si se disuelven 100 g de sulfato de sodio en 200 g de agua y la solucion se enfria hasta que se cristaliza 100 g de sulfato de sodio decehidratado calcular
a) la composicion de la solucion remanente.
b) los granos de cristales recuperados por solucion inicial.
Respuestas
Cuando se disuelve sulfato de sodio en agua y se enfría la solución hasta que se cristaliza obteniendo sulfato de sodio decahidratado:
- La composición de la solución remanente es: 28% de sulfato de sodio y 72% de agua
- Los gramos de cristales recuperados por 50 g de la solución inicial son 16.67
Explicación:
a) Composición de la solución remanente:
Se debe calcular la cantidad de agua y de sulfato de sodio que queda en la solución.
Sulfato de sodio:
Considerando la estequiometría de la reacción:
Na₂SO₄ + 10H₂O ⇒ Na₂SO₄*10H₂O
Teniendo en cuenta la masa molar:
M(Na₂SO₄)= 142 g/mol
M(Na₂SO₄*10H₂O)= 322 g/mol
moles de Na₂SO₄*10H₂O= 100 g *(1 mol / 322 g)= 0.31 mol
Moles de Na₂SO₄ que cristalizan:
0.31 mol Na₂SO₄*10H₂O * (1 mol Na₂SO₄ / 1 mol Na₂SO₄*10H₂O)= 0.31 mol Na₂SO₄
masa Na₂SO₄= 0.31 mol * 142 g/mol= 44.02 g
La masa de Na₂SO₄ que permanece en solución es:
masa inicial - masa cristaliza= 100 - 44.02 = 55.98 g
Agua:
De manera similar:
Moles de H₂O que pasan a la sal:
0.31 mol Na₂SO₄*10H₂O * (10 mol H₂O/ 1 mol Na₂SO₄*10H₂O)= 3.1 mol H₂O
Teniendo en cuenta la masa molar:
M(H₂O)= 18 g/mol
Masa H₂O= 3.1 mol * 18 g/mol= 55.8 g
Masa de H₂O que queda: 200-55.8 = 144.2 g
Composición de la solución remanente:
XNa₂SO₄= masa Na₂SO₄ / masa total= 55.8 / (55.8 + 144.2)= 0.28
XH₂O= masa H₂O / masa total= 144.2 / (55.8 + 144.2)= 0.72
b) Gramos de cristales recuperados de la solución inicial
La composición másica inicial de la solución es:
XNa₂SO₄= masa Na₂SO₄ / masa total= 100 / (100+200)= 0.33
XH₂O= masa H₂O / masa total= 200 / (100+200)= 0.67
Al inicio se tiene una solución al 33%
Asumiendo que se tienen 50 g de la solución inicial:
Gramos de cristales recuperados= 50 g de solución al 33 % * (100 g de cristales / 300 g de solución al 33%) = 16.67 g de cristales recuperados
Si se tienen 100 g de la solución inicial:
Gramos de cristales recuperados= 100 g de solución al 33 % * (100 g de cristales / 300 g de solución al 33%) = 33.33 g de cristales recuperados