2.6. Lahuse molaarse kontsentratsiooni arvutamine
Nagu sa juba varasematest peatükkidest oled lugenud, on keemias üks põhilisi suurusi , mida kasutatakse erinevates arvutustes. Ainehulga kaudu saame reaktsioonivõrrandite põhjal arvutada, kui palju ainet reageerib või tekib. Samas tegeldakse keemias väga palju lahustega, mida saame mõõta ruumalaühikutes: cm3, dm3, m3. Sellest tulenevalt ongi keemias üks peamisi kasutusel olevaid lahuse kontsentratsiooni väljendusviise ehk . Järgnevast videost saad vaadata, kuidas molaarset kontsentratsiooni arvutatakse, kuidas kasutatakse molaarset kontsentratsiooni ainehulga või siis lahuse ruumala leidmiseks ja reaktsioonivõrrandiga arvutusülesannetes.
Allikas: https://youtu.be/Yykk-G7ww1A
Molaarsus näitab hulka moolides ühes liitris lahuses.
Molaarsus näitab lahustunud aine hulka moolides ühes liitris lahuses ja seda tähistatakse tähega c:
$c=\frac{n}{V}$.
Võrrandis on n ainehulk (ühik , lühend mol) ja V on lahuse ruumala (ühik dm3). Molaarsuse ühikuks on mol/dm3 või lühendina M. Jäta meelde, et V on kogu lahuse ruumala. Kirjaviis 0,5 M tähendab, et 1 liitris (dm3) lahuses sisaldub 0,5 mooli lahustunud ainet. Molaarsuse arvutamiseks on vaja teada ainehulka n ja lahuse ruumala V. Toome ära põhilised valemid, mida võib veel vaja minna.
Ainehulga arvutamise valemid:
$n=\frac{m}{M}$
n – ainehulk (ühik mool, lühend mol)
m – aine mass (ühik gramm)
M – (ühik g/mol)
$n=\frac{N}{N_{A}}$
N – osakeste arv (ühik osakene)
NA – , mille väärtus on 6,02 × 1023 osakest/mol
$n=\frac{V}{V_{m}}$
V – aine ruumala (ühik dm3)
Vm – (väärtus 22,4 dm3/mol normaaltingimustel)
Tiheduse kaudu lahuse ruumala arvutamine:
$V=\frac{m}{\rho}$
m – kogu lahuse mass, m(lahus) = m(aine) + m() (ühik gramm)
ρ – lahuse tihedus (ühik g/cm3).
Näidisülesanne 1. Molaarse kontsentratsiooni arvutamine
| 1. Loe ülesande tekst mõttega läbi. | 250 cm3 lahust sisaldab 10 g NaOH-d. Arvuta lahuse molaarne kontsentratsioon. |
| 2. Jooni tekstis alla kõik arvud. |
Arvuta 250 cm3 lahust sisaldab 10 g NaOH-d. Arvuta lahuse molaarne kontsentratsioon. |
| 3. Omista arvule kindel füüsikaline suurus. Seda on lihtne teha näiteks ühiku alusel. | 250 cm3 on lahuse ruumala, 10 g on aine mass. |
| 4. Kirjuta välja andmed ning otsitav suurus. |
V(lahus) = 250 cm3 m(aine) = 10 g c = ? |
|
5. Kirjuta välja valemid ning vajadusel avalda valemist otsitav suurus. |
$c=\frac{n}{V}$ Ainehulga saad arvutada valemist $n=\frac{m}{M}$ |
| 6. Asenda valemitesse arvud ning arvuta. |
Ainehulga arvutamiseks leia kõigepealt NaOH molaarmass: M(NaOH) = 23 + 1 + 16 = 40 g/mol $n=\frac{m}{M}=\frac{10g}{40g/mol}=0,25mol$ Molaarse kontsentratsiooni valemis peab lahuse ruumala olema dm3: V(lahus) = 250 cm3 = 0,250 dm3 $c=\frac{n}{V}=\frac{0,25 mol}{0,25 dm^{3}}=1\frac{mol}{dm^{3}}=1M$ |
1.1 Arvuta lahuse molaarne kontsentratsioon, kui 1,50 l lahusesse on lisatud 1,45 mol KCl. Anna vastus täpsusega kaks kohta pärast koma.
