Toán về độ tan và tinh thể hyđrat

TOÁN VỀ ĐỘ TAN VÀ TINH THỂ HYĐRAT
I- KIẾN THỨC CƠ BẢN:
1)Cụng thức toỏn:
 ( gam/ 100g H2O)
 ( C% là nồng độ % của dung dịch bóo hũa)
 ( C% là nồng độ % của dung dịch bóo hũa)
2) Bài toỏn xỏc định lượng kết tinh.
* Khi làm lạnh một dung dịch bóo hũa chất tan rắn thỡ độ tan thường giảm xuống, vỡ vậy cú một phần chất rắn khụng tan bị tỏch ra ( gọi là phần kết tinh):
+ Nếu chất kết tinh khụng ngậm nước thỡ lương nước trong hai dung dịch bóo hũa bằng nhau.
+ Nếu chất rắn kết tinh cú ngậm nước thỡ lượng nước trong dung dịch sau ớt hơn trong dung dịch ban đầu:
* Cỏc bước giải toỏn:
TH1: chất kết tinh khụng ngậm nước
TH 2: chất kết tinh ngậm nước
B1: Xỏc định và cú trong ddbh ở t0 cao.
B2: Xỏc định cú trong ddbh ở t0 thấp ( lượng nước khụng đổi)
B3: Xỏc định lượng chất kết tinh:
B1: Xỏc định và cú trong ddbh ở t0 cao.
B2: Đặt số mol của hiđrat bị kết tinh là a (mol)
	ị 
B3: Lập phương trỡnh biểu diễn độ tan của dung dịch sau ( theo ẩn a)
B4: Giải phương trỡnh và kết luận.
* Phương phỏp giải thụng minh:
Cú thể giải được cỏc bài toỏn xỏc định dượng kết tinh bằng phương phỏp đường chộo. Muốn làm được điều này chỳng ta phải đặt giả thiết ngược.
Rắn (KT)	m1	C% = x	
	z %	
ddbh sau	m2	C% = y	
Suy ra ta cú : 
Nếu biết khối lượng dung dịch ban đầu thỡ ta hoàn toàn tớnh được khối lượng chất rắn kết tinh ( dự chất này cú ngậm nước hay khụng ngậm nước) 
Chỳ ý: 
Muốn xỏc định kết tủa (của chất ớt tan) cú tồn tại hay khụng thỡ cần xột nồng độ của dung dịch thu được đó đến nồng độ bóo hũa hay chưa. Nếu chưa thỡ kết tủa khụng tồn tại, ngược lại thỡ kết tủa tồn tại.
II- BÀI TẬP ÁP DỤNG:
1) Làm lạnh 600g ddbh NaCl từ 900C đ 100C thỡ cú bao nhiờu gam tinh thể NaCl tỏch ra. Biết độ tan của NaCl ở 900C và 100C lần lượt là : 50gam ; 35 gam.
Hướng dẫn :	
* Ở 900C cú T = 50 gam nờn ta cú :	100gam H2O 	 + 50g NaCl đ 150g ddbh
	 ?	?	600g
	ị ị ( khụng đổi)
* Ở 100C cú T = 35 g nờn ta cú :	 	100 gam H2O hoà tan được 35 g NaCl
	400g đ 	?
	ị 
Khối lượng NaCl kết tinh :	200 – 140 = 60 gam
2) Độ tan của CuSO4 ở 850C và 120C lần lượt là 87,7g và 35,5g . Khi làm lạnh 1887 gam dung dịch bóo hoà CuSO4 từ 800C đ 120C thỡ cú bao nhiờu gam tinh thể CuSO4.5H2O tỏch ra khỏi dung dịch.
