Растворимость сульфата натрия в 100 г воды при 20° С составляет 19,2 г, а при 30° С — 40,8 г. Вычислите массу глауберовой соли, которая выпадает в осадок, если 500 г насыщенного раствора при 30° С охладить до 20° С.

Вопрос школьника по предмету Химия

Растворимость сульфата натрия в 100 г воды при 20° С составляет 19,2 г, а при 30° С — 40,8 г. Вычислите массу глауберовой соли, которая выпадает в осадок, если 500 г насыщенного раствора при 30° С охладить до 20° С.

Ответ учителя по предмету Химия

Дано:
S²⁰° = 19,2гNa₂SO₄/100г H₂O

S³⁰° = 40,8гNa₂SO₄/100г H₂O

mр-ра = 500 г

Найти:
m(Na₂SO₄*10H₂O) при охл.³⁰°↓₂₀°

Решение. 

     Мольную долю насыщенного раствора можно найти по формуле:

 w = [S/(S+100)]*100%

     При  30°С в 100 г воды растворяется 40,8 г сульфата натрия, и его мольная доля в насыщенном растворе: 

w³⁰° = [40,8/(40,8+100)]*100%  ≈ 29,0% = 0,290

     Масса сульфата  которая содержится при 30°С в 500 г насыщенного раствора:

m³⁰° = w³⁰° * mр-ра = 0,290*500 = 145 (г)

     Массовая доля сульфата в насыщенном растворе при 20°С:

w²⁰° = [19,2/(19,2+100)]*100% ≈ 16,1% = 0,161

И 500 г насыщенного раствора сульфата может его содержать:

m²⁰° = 0,161 * 500 = 80,5 (г) 

      Разница выпадает в осадок, «лишняя» масса Na₂SO₄:

 
m(Na₂SO₄) = 145 — 80,5 = 64,5 (г)

      Но сульфат выпадает в осадок в виде кристаллогидрата (глауберовой соли), прихватывая 10 молекул кристаллизационной воды в каждой молекуле.

M(Na₂SO₄) = 46+96 = 142 (г/моль)

М(Na₂SO₄*10H₂O) = 142 + 180 = 322 (г/моль)

составим пропорцию:

142 г сульфата —- 322 кристаллогидрата

64,5 г сульфата —- Х г кристаллогидрата

Х = m(Na₂SO₄*10H₂O) =  
64,5 * 142/322 ≈ 146,3 г 

Ответ:
146,3 г глауберовой соли выпадет при охлаждении.


Примечание:
 если массы сульфата находить по пропорциям, минуя 
округление при нахождении мольных доль, то получается, что глауберовой соли выпадет 146 г