Vastus: 0,97 M
Lahendus: Teada on ruumala V = 1,50 l ja moolide arv n = 1,45 mol. Neist saame arvutada molaarse kontsentratsiooni c:
(c = {n over V}={1.45 mol over 1.50l}≈0,97 M)
1.2 Arvuta lahuse molaarne kontsentratsioon, kui 10 ml lahusesse on lisatud 5,65 mmol Br2. Anna vastus täpsusega kaks kohta pärast koma.
Vastus: 0,57 M
Lahendus: Teada on ruumala V = 10 ml ja moolide arv n = 5,65 mmol. Neist saame arvutada molaarse kontsentratsiooni c:
(c = {n over V}={5.65mmol over 10ml}={5.65mol over 10l}≈0,57 M)
1.3 Arvuta lahuse molaarne kontsentratsioon, kui 1575 l lahusesse on lisatud 20,54 kg Al(NO3)3. Anna vastus täpsusega kaks kohta pärast koma.
Vastus: 0,06 M
Lahendus: Teada on ruumala V = 1575 l ja aine mass m = 20,54 kg. Molaarse kontsentratsiooni leidmiseks tuleb esmalt arvutada moolide arv n:
M[Al(NO3)3] = 213 g/mol
(n = {m over M}={20540g over 213g/mol}=96.43mol)
Nüüd saab leida molaarse kontsentratsiooni c:
(c = {n over V}={96.43mol over 1575l}≈0,06 M)
1.4 Arvuta lahuse molaarne kontsentratsioon, kui 1 l lahust sisaldas 0,515 g väävelhapet. Anna vastus täpsusega kolm kohta pärast koma.
Vastus: 0,005 M
Lahendus: Teada on ruumala V = 1 l ja aine mass m = 0,515 g. Molaarse kontsentratsiooni leidmiseks tuleb esmalt arvutada moolide arv n:
M(H2SO4) = 98 g/mol
(n = {m over M}={0.515g over 98g/mol}=0.005mol)
Nüüd saab leida molaarse kontsentratsiooni c:
(c = {n over V}={0.005mol over 1l}=0,005 M)
1.5 1 l piimas on 1,0 g Ca2+ ioone. Mis on Ca2+ molaarne kontsentratsioon piimas? Anna vastus täpsusega kolm kohta pärast koma.
Vastus: 0,025 M
Lahendus: Teada on ruumala V = 1 l ja Ca2+ ioonide mass m = 1,0 g. Molaarse kontsentratsiooni leidmiseks tuleb esmalt arvutada moolide arv n:
M(Ca2+) = 40 g/mol
(n = {m over M}={1.0g over 40g/mol}=0.025mol)
Nüüd saab leida molaarse kontsentratsiooni c:
(c = {n over V}={0.025mol over 1l}=0,025 M)
Näidisülesanne 2. Lahuse ruumala arvutamine
| 1. Loe ülesande tekst mõttega läbi. | Mitu ml 3,5 M soolhappe lahust tuleb võtta, et see sisaldaks 5 g puhast HCl-i? |
| 2. Jooni tekstis alla kõik arvud. | Mitu ml 3,5 M soolhappe lahust tuleb võtta, et see sisaldaks 5 g puhast HCl-i? |
| 3. Omista arvule kindel füüsikaline suurus. Seda on lihtne teha näiteks ühiku alusel. | 3,5 M on lahuse molaarsus, 5 g on puhta HCl mass. |
| 4. Kirjuta välja andmed ning otsitav suurus. |
c = 3,5 M m(aine) = 5 g V(lahus) = ? |
| 5. Kirjuta välja valemid ning kui vaja, avalda otsitav suurus. |
$c=\frac{n}{V}$
Avalda valemist lahuse ruumala $V=\frac{n}{c}$. |
| 6. Asenda valemitesse arvud ning arvuta. |
M(HCl) = 1+ 35,5 = 36,5 g/mol $n=\frac{m}{M}=\frac{5 g}{36,5 g/mol}=0,14 mol$ $V=\frac{n}{c}=\frac{0,14 mol}{3,5 mol/dm^{3}}=0,04 dm^{3}=40 cm^{3}(ml)$ |
2.1. 1,0 M Fe(NO3)3 lahus sisaldab 10 g ainet. Arvuta lahuse ruumala milliliitrites. Anna vastus täisarvuna.
