Kemi

syntese beregning.

12. februar 2014 af 121213 (Slettet) - Niveau: Universitet/Videregående

Introduktion
På et 20 liters reaktionsanlæg fremstilles en opløsning af ca. 1,3 kg ammoniumsulfat ud fra
fortyndet svovlsyre og fortyndet ammoniakvand.

H2SO4(aq) + 2 NH3(aq) -> 2 NH4+(aq) + SO4 2-(aq)

Opløsningen indeholdende ammoniumioner og sulfationer inddampes på en rotationsfordamper
hvorved opløsningen bliver mættet og der fælder krystaller af ammoniumsulfat ud.

2 NH4+(aq) + SO4 2-(aq) -> (NH4)2SO4(s)

Efter inddampning fjernes det sidste vand i tørreskab.
Produktet afleveres i plastspand med mærkning efter gældende lovgivning.

Anlægsdiagrammer og tilhørende metodeforskrifter findes i bilag

- - - - - - - - - - - - - - SPØRGSMÅL -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

som ses i bilaget skal der tages 10 mol svovlsyre i arbejde ved syntesen.

- Beregn hvor mange kg samt L 20% svovlsyre det svarer til.

- Beregn hvor mange mol ammoniak der skal anvendes, når der tilsættes støkiometrisk

mængde.

- Beregn hvor mange kg samt L 15% ammoniakvand, der forventeligt skal benyttes ved

syntesen.

- Beregn mængder og sammensætningen i slutblandingen:

Kg i alt samt procent ammoniumsulfat og procent vand.

- Hvad vil pH være i slutopløsningen, som udelukkende består af ammoniumsulfat?

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - -

Håber der er nogen der kan hjælpe mig :)

Brugbart svar (0)

Svar #1
12. februar 2014 af mathon

                                   H₂SO₄ _(aq) + 2 NH_{3 (aq)}   --->   (NH₄)₂SO₄_(s)
ækvivalente mængder        1 mol            2 mol                       1 mol
                                           10 mol         20 mol

20 masse% H₂SO₄ har densiteten 1,143 kg/L

10 mol ren H₂SO₄ = (10 mol) · (0,09808 kg/mol) = 0,9808 kg
som fylder
(0,9808 kg) / (1,143 kg/L) = 0,858 L

Brugbart svar (0)

Svar #2
12. februar 2014 af mathon

rettelse til #1

20 masse% H₂SO₄ har densiteten 1,143 kg/L

10 mol ren H₂SO₄ = (10 mol) · (0,09808 kg/mol) = 0,9808 kg

dvs
som forefindes i (0,9808 kg) / 0,20 = 4,904 kg 20 masse% H₂SO₄
som fylder
(4,904 kg) / (1,143 kg/L) = 4,290 L

Brugbart svar (0)

Svar #3
12. februar 2014 af mathon

15 masse% NH₃ har densiteten 0,926 kg/L

20 mol ren NH₃ = (20 mol) · (0,01703 kg/mol) = 0,3406 kg

dvs
som forefindes i (0,3406 kg) / 0,15 = 2,2707 kg 15 masse% NH₃
som fylder
(2,2707 kg) / ( 0,926 kg/L) = 2,452 L

Brugbart svar (0)

Svar #4
12. februar 2014 af mathon

slutblanding:
                                10 mol ren (NH₄)₂SO₄ har massen (10 mol) · (0,13214 kg/mol) = 1,3214 kg
            i
  blandingsvolumen
                              (4,290 L) + (2,452 L) = 6,742 L       (uden volumenændring)
med totalmasse
                                m_total = (4,904 kg) + (2,2707 kg) = 7,1747 kg
hvoraf
                                m_vand = (7,1747 kg) - ((0,9808 kg) + (0,3406 kg)) = 5,8533 kg

procent ammoniumsulfat
((1,3214 kg)/(0,071747 kg))·1% = 18,4%

procent vand
((5,8533 kg)/(0,071747 kg))·1% = 81,6%

Brugbart svar (0)

Svar #5
12. februar 2014 af mathon

pH-beregning i ammoniumsulfatopløsningen

     hvis formelle koncentration
     er
                                             c = (10 mol) / (6,742 L) = 1,48324 M
     dvs
                                             c(NH₄⁺) = 2 · c = 2 · (1,48324 M) = 2,96648 M

pK_s(NH₄⁺) = 9,25 hvilket indikerer svag syre:

ved 25°C:
pH = 0,5·(pK_s - log(c_s))

pH = 0,5·(9,25 - log(2,96648)) = 4,4

Svar #6
12. februar 2014 af 121213 (Slettet)

Tusinde tak for hjælpen :)

Skriv et svar til: syntese beregning.

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.