Koľko striebra sa vylúči, ak do 400 cm3 roztoku dusičnanu strieborného o koncentrácii 0,50 mol/dm3 vsypeme 5g železných pilín. Vypočítajte i látkové množstvo nezreagovaného reaktantu. Dej prebieha podľa chemickej rovnice:
2AgNO3(aq) + Fe(s) → 2Ag(s) + Fe(NO3)2(aq)
Riešenie:
Zapíšeme si čo poznáme a čo máme vypočítať:
2AgNO3(aq) + Fe(s) → 2Ag(s) + Fe(NO3)2(aq)
V = 400 cm3 m = 5g m = ?
c = 0,5 mol/dm3
n (reaktantu v nadbytku) = ?
Najjednoduchšie je začať vypočítaním látkového množstva dusičnanu strieborného, keďže máme zadaný objem a koncentráciu. Dôležité je ale pracovať s rovnakými jednotkami, najjednoduchšie bude premeniť cm3 (ml) na dm3 (l). Teda, objem roztoku dusičnanu strieborného je 0,4 dm3.
Pre výpočet látkového množstva druhého reaktantu budeme potrebovať jeho molárnu hmotnosť. Z PSP zistíme M(Fe) = 55,845 g/mol.
Potom látkové množstvo pridaného železa:
n(Fe) = m(Fe) : M(Fe) = 5g : 55,845g/mol = 0,09 mol
Podľa pomeru stechiometrických koeficientov v chemickej rovnici je pomer látkových množstiev reagujúcich látok 2 (AgNO3) : 1(Fe). Z vypočítaných látkových množstiev vieme, že tento „pomer“ nesedí, teda, jeden z reaktantov je v nadbytku. Na 0,09 mol železa sa v reakcii spotrebuje 0,18 mol AgNO3 (dvojnásobok), teda v reakčnej sústave je nadbytok AgNO3, konkrétne 0,2 mol – 0,18 mol = 0,02 mol.
Koľko striebra sa vylúči?
Z pomerov stechiometrických koeficientov v chemickej rovnici vidíme, že pomer látkových množstiev je:
- 2 : 2, teda 1 : 1 pre AgNO3 : Ag; alebo
- 1 : 2 pre Fe : Ag
Teda, n(Ag) = n(AgNO3) = 0,18. Potom hmotnosť striebra vypočítame podľa vzorca: m(Ag) = n(Ag) . M(Ag)
M(Ag) z PSP: 107,868 g/mol
m(Ag) = 0,18 mol . 107,868 g/mol = 19,41g
Pri reakcii sa vylúči 19,41g striebra a zostane nezreagovaného 0,02 mol dusičnanu strieborného.