Hướng dẫn :	Lưu ý vỡ chất kết tinh ngậm nước nờn lượng nước trong dung dịch thay đổi
Ở 850C , 87,7 gam ị 187,7 gam ddbh cú 87,7 gam CuSO4 + 100g H2O
	 1887g ---------------đ 887gam CuSO4 + 1000g H2O
Gọi x là số mol CuSO4.5H2O tỏch ra
ị khối lượng H2O tỏch ra :	90x (g)
Khối lượng CuSO4 tỏch ra : 160x( gam)
Ở 120C, 35,5 nờn ta cú phương trỡnh : giải ra x = 4,08 mol
Khối lượng CuSO4 .5H2O kết tinh : 250 ´ 4,08 =1020 gam
3) Cho 0,2 mol CuO tan hoàn toàn trong H2SO4 20% đun núng, sau đú làm nguội dung dịch đến 100C. Tớnh khối lượng tinh thể CuSO4. 5H2O đó tỏch ra khỏi dung dịch, biết rằng độ tan của CuSO4 ở 100C là 14,4 gam/100g H2O. 	 ( ĐS: 30,7 gam )
Hướng dẫn :
	CuO + H2SO4 đ CuSO4 + H2O
	0,2	 0,2	 0,2	0,2	( mol)
	Khối lượng ddH2SO4 : = 98g
	Khối lượng CuSO4 tạo ra : 0,2´ 160 = 32 gam
	Gọi x là số mol CuSO4.5H2O tỏch ra ị mdd (sau pư ) = (0,2´ 80) + 98 – 250x ( gam)
	Vỡ độ tan của CuSO4 ở 100C là T = 14,4 gam , nờn ta cú :
	 giải ra x = 0,1228 mol ị gam
4) Cú 600 gam dung dịch KClO3 bóo hoà ( 200C) nồng độ 6,5% cho bay bớt hơi nước sau đú lại giữ hỗn hợp ở 200C ta được một hỗn hợp cú khối lượng chung là 413gam. 
a) Tớnh khối lượng chất rắn kết tinh
b) Tớnh khối lượng nước và khối lượng KClO3 trong dung dịch cũn lại.
Hướng dẫn : làm bay hơi bớt nước một dung dịch bóo hoà và đưa về nhiệt độ ban đầu thỡ luụn cú xuất hiện chất rắn kết tinh
	Đặt khối lượng rắn KT là : x(g) , gọi lượng dung dịch sau khi bay hơi là : y(g)
	ị hệ pt : 	giải hệ phương trỡnh tỡm được x= 13 và y =400
Bài tập tương tự:
5) Cú 540 g ddbh AgNO3 ở 100C, đun núng dd đến 600C thỡ phải thờm bao nhiờu gam AgNO3 để đạt bảo hoà. Biết độ tan AgNO3 ở 100C và 600C lần lượt là 170g và 525gam.
6 Xỏc định lượng kết tinh MgSO4.6H2O khi làm lạnh 1642g ddbh từ 800C xuống 200C. Biết độ tan của MgSO4 là 64,2 g ( 800C) và 44,5g (200C).
7) Cho biết nồng độ dd bóo hũa KAl(SO4)2 ở 200C là 5,56%
a) Tớnh độ tan của KAl(SO4)2 ở 200C
b) Lấy m gam dung dịch bóo hoà KAl(SO4)2 .12H2O ở 200C để đun núng bay hơi 200g nước, phần cũn lại làm lạnh đến 200C . Tớnh khối lượng tinh thể phốn KAl(SO4)2 .12H2O kết tinh.
8) Cho biết độ tan của CaSO4 là 0,2 gam/100g nước ở nhiệt độ 200C và khối lượng riờng của dung dịch bóo hoà CaSO4 ở 200C là D =1g/ml. Nếu trộn 50ml dung dịch CaCl2 0,012M với 150ml dung dịch Na2SO4 0,04M ( ở 200C) thỡ cú kết tủa xuất hiện hay khụng ?
Hướng dẫn :	tớnh nồng độ của CaSO4 trong dung dịch thu được, nếu bộ hơn nồng độ bóo hoà thỡ khụng cú kết tủa ( và ngược lại) . Kết quả : khụng cú kết tủa.
9) Ở 120C cú 1335gam dung dịch bóo hoà CuSO4 . Đun núng dung dịch lờn đến 900C. Hỏi phải thờm vào dung dịch bao nhiờu gam CuSO4 nữa để được dung dịch bóo hoà ở nhiệt độ này.
Biết độ tan CuSO4 ở 120C và 900C lần lượt là 33,5g và 80g
(ĐS:	465gam CuSO4 )
10) Thờm dẫn dung dịch KOH 33,6% vào 40,3ml dung dịch HNO3 37,8% ( D = 1,24 g/ml) đến khi trung hoà hoàn toàn thỡ thu được dung dịch A. Đưa dung dịch A về 00C thỡ được dung dịch B cú nồng độ 11,6% và khối lượng muối tỏch ra là m (gam). Hóy tớnh m và cho biết dung dịch B đó bóo hoà chưa ? vỡ sao ?
ĐS: 	m = 21,15 gam , dung dịch đó bóo hoà vỡ cú m ( gam ) muối khụng tan thờm được nữa
----------------------------------