Witaj :)
Naszym zadaniem jest obliczenie masy osadu, który powstał w wyniku reakcji chlorku żelaza(III) z wodorotlenkiem potasu.
Rozwiązanie zadania musimy zacząć od zapisania równania reakcji między chlorkiem żelaza(III) a wodorotlenkiem potasu:
[tex]FeCl_3+3KOH\rightarrow Fe(OH)_3\downarrow +3KCl[/tex]
Jak widzimy, naszym osadem będzie wodorotlenek żelaza(III). Z treści zadania wiemy, że do roztworu zawierającego 0,5 mola chlorku żelaza(III) dodano 300g 15% roztworu wodorotlenku potasu. Do obliczeń będzie nam potrzebna liczba moli wodorotlenku potasu, ponieważ masę osadu będziemy liczyć na substrat, który jest w niedomiarze. Obliczmy zatem masę wodorotlenku potasu:
[tex]m_{KOH}=\frac{C_p\cdot m_r}{100\%}=\frac{15\%\cdot 300g}{100\%}=15\cdot 3g=45g[/tex]
Teraz obliczymy liczbę moli wodorotlenku potasu, obliczając uprzednio jego masę molową:
[tex]M_K=39g/mol\\M_O=16g/mol\\M_H=1g/mol\\\\M_{KOH}=M_K+M_O+M_H=39g/mol+16g/mol=1g/mol=56g/mol\\\\n_{KOH}=\frac{m_{KOH}}{M_{KOH}}=\frac{45g}{56g/mol}\approx 0,8mol[/tex]
Kolejnym krokiem będzie sprawdzenie, który z substratów został użyty w niedomiarze. Skorzystamy w tym celu ze stechiometrii reakcji:
[tex]1mol\ FeCl_3\ ---\ 3mol\ KOH\\0,5mol\ FeCl_3\ ---\ x_{mol}\ KOH\\\\x_{mol}=\frac{0,5mol\cdot 3mol}{1mol}=1,5mol\ KOH\\ ------------------\\1mol\ FeCl_3\ ---\ 3mol\ KOH\\y_{mol}\ FeCl_3\ ---\ 0,8mol\ KOH\\\\y_{mol}=\frac{0,8mol\cdot 1mol}{3mol}\approx 0,3mol\ FeCl_3[/tex]
Jak wynika z obliczeń, w niedomiarze użyliśmy wodorotlenku potasu (z reakcji wynika, że potrzebujemy 1,5mol a dysponujemy 0,8 molami), więc na tę substancję będziemy liczyć masę osadu. Ponownie skorzystamy ze stechiometrii reakcji, i obliczymy liczbę moli wodorotlenku, jaka powstała w reakcji 0,8mol KOH z FeCl₃:
[tex]3mol\ KOH\ ---\ 1mol\ Fe(OH)_3\\0,8mol\ KOH\ ---\ z_{mol}\ Fe(OH)_3\\\\z_{mol}=\frac{0,8mol\cdot 1mol}{3mol}\approx 0,3mol\ Fe(OH)_3[/tex]
Ostatnim krokiem będzie obliczenie masy, jaką stanowi 0,3 mol Fe(OH)₃. Obliczmy najpierw jego masę molową, a następnie masę w [g]:
[tex]M_{Fe}=56g/mol\\M_O=16g/mol\\M_H=1g/mol\\\\M_{Fe(OH)_3}=M_{Fe}+3\cdot M_O+3\cdot M_H=56g/mol+3\cdot 16g/mol+3\cdot 1g/mol\\M_{Fe(OH)_3}=56g/mol+48g/mol+3g/mol=107g/mol\\\\m_{Fe(OH)_3}=n_{Fe(OH)_3}\cdot M_{Fe(OH)_3}=0,3mol\cdot 107g/mol=\boxed{32,1g}[/tex]
Odpowiedź.: Masa osadu wyniesie 32,1g.