Jak obliczyć ile soli można dodatkowo rozpuścić po ogrzaniu roztworu?

Zadania związane z rozpuszczalnością bywają mniej lub bardziej skomplikowane. Mogą się wiązać z obliczaniem stężenia procentowego lub molowego nasyconego roztworu, a mogą obejmować sytuacje w których roztwór nasycony w pewnej temperaturze jest ogrzewany bądź schładzany. Ten drugi scenariusz jest tematem tego wpisu, w którym przedstawiam rozwiązanie krok po kroku dość popularnego typu zadań z rozpuszczalnością. Dotyczy on sytuacji, w której roztwór nasycony ogrzewamy, co skutkuje tym, że można w nim rozpuścić dodatkową porcję substancji.

Ile gramów KNO3 można dodatkowo rozpuścić w 200 g nasyconego roztworu tej soli w temperaturze 298K jeśli roztwór ogrzano do temperatury 338K.

RKNO3 = 40 g (298K); RKNO3 = 120 g (338K)

Rozwiązanie zadania:

W rozwiązaniu zadania, gdzie wyznaczamy ile soli można dodatkowo rozpuścić po ogrzaniu roztworu można wyróżnić 3 etapy.

Etap 1 – Ustalamy skład roztworu

Rozwiązywanie zadania rozpoczynamy od ustalenia składu roztworu. Informacja, że roztwór jest nasycony w temperaturze 298K i ma masę 200 g jest niewystarczająca, chcemy (i musimy) wiedzieć ile dokładnie jest soli i wody. Korzystając z danych dotyczących rozpuszczalności układamy proporcję. Zestawiamy z wodą masę soli, która w danej temperaturze rozpuszcza się w 100 g wody zgodnie z definicją rozpuszczalności. Czyli 40 g soli z masą wody – 100 g. Jako ostatnią zapisujemy masę nasyconego roztworu w temperaturze 298K, który powstałby po zmieszaniu wymienionych wcześniej składników tj. 40 g soli i 100 g wody. \[w\ temperaturze\ 298K: \] \[40\ g\ soli-100\ g\ wody-140\ g\ nasyconego\ roztworu \] Następnie podstawiamy dane z zadania, czyli 200 g nasyconego roztworu. Niewiadomymi będą: masa soli (x), masa wody (y). \[w\ temperaturze\ 298K: \] \[40\ g\ soli-100\ g\ wody-140\ g\ nasyconego\ roztworu \] \[ x\ g\ soli-y\ g\ wody-200\ g\ nasyconego\ roztworu \] Otrzymujemy: $x=57,1\ g,\ y=142,9\ g$

Etap 2 – Obliczamy masę soli, która może się rozpuścić w wodzie po ogrzaniu

Znamy już skład nasyconego roztworu, o którym mowa w zadaniu. Teraz układamy kolejną proporcję. Tym razem wykorzystując dane dotyczące rozpuszczalności soli w wyższej temperaturze, czyli po ogrzaniu roztworu. Zestawiamy z wodą masę soli, która w temperaturze 338K rozpuszcza się w 100 g wody. Czyli 120 g soli z masą wody: 100 g. Masa nasyconego roztworu w temperaturze 338K nie będzie tym razem potrzebna, ponieważ nie ustalamy składu roztworu. \[w\ temperaturze\ 338K: \] \[120\ g\ soli-100\ g\ wody \] Następnie podstawiamy do proporcji masę WODY jaka znajduje się w roztworze, o którym mowa w zadaniu. Ilość wody jest w tym zadaniu stała. Nie ulegnie zmianie, ponieważ nie będziemy jej dodawać, a po ogrzaniu roztworu wprowadzimy jedynie dodatkową porcję soli. Chcemy obliczyć masę soli, którą można rozpuścić w 142,9 g wody w temperaturze 338K. Stosujemy niewiadomą np. z, gdyż x i y wykorzystaliśmy już we wcześniejszych obliczeniach w tym zadaniu. \[w\ temperaturze\ 338K: \] \[120\ g\ soli-100\ g\ wody \] \[ z\ g\ soli-142,9\ g\ wody \] Otrzymujemy: $z=171,5\ g$

Uwaga!

W tego typu zadaniach zdarzają się pomyłki przy zapisywaniu wartości rozpuszczalności w różnych temperaturach. Proponuję aby przy każdej proporcji związanej z rozpuszczalnością zapisać do jakiej temperatury się odnosimy.

Etap 3 – Obliczamy masę soli, którą można dodatkowo rozpuścić w roztworze

Wiemy już, że w 142,9 g wody w wyższej z podanych w zadaniu temperatur rozpuścić można 171,5 g azotanu (V) potasu. Naszym zadaniem jest ustalić, ile soli można dodatkowo rozpuścić w roztworze po ogrzaniu. I tu odwołujemy się po raz drugi to składu roztworu. Przypomnę zawiera on: 57,1 g soli i 142,9 g wody. Skoro można rozpuścić, tak jak wyliczyliśmy 171,5 g soli, a w roztworze znajduje się już 57,1 g soli to możemy dodatkowo rozpuścić: \[171,5\ g-57,1\ g=114,4\ g \]

Odpowiedź: Można dodatkowo rozpuścić 114,4 g azotanu (V) potasu.

Czy macie jakieś pytania albo uwagi? A może zauważyliście literówkę albo błąd? Piszcie w komentarzach.

PS: Dokładne omówienie tego zadania znajdziecie w Zadaniu Dnia #10 na moim kanale na YouTube:

Pobierz zbiór zadań w formacie PDF

Jeżeli przygotowujesz się do matury z chemii i szukasz przydatnych materiałów do nauki, to koniecznie sprawdź także przygotowany przeze mnie zbiór zadań maturalnych z chemii. Możesz pobrać go całkowicie za darmo w formacie PDF.

Sprawdź zbiór zadań

Cześć! Nazywam się Krystian Jakubczyk i odkąd napisałem maturę z chemii na 100%, uczę innych jak tego dokonać.

Od kilku lat skutecznie pomagam moim uczniom w przygotowaniach do matury z chemii. W tym czasie ukończyłem studia na Wydziale Chemicznym Politechniki Gdańskiej oraz opracowałem program, który pomógł już wielu osobom dobrze przygotować się do matury i w efekcie zdobyć indeks na wymarzone studia (m.in. na medycynę, farmację).

Na podstawie moich doświadczeń w pracy z uczniami na indywidualnych zajęciach oraz wiedzy zdobytej na studiach opracowałem kursy video pokazujące, że nawet na etapie rozszerzonej matury chemia jest nauką, którą da się zrozumieć. W 2015 roku ruszyła pierwsza edycja kursów „Chemia na 100%”, która spotkała się z bardzo pozytywnymi reakcjami ze strony moich uczniów. Po jej sukcesie, na przełomie 2017 i 2018 roku stworzyłem rozszerzoną i udoskonaloną 2 edycję kursów. Dzięki nim możesz przygotować się do sprawdzianów i egzaminu maturalnego samodzielnie, bez pomocy korepetytora i bez wychodzenia z domu.

Zadaj pytanie