Độ Tan Của CaSO4 Trong Nước Phụ Thuộc Rất Nhiều Vào Nhiệt độ Và ...

Câu hỏi số 343302: Vận dụng cao

Độ tan của CaSO4 trong nước phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ và môi trường. Trong môi trường chứa muối sunfat tan tốt, ví dụ như Na2SO4 hoặc K2SO4 độ tan của CaSO4 ở 250C phụ thuộc nồng độ Na2SO4 hoặc K2SO4 như sau: CA(CA+ CB) = 2,5×10-5 với CA là độ tan (mol/L) của CaSO4, CB là nồn độ (mol/L) của dung dịch Na2SO4 hoặc K2SO4.

(a) Tính khối lượng CaSO4 có thể hòa tan tối đa trong 10 lít nước tinh khiết ở 250C. G i ả sử khi hòa tan chất rắn, thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể.

(b) Tính khối lượng CaSO4 có thể hòa tan tối đa trong 10 lít dung dịch Na2SO4 0,1M ở 250C. So sánh kết quả với câu (a) và nhận xét.

(c) Đun nóng để làm bay hơi nước có trong 10 lít dung dịch CaSO4 bão hòa trong Na2SO4 0,1M (từ câu (b)), sau đó làm nguội hỗn hợp về 250C thấy có m (g) CaSO4.2H2O tách ra và 5 lít dung dịch CaSO4 bão hòa trong Na2SO4. Tính m.

Quảng cáo

Xem lời giải Câu hỏi:343302 Phương pháp giải

(a) Dựa vào công thức tính độ tan CA2= 2,5×10-5 với CA là độ tan (mol/L) của CaSO4

(b) Dựa vào công thức: CA(CA+ CB) = 2,5×10-5 với CA là độ tan (mol/L) của CaSO4, CB là nồng độ (mol/L) của dung dịch Na2SO4

(c) Tính số mol của Na2SO4 trong 10 lít dd 0,1M suy ra CM Na2SO4 trong 5 lít dung dịch

Dựa vào công thức độ tan, tính độ tan của CaSO4 trong 5 lít dung dịch Na2SO4 bão hòa

→ mCaSO4 kết tinh trong CaSO4.2H2O = mCaSO4 tan trong 10 lít dd Na2CO3 bão hòa - mCaSO4 tan trong 5 lít dd Na2CO3 bão hòa = ?

Từ đó tính được khối lượng kết tinh

Giải chi tiết

(a) Trong nước (1 lít), ở 250C CaSO4 có độ tan:

\({S^2} = 2,{5.10^{ - 5}} \Rightarrow S = \sqrt {2,{{5.10}^{ - 5}}}  = {5.10^{ - 3}}(M)\)

→ Trong 10 lít nước, có thể hòa tan 0,05 mol CaSO4

→ mCaSO4 tan trong 10 lít nước = 0,05× 136 = 6,8 g = m1

(b) Trong 10 lít dd Na2SO4 0,1M, ở 250C CaSO4 có độ tan:

\(S'(S' + 0,1) = 2,{5.10^{ - 5}} \Rightarrow S{'^2} + 0,1S' - 2,{5.10^{ - 5}} = 0 \Rightarrow S' \approx 2,{494.10^{ - 4}}(M)\)

→ Trong 10 lít dd Na2SO4 0,1M, có thể hòa tan 2,494.10-3 mol CaSO4

→ mCaSO4 tan trong 10 lít dd Na2SO4 0,1M = 2,494.10-3× 136 = 0,34g = m2

Ta thấy m2 < m1 → độ tan trong nước của CaSO­4 ảnh hưởng rất nhiều bởi nồng độ SO42- có sẵn trong dung dịch.

(c)

\({n_{N{a_2}S{O_4}}} = 0,1.10 = 1\,mol \to {C_M}{\,_{N{a_2}S{O_4}/5\,lit\,{\rm{dd}}}} = {1 \over 5} = 0,2(M)\)

Ta có độ tan của CaSO4 trong 5 lít dung dịch Na2SO4 0,2M là:

\(S''(S'' + 0,2) = 2,{5.10^{ - 5}} \Rightarrow S'{'^2} + 0,2S'' - 2,{5.10^{ - 5}} = 0 \Rightarrow S'' \approx 1,{2494.10^{ - 4}}(M)\)

→ mCaSO4 tan trong 5 lít dd Na2SO4 0,2M = 1,249.10-4×5×136 = 0,085 (g)

→ mCaSO4 kết tinh trong CaSO4.2H2O = 0,34 - 0,085 = 0,225 (g)

\(\eqalign{ & \to {n_{CaS{O_4}.2{H_2}O}} = {n_{CaS{O_4}\,(trong\,tinh\,the)}} = {{0,255} \over {136}} = 1,{875.10^{ - 3\,}}mol \cr & \to m = {m_{CaS{O_4}.2{H_2}O}} = 1,{875.10^{ - 3\,}}(136 + 18.2) = 0,3225\,(g) \cr} \)