Vastus: 41 ml
Lahendus: Teada on aine mass m = 10 g ja selle molaarne kontsentratsioon c = 1,0 M. Kui kontsentratsioon on teada, siis ruumala leidmiseks on veel vaja teada moolide arvu. Seda saab Fe(NO3)3 massi abil leida:
M[Fe(NO3)3] = 242 g/mol
(n = {m over M}={10g over 242g/mol}=0.041mol)
Nüüd saab leida lahuse ruumala V:
(V = {n over c}={0.041mol over 1.0M}=0.041l =41ml)
2.2. 1,22 M lahuse lahjendamisel saadi 0,17 liitrit 0,36 M C3H7OH lahust. Arvuta esialgse lahuse ruumala? Anna vastus täpsusega kaks kohta pärast koma.
Vastus: 0,050 l
Lahendus: Lahuste lahjendamise ülesannetes on abiks asjaolu, et lahjendamisel lisatakse lahustit, kuid aine (selles ülesandes C3H7OH) moolide arv n jääb mõlemas lahuses samaks. Seega tuleb leida moolide arv lõpplahuses ja hiljem selle alusel arvutada alglahuse ruumala.
Lõpplahuse andmed on teada: Vlõpp = 0,17 l, clõpp = 0,36 M; leiame moolide arvu n:
n = Vlõpp × clõpp = 0,17 l × 0,36 M = 0,0612 mol
Kuna see on moolide arv ka alglahuses, saame nüüd arvutada esialgse lahuse ruumala:
(V_{alg} = {n over c_{alg}}={0.0612mol over 1.22M}=0.05l )
2.3. 15 mg Na2SO4 sisaldus 0,6 M lahuses. Kui suur on lahuse ruumala milliliitrites? Anna vastus täpsusega kolm kohta pärast koma.
Vastus: 0,176 ml
Lahendus: Teada on kontsentratsioon c = 0,6 M ja aine mass m = 15 mg. Lahuse ruumala leidmiseks tuleb esmalt arvutada moolide arv n:
M(Na2SO4) = 142 g/mol = 142 mg/mmol
(n = {m over M}={15mg over 142g/mol}=0.1056mmol)
Nüüd saab leida lahuse ruumala V:
(V = {n over c}={0.1056mmol over 0.6mmol/ml}=0.176ml )
2.4. Mitmes ml lahuses peaks lahustama 250 kg NaNO3, et lahuse kontsentratsioon oleks 5 M? Anna vastus täisarvuna.
Vastus: 588235 ml
Lahendus: Teada on NaNO3 mass m = 250 kg ja soovitav kontsentratsioon c = 5 M. Lahuse ruumala leidmiseks tuleb jällegi esmalt arvutada moolide arv n:
M(NaNO3) = 85 g/mol
(n = {m over M}={250000g over 85g/mol}=2941.1765mol)
Nüüd saab leida lahuse ruumala V:
(V = {n over c}={2941.1765mol over 5M}=588.235l=588235ml)
Näidisülesanne 3. Ainehulga arvutamine
| 1. Loe ülesande tekst mõttega läbi. | Mitu mooli väävelhapet sisaldub 500 ml 0,15 M H2SO4 lahuses? |
| 2. Jooni tekstis alla kõik arvud. | Mitu mooli väävelhapet sisaldub 500 ml 0,15 M H2SO4 lahuses? |
| 3. Omista arvule kindel füüsikaline suurus. Seda on lihtne teha näiteks ühiku alusel. | 500 ml on kogu lahuse ruumala, 0,15 M on lahuse molaarne kontsentratsioon. |
| 4. Kirjuta välja andmed ning otsitav suurus. |
V(lahus) = 500 ml c = 0,15 M n(H2SO4) = ? |
| 5. Kirjuta välja valemid ning kui vaja, avalda valemist otsitav suurus. | Lahuse molaarsest kontsentratsioonist saame avaldada otsitava suuruse, ainehulga n = c × V. |
| 6. Asenda valemitesse arvud ning arvuta. |
Teisenda lahuse ruumala dm3-teks V(lahus) = 500 ml = 0,5 dm3 n = c × V = 0,15 mol/dm3 × 0,5 dm3 = 0,075 mol |
