist azot sve dok se masa papira više nije menjala (koja sada iznosi 2,3914 g). Zatim je kroz cev cirkularno produvavan uzorak vazduha (isti vazduh je vraćan da teče kroz cev,pri čemu je prolazio kroz sloj anhidrovanog magnezijum-sulfata na izlasku iz cevi),zapremine 500 cm3 (meren pri n.u.),dok masa filter papira nije postala stalna. Nakon ovog eksperimenta,masa filter papira je iznosila 2,3992 g. Odrediti molski procenat ugljen-dioksida u uzorku vazduha.
powered by Drupal
Zadatak spada u srednje
Lep, zanimljiv i srednje zahtevan zadatak.
Evo kako se radi:
Ba(OH)2 + CO2 ---------> BaCO3 + H2O
m(suvog papira)=2,2717g; m(papira sa Ba(OH)2)=2,3914g=> m(Ba(OH)2)=2,3914g-2,2717g=> m(Ba(OH)2)=0,1197g (vazno je ne zaokruzivati na manje od 4 dec. jer je reč o merenju na analitičkoj vagi).
Takođe imamo podatak za masu papira posle provođenja vazduha koji sadrži CO2 u svom sastavu preko papira sa Ba(OH)2 pri čemu u zadatku kazu da je masa papira posle ustaljivanja iznosila 2,3992 g.To znači da je Ba(OH)2 reagovao sa CO2 i da je nastajao BaCO3 i H2O.Voda je isparavala i tek posto smo uklonili svu vodu (apsorpcijom na anhidrovanom MgSO4) masa papira je iznosila 2,3992g tj. to je masa papira sa BaCO3.
Razlika mase Ba(OH)2 i BaCO3 iznosi Δ m= 2,3992g-2,3914g=> Δm=0,0078g.
Šta nama predstavlja to Δm?
To predstavlja povecanje mase Ba(OH)2 posle reakcije sa CO2 kada nastaje BaCO3 tj. matematički to možemo zapisati kao:
m(Ba(OH)2) + m(CO2) -m(H2O-voda koja je apsorbovana) = 0,0078g + m(Ba(OH)2)
Dakle treba samo napisati jednačinu bilansa mase.
Kada se anuliraju m(Ba(OH)2) sa obe strane jednačine dobijemo:
m(CO2) - m(H2O) = 0,0078g
Sada moramo jednačinu sa dve nepoznate (a to su m(CO2) i m(H2O)) svesti na jednačinu sa jednom nepoznatom a to će npr. biti m(CO2):
Iz j-ne vidimo da reakcijom 44g CO2 nastaje 18g vode dok će 1g CO2 dati Xg vode (naravno ovo može elegantnije i brže da se izračuna preko gravimetrijskog faktora):
44gCO2-----18gH2O
1g---------Xg=> m(H2O)=18g/44
E sad, toliko vode nastaje reakcijom 1g CO2 sa barijum-hidroksidom dok će Xg vode nastati reakcijom m(CO2) gde je m(co2) neka nepoznata, bilo koja masa:
1gCO2----18g/44H2O
m(CO2)---Xgvode=> X=18*m(CO2)/44
Na taj način smo uspeli da izrazimo masu vode preko mase CO2 za bilo koju vrednost mase CO2 što u suštini predstavlja gravimetrijski faktor.
Sada to zamenimo u j-nu m(CO2) - m(H2O) = 0,0078g i dobijemo:
m(CO2)-18g*m(CO2)/44=0,0078g => 0,5909g*m(CO2)=0,0078g=> m(CO2)=0,0132g
n(CO2)=0,0132g/44g/mol=>n (CO2)=0,0003mol-a
V(CO2)=0,0067dm3
Znamo da je molski udeo nekog gasa u smeši na n.u. jednak zapreminskom udelu (to se jednostavno dakazuje matematički):
χ(CO2)=φ(CO2)=0,0067dm3/0,5dm3=>χ(CO2)=0,01344
%(CO2)=0,01344*100%=> %(CO2)=1,344%
Dao sam detaljan i opsežan odgovor pokriven delimično teorijom.Nadam se da Vas nisam previše udavio :)
Pozdrav.
"Samo su svemir i ljudska glupost beskonačni.Mada, za ovo prvo i nisam baš siguran."-A.Einstein