Ta reda på fällningens massa – kvantitativ analys

5 Kemiska beräkningar: Reaktionsformeln – reaktionens recept

Ta reda på fällningens massa – kvantitativ analys

I kapitlen #1 # och #4 # beskriver vi hur fällningar utnyttjas för att identifiera vissa joner i en lösning. När exempelvis bariumjoner sätts till en lösning som innehåller sulfatjoner, bildas en fällning av bariumsulfat. Eftersom bariumjoner är reagens på sulfatjoner (de avslöjar att det finns sulfatjoner i lösningen) så är detta en kvalitativ analys.

Viktigt

Kvalitativ analys innebär att man tar reda på vad ett prov innehåller.

#\hspace{8mm}\textbf{Ba}^{2+}\textbf{(aq)} + \textbf{SO}_\textbf{4}^{2-}\textbf{(aq)}\to \textbf{BaSO}_\textbf{4}\textbf{(s)}#

Viktigt

Kvantitativ analys innebär att ta reda på hur mycket som finns av ett visst ämne.

Om man istället vill ta reda på koncentrationen av sulfatjoner, alltså hur mycket av dem som finns i lösningen, gör man en kvantitativ analys. Man mäter upp en noga bestämd volym av lösningen. Till den tillsätter man bariumjoner (i form av en lösning av ett lättlösligt bariumsalt) så länge det bildas fällning av bariumsulfat. När det inte bildas mer fällning, har i stort sett alla sulfatjoner i lösningen fällts ut. Man filtrerar lösningen och tvättar (sköljer) fällningen med lite avjonat vatten innan den får torka. Därefter väger man fällningen. Med hjälp av dess massa och lösningens volym beräknar man koncentrationen av sulfatjoner i den ursprungliga lösningen.

	Sulfatjonerna i lösningen fälls ut genom tillsats av bariumjoner. Med hjälp av fällningens massa och lösningens volym kan man bestämma koncentrationen av sulfatjoner i lösningen.

När man beräknar en fällnings massa utgår man från lösningarnas koncentrationer och volymer. Fällningens substansmängd beräknar man enligt sambandet #n = c \cdot V#. Därefter beräknar man fällningens massa på samma sätt som vid reaktioner med fasta ämnen.

Exempel

#23.# Vilken massa har den fällning som bildas när #25 \text{ cm}^3# bariumkloridlösning med koncentrationen #0,10 \text{ mol/dm}^3# blandas med ett överskott av natriumsulfatlösning?

Lösning

Beräkningen när man utgår från en lösning följer samma mönster som beräkningen från en given massa av ett fast ämne. Skillnaden är att man nu beräknar substansmängden av det reagerande ämnet utifrån dess koncentration (#c#) och volym (#V#).

#n(\text{BaCl}_\text{2}) = c\cdot V = 0,10 \text{ mol/dm}^3 \cdot 0,025 \text{ dm}^3 = 0,0025 \text{ mol}#

Utgångsläge	#0,025\text{ dm}^3# #0,10\text{ mol/dm}^3#				#?# g

Reaktionsformel	BaCl₂ (aq)	#+#	Na₂SO₄(aq)	#\to#	BaSO₄(s) #+# #2# NaCl(aq)

Ekvivalenta substans-mängder	#1# mol		#1# mol		#1# mol #\hspace{13mm}# #2# mol

Substans-mängd då #\color{red}{1} \text{ }mol# BaCl₂förbrukas	#\color{red}{1}# mol				#\color{red}{1}# mol

#n#	#0,0025# mol				#\color{red}{1}\cdot 0,0025 \text{ mol} =# #=0,0025\text{ mol}#

#m#					#0,0025\text{ mol} \cdot 233 \text{ g/mol} = # #=0,583 \text{ g}#

Svar
Fällningens massa är #0,58# g.