3.1. Mitu mooli ja mitu grammi ammooniumsulfaati sisaldub 150 cm3 0.5 M (NH4)2SO4 lahuses? Vastust ära ümarda.
Vastus: 0,075 mol ja 9,9 g
Lahendus: Teada on ruumala V = 150 cm3 ja kontsentratsioon c = 0,5 M. Neist saame arvutada moolide arvu n:
n = V × c = 0,15 dm3 × 0,5 M = 0,075 mol
Seda teades saab arvutada (NH4)2SO4 massi:
M[(NH4)2SO4] = 132 g/mol
m = n × M = 0,075 mol × 132 g/mol = 9,9 g
3.2. Kui suur on ainehulk, mis on lahustatud 25 ml 0,4 mol/dm3 lahuses?
Vastus: 0,01 mol
Lahendus: Teada on ruumala V = 25 ml ja molaarne kontsentratsioon c = 0,4 mol/dm3. Neist saame arvutada ainehulga n:
n = V × c = 25 cm3 × 0,4 mol/dm3 = 0,025 dm3 × 0,4 mol/dm3 = 0,01 mol
3.3. Mitu mooli väävelhapet on 2 l 18,5 M väävelhappe lahuses?
Vastus: 37 mol
Lahendus:Teada on ruumala V = 2 l ja molaarne kontsentratsioon c = 18,5 M. Neist saame arvutada moolide arvu n:
n = V × c = 2 l × 18,5 mol/l = 37 mol
3.4. Mitu mooli FeSO4 on 325 ml 1,8 × 10−6 M FeSO4 lahuses? Vastust ära ümarda.
Vastus: 0,000000585 mol
Lahendus: Teada on lahuse ruumala V = 325 ml ja molaarne kontsentratsioon c = 1,8×10−6 M. Neist saame arvutada moolide arvu n:
n = V × c = 0,325 l × 1,8 × 10–6 mol/l = 0,000000585 mol
Näidisülesanne 4. Ioonide kontsentratsioonide arvutamine
| 1. Loe ülesande tekst mõttega läbi. | CaCl2 on tugev ning dissotsieerub täielikult. 50 ml CaCl2 lahuses oli lahustatud 0,2 mol CaCl2. Arvuta lahusesse tekkinud Ca2+ ja Cl– ioonide kontsentratsioon lahuses. |
| 2. Jooni tekstis alla kõik arvud. | CaCl2 on tugev elektrolüüt ning dissotsieerub täielikult. 50 ml CaCl2 lahuses oli lahustatud 0,2 mol CaCl2. Aruta lahusesse tekkinud Ca2+ ja Cl– ioonide kontsentratsioon lahuses. |
| 3. Omista arvule kindel füüsikaline suurus. Seda on lihtne teha näiteks ühiku alusel. | 50 ml on kogu lahuse ruumala, 0,2 mol on lahuses sisalduv CaCl2 aine hulk. |
| 4. Kirjuta välja andmed ning otsitav suurus. |
V(lahus) = 50 ml n = 0,2 mol c(Ca2+) =? c(Cl–) = ? |
| 5. Kirjuta välja valemid ning kui vaja, avalda valemist otsitav suurus. | $c=\frac{n}{V}$ |
| 6. Asenda valemitesse arvud ning arvuta. |
Kirjutame välja dissotsiatsioonivõrrandi: CaCl2 → Ca2+ + 2 Cl– Võrrandist on näha, et ühe mooli CaCl2 dissotsieerumisel tekib 1 mool Ca2+ ja 2 mooli Cl–. Ülesande alusel lisati lahusesse 0,2 mooli soola, seega saab tekkida 1 $\times $ 0,2 mooli Ca2+ ja 2 $\times $ 0,2 mooli Cl–. Enne molaarse kontsentratsiooni arvutamist teisendame lahuse ruumala. V(lahus) = 50 ml = 0,05 dm3 $c(Ca^{2+})=\frac{n}{V}=\frac{0,2 mol}{0,05 dm^{3}}=4\frac{mol}{dm^{3}}=4M$ $c(Cl^{-})=\frac{n}{V}=\frac{0,4 mol}{0,05 dm^{3}}=8\frac{mol}{dm^{3}}=8M$ |
4.1. 500 ml lahusesse oli lisatud 0,2 mol CaCl2 ja 0,7 mol HCl. Arvuta kloriidioonide ja vesinikioonide kontsentratsioon lahuses. Anna vastus täpsusega üks koht pärast koma.
