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Aufgabe:Vervollständigen Sie folgende Reaktionsgleichung:

Cr2(SO4)3.. + NaOH → Cr(OH)3 + Na2SO4

Wieviel Liter 40%ige Natronlauge ( = 1,430 g/cm3 bei 20°C) sind erforderlich, um 1,36 kg Chrom(III)-sulfat mit 97,4%iger Reinheit nach dem Auflösen als Chrom(III)-hydroxid auszufällen?

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Fällungsreaktion NaOH mit Chrom(III)-Sulfat

Um die Reaktionsgleichung zu vervollständigen, müssen wir zuerst die korrekten Koeffizienten vor den chemischen Formeln finden.

Die Reaktionsgleichung ausbalancieren:

\(Cr_2(SO_4)_3 + 6NaOH \rightarrow 2Cr(OH)_3 + 3Na_2SO_4\)

Dies zeigt, dass 1 Mol \(Cr_2(SO_4)_3\) mit 6 Mol \(NaOH\) reagiert, um 2 Mol \(Cr(OH)_3\) und 3 Mol \(Na_2SO_4\) zu bilden.

Berechnung der benötigten Natronlauge

Um zu berechnen, wie viel 40%ige NaOH-Lösung erforderlich ist, ermitteln wir zuerst die Menge an Chrom(III)-sulfat, die tatsächlich verwendet wird, mithilfe der vorgegebenen Reinheit:

\(1,36 \, \text{kg} \times 0,974 = 1,325 \, \text{kg} \, \text{oder} \, 1325 \, \text{g}\)

Molmasse von \(Cr_2(SO_4)_3\): \(2 \times 52,00 \, (\text{für Cr}) + 3 \times (32,07 + 4 \times 16,00) \, (\text{für SO}_4)\) ≈ \(400,15 \, \text{g/mol}\)

Mole an \(Cr_2(SO_4)_3\) beteiligt:

\(\frac{1325 \, \text{g}}{400,15 \, \text{g/mol}} \approx 3,31 \, \text{mol}\)

Von der ausbalancierten Reaktionsgleichung wissen wir, dass 6 Mol \(NaOH\) für jedes Mol \(Cr_2(SO_4)_3\) benötigt werden. Also:

\(3,31 \, \text{mol} \times 6 = 19,86 \, \text{mol} \, \text{NaOH}\)

Die Molmasse von \(NaOH\) beträgt etwa \(40,00 \, \text{g/mol}\), also:

\(19,86 \, \text{mol} \times 40,00 \, \text{g/mol} = 794,4 \, \text{g} \, \text{NaOH}\)

Um die Menge der 40%igen NaOH-Lösung zu finden:

Die Masse der NaOH in der Lösung beträgt 40% der Gesamtmasse. Angenommen, \(m\) ist die Gesamtmasse der Lösung in g:

\(0,40 \times m = 794,4 \, \text{g}\)

\(m = \frac{794,4 \, \text{g}}{0,40} = 1986 \, \text{g}\)

Die Dichte der Natronlauge ist \(1,430 \, \text{g/cm}^3\), um das Volumen zu finden:

\(V = \frac{m}{\text{Dichte}} = \frac{1986 \, \text{g}}{1,430 \, \text{g/cm}^3} = 1389,5 \, \text{cm}^3\)

Da \(1 \, \text{Liter} = 1000 \, \text{cm}^3\), entspricht das Volumen an benötigter Natronlauge:

\(1389,5 \, \text{cm}^3 = 1,3895 \, \text{Liter}\)

So sind ungefähr 1,39 Liter einer 40%igen NaOH-Lösung erforderlich, um 1,36 kg Chrom(III)-sulfat (97,4% rein) als Chrom(III)-hydroxid auszufällen.
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