дано:
- Масса гидроксида цезия (CsOH) = 100 г
- Концентрация раствора CsOH = 30,0%
- Масса брома (Br2) = 16,0 г
- Растворимость бромата цезия (CsBrO3) при температуре ледяной бани = 0,975 г/100 г H2O
найти:
- Массу выпавшего в осадок бромата цезия (CsBrO3)
решение:
1. Уравнение реакции между гидроксидом цезия и бромом:
2 CsOH + Br2 → 2 CsBrO3 + H2O
В этой реакции бром (Br) изменяет степень окисления с 0 до +5.
2. Рассчитаем количество молей гидроксида цезия в растворе:
- Масса CsOH в водном растворе = 100 г * 30% = 30 г
- Молярная масса CsOH ≈ 56,5 г/моль
- Количество молей CsOH = 30 г / 56,5 г/моль ≈ 0,531 моль
Остальные компоненты реакции:
- Для реакции требуется 2 моль CsOH на 1 моль Br2, следовательно:
Количество молей Br2 = 0,531 моль CsOH / 2 ≈ 0,2655 моль
Теперь рассчитаем количество молей Br2:
- Молярная масса Br2 ≈ 159,8 г/моль
- Количество молей Br2 = 16,0 г / 159,8 г/моль ≈ 0,100 моль
Так как Br2 является лимитирующим реагентом, используем его количество для расчета продукции:
- По уравнению реакции, 1 моль Br2 дает 2 моли CsBrO3, значит:
Количество молей CsBrO3 = 0,100 моль * 2 = 0,200 моль
3. Рассчитаем массу образовавшегося бромата цезия:
- Молярная масса CsBrO3 ≈ 212,8 г/моль
- Масса CsBrO3 = 0,200 моль * 212,8 г/моль ≈ 42,56 г
4. Теперь определим, сколько воды находится в растворе:
- Масса растворителя (воды) = 100 г - 30 г ≈ 70 г
Рассчитаем максимальную массу, которая может раствориться:
- Максимальная масса CsBrO3, которая может раствориться в 70 г воды:
0,975 г / 100 г H2O * 70 г = 0,6825 г
5. Теперь рассчитаем массу выпавшего в осадок бромата цезия:
- Масса выпавшего осадка = Общая масса - Масса растворившегося:
Масса выпавшего CsBrO3 = 42,56 г - 0,6825 г ≈ 41,88 г
ответ:
Масса выпавшего в осадок бромата цезия составляет примерно 41,88 г.