Vastus: 2,2 M; 1,4 M
Lahendus: Teada on lahuse ruumala V = 500 ml, CaCl2 moolide arv n(CaCl2) = 0,2 mol ja HCl moolide arv n(HCl) = 0,7 mol. Vaja on leida c(Cl–) ja c(H+).
Kirjutame välja kummagi ühendi dissotsiatsioonivõrrandid:
1) CaCl2 → Ca2+ + 2Cl–
2) HCl → H+ + Cl–
Võrrandist 1) näeme, et 1 mooli CaCl2 dissotsieerumisel tekib 2 mooli kloriidioone. Seega tekib 0,2 mol CaCl2 dissotsiatsioonil 2×0,2 = 0,4 mol kloriidioone.
Võrrandi 2) põhjal saame öelda, et HCl dissotsiatsioonil tekib 1×0,7 = 0,7 mol kloriidioone. Vesinikioone tekib sama palju, seega n(H+) = 0,7 mol.
Kloriidioone on kokku n(Cl–) = 0,4 + 0,7 = 1,1 mol.
Ioonide ainehulki teades saame arvutada nende kontsentratsioonid lahuses.
(c(Cl^-)={n over V}={1.1mol over 0.5l}=2.2M)
(c(H^+)={n over V}={0.7mol over 0.5l}=1.4M)
4.2. Arvuta fosfaatioonide ja kaaliumioonide ainehulk ning molaarne kontsentratsioon 200 ml 0,4 M kaaliumfosfaadi täielikul dissotsiatsioonil. Lõppvastuseid ära ümarda.
Vastus: 0,24 mol; 1,2 M; 0,08 mol; 0,4 M
Lahendus: Teada on lahuse ruumala V = 200 ml ja K3PO4 molaarne kontsentratsioon c(K3PO4) = 0,4 M. Neist saame leida K3PO4 moolide arvu:
n = V × c = 0,2 l × 0,4 mol/l = 0,08 mol
Kirjutame välja K3PO4 dissotsiatsioonivõrrandi:
K3PO4 → 3K+ + PO43-
Võrrandist näeme, et dissotsiatsioonil tekkivate kaaliumioonide moolide arv on kolm korda suurem kui dissotsieerumata soola ja fosfaatioonide omad. Seega n(K+) = 3×0,08 = 0,24 mol ja n(PO43-) = 0,08 mol.
Ainehulki teades saame leida ka ioonide molaarsed kontsentratsioonid:
(c(K^+)={n over V}={0.24mol over 0.2l}=1.2M)
(c(PO^{-3}_4)={n over V}={0.08mol over 0.2l}=0.4M)
4.3. Arvuta kui palju bromiidioone ja magneesiumi ioone tekib 400 ml 0,15 M magneesiumbromiidi täielikul dissotsieerumisel. Anna vastus ühe koma koha täpsusega.
Vastus: N(Mg2+)= 3,6 × 1022, N(Br−)= 7,2 × 1022
Lahendus: Teada on lahuse ruumala V = 400 ml ja MgBr2 molaarne kontsentratsioon c(MgBr2) = 0,15 M. Neist saame leida MgBr2 moolide arvu:
n = V × c = 0,4 l × 0,15 mol/l = 0,06 mol
Kirjutame välja MgBr2 dissotsiatsioonivõrrandi:
MgBr2 → Mg2+ + 2Br–
Võrrandist näeme, et dissotsiatsioonil tekkivate kloriidioonide moolide arv on kaks korda suurem kui dissotsieerumata soola ja magneesiumioonide omad. Seega n(Mg2+) = 1×0,06 = 0,06 mol ja n(Br–) = 2×0,06 = 0,12 mol.
Osakeste arvu leidmiseks tuleb ainehulgad läbi korrutada Avogadro arvuga NA:
N(Mg2+) = n × NA = 0,06 mol × 6,02 × 1023 aatomit/mol = 3,6×1022
N(Br–) = n × NA = 0,12 mol × 6,02 × 1023 aatomit/mol = 7,2×1022
4.4. 0,250 l lahusesse oli lisatud 0,2 mol väävelhapet ja 0,5 mol alumiiniumsulfaati. Arvuta alumiiniumi ioonide ja sulfaatioonide kontsentratsioon lahuses. Lõppvastuseid ära ümarda.
Vastus: 6,8 M; 4 M
Lahendus: Teada on lahuse ruumala V = 0,25 l, H2SO4 moolide arv n(H2SO4) = 0,2 mol ja Al2(SO4)3 moolide arv n[Al2(SO4)3] = 0,5 mol. Kirjutame välja kummagi ühendi dissotsiatsioonivõrrandid:
1) H2SO4 → 2H+ + SO42–
2) Al2(SO4)3 → 2Al3+ + 3SO42–
Võrrandi 1) järgi näeme, et kui n(H2SO4) = 0,2 mol, siis n(H+) = 2×0,2 = 0,4 mol ja n(SO42–) = 0,2 mol. Võrrandi 2) järgi näeme, et kui n(Al2(SO4)3) = 0,5 mol, siis n(Al3+) = 2×0,5 = 1,0 mol ja n(SO42–) = 3×0,5 = 1,5 mol.
Sulfaatioone on kokku n(SO42–) = 0,2 + 1,5 = 1,7 mol ja alumiiniumiioone n(Al3+) = 1,0 mol. Nüüd saab leida kummagi molaarsed kontsentratsioonid:
(c(Al^{3+})={n over V}={1.0mol over 0.25l}=4M)
(c(SO^{2-}_4)={n over V}={1.7mol over 0.25l}=6.8M)
Näidisülesanne 5. Reaktsioonivõrrandi abil ainehulga või ruumala arvutamine
| 1. Loe ülesande tekst mõttega läbi. | Mitu ml 1,5 M H2SO4 lahust on vaja 2 M 15 ml NaOH lahuse neutraliseerimiseks? |
| 2. Jooni tekstis alla kõik arvud. | Mitu ml 1,5 M H2SO4 lahust on vaja 2 M 15 ml NaOH lahuse neutraliseerimiseks? |
| 3. Omista arvule kindel füüsikaline suurus. Seda on lihtne teha näiteks ühiku alusel. | 1,5 M on väävelhappe lahuse molaarne kontsentratsioon, 2 M on NaOH lahuse molaarne kontsentratsioon ja 15 ml on NaOH lahuse kogus. |
| 4. Kirjuta välja andmed ning otsitav suurus. |
c(H2SO4) = 1,5 M c(NaOH) = 2 M V(NaOH) = 15 ml = 0,015 dm3 V(H2SO4) = ? |
| 5. Kirjuta välja valemid ning kui vaja, avalda valemist otsitav suurus. |
Koostame reaktsioonivõrrandi: 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O Reaktsioonivõrrandi alusel on näha, et 2 mooli NaOH-ga reageerib üks mool H2SO4 . Nüüd vaatame, mitu mooli ainet on antud ülesandes. Moolide arvu arvutame molaarse kontsentratsiooni ja aine ruumala alusel $c=\frac{n}{V}$ ja n(NaOH) = c × V Väävelhappe ruumala arvutamiseks kasutame valemit $V=\frac{n}{c}$ |
| 6. Asenda valemitesse arvud ning arvuta. |
Kirjutame reaktsioonivõrrandi H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O H2SO4 ja NaOH moolsuhe on 1 : 2. Ülesandes antud andmete alusel n(NaOH) = c $\times $ V = 2 mol/dm3 $\times $ 0,015 dm3 = 0,03 mol Järelikult väävelhappe moolide arv on: $n(H_{2}SO_{4})=\frac{1}{2}\times 0,03 mol=0,015 mol$ Arvutame väävelhappe ruumala $V(H_{2}SO_{4})=\frac{n}{c}=\frac{0,015 mol}{1,5 mol/dm^{3}}=0,01dm^{3}=10cm^{3}(ml)$ |
5.1. Mitu mooli ja mitu grammi kaaliumnitraati tekib, kui tahkele kaaliumkarbonaadile lisati 30 ml 0,2 M lämmastikhappe lahust?
Vastus: 0,006 mol; 0,6 g
Lahendus: Kirjutame välja ja tasakaalustame reaktsioonivõrrandi:
K2CO3 + 2 HNO3 → 2 KNO3 + CO2 + H2O
Kuna teada on lämmastikhappe lahuse ruumala V = 30 ml ja selle kontsentratsioon c(HNO3) = 0,2 M, saame leida selle moolide arvu n:
n = V × c = 0,03 l × 0,2 mol/l = 0,006 mol
Reaktsioonivõrrandist näeme, et HNO3 ja KNO3 moolsuhe on 1:1. Seega tekib ka KNO3 0,006 mol. Nüüd saame arvutada molaarmassi ja massi:
M(KNO3) = 101 g/mol
m = n × M= 0,006 mol × 101 g/mol = 0,606 g ≈ 0,6 g
5.2. Valati kokku 50 cm3 1,5 M kaaliumhüdroksiid lahust ja 0,035 dm3 2 M fosforhappe lahust. Mitu mooli ja grammi kaaliumfosfaati tekib?
Vastus: 0,025 mol; 5,3 g.
Lahendus: Kirjutame välja ja tasakaalustame reaktsioonivõrrandi:
3 KOH + H3PO4 → K3PO4 + 3 H2O
Olemasolevate andmete põhjal tuleb leida reageerivate kaaliumhüdroksiidi ja fosforhappe ainehulgad.
n(KOH) = VKOH × cKOH = 0,05 l × 1,5 M = 0,075 mol
n(H3PO4) = VH34PO × cH34PO = 0,035 l × 2 M = 0,07 mol
Reaktsioonivõrrandi järgi on KOH ja H3PO4 moolsuhe 3:1, kokku valatud ainehulkade suhe aga 0,075:0,07. Seega on H3PO4 ülehulgas ja arvutused teeme KOH järgi.
Kui 3 mooli KOH reageerimisel tekib 1 mool K3PO4, siis 0,075 mol KOH puhul tekib n=0,075/3=0,025 mol K3PO4. Selle ainehulga massi saab juba leida:
M(K3PO4) = 212 g/mol
m = n × M = 0,025 mol × 212 g/mol = 5,3 g
5.3. Mitu dm3 1,5 M kaaliumhüdroksiidi lahust on vaja võtta, et täielikult neutraliseerida 0,400 dm3 1 M lämmastikhappe lahus? Anna vastus täpsusega kaks kohta pärast koma.
Vastus: 0,27 dm3
Lahendus: Kirjutame välja ja tasakaalustame reaktsioonivõrrandi:
KOH + HNO3 → KNO3 + H2O
Kuna teada on lämmastikhappe lahuse ruumala V = 0,4 dm3 ja selle kontsentratsioon c(HNO3) = 1 M, saame leida moolide arvu n:
n = V × c = 0,4 l × 1 mol/l = 0,4 mol
Reaktsioonivõrrandi järgi reageerivad KOH ja HNO3 moolsuhtega 1:1, seega on ka KOH moolide arv 0,4 mol. Kuna teame selle molaarset kontsentratsiooni c(KOH) = 1,5 M, saame arvutada KOH lahuse ruumala:
(V = {n over c}={0.4mol over 1.5M}=0.266…≈0.27dm^3)
5.4. Mitu dm3 0,3 M baariumhüdroksiidi lahust on vaja võtta, et täielikult neutraliseerida 0,25 dm3 0,25 M vesinikkloriidhappe lahus? Anna vastus täpsusega kaks kohta pärast koma.
Vastus: 0,10 dm3
Lahendus: Kirjutame välja ja tasakaalustame reaktsioonivõrrandi:
Ba(OH)2 + 2 HCl → BaCl2 + 2 H2O
Kuna teada on vesinikkloriidhappe lahuse ruumala V = 0,25 dm3 ja selle kontsentratsioon c(HCl) = 0,25 M, saame leida moolide arvu n:
n = V × c = 0,25 l × 0,25 mol/l = 0,0625 mol
Reaktsioonivõrrandi järgi reageerivad Ba(OH)2 ja HCl moolsuhtega 1:2, seega on ka Ba(OH)2 moolide arv 0,0625/2=0,03125 mol. Kuna teame selle molaarset kontsentratsiooni c[Ba(OH)2] = 0,3 M, saame arvutada KOH lahuse ruumala:
(V = {n over c}={0.03125mol over 0.3M}≈0.10dm^3)
