Рассчитайте объем 1 моль/дм3 раствора едкого кали, который необходимо добавить к 300 см3 раствора,

Рассчитайте объем 1 моль/дм3 раствора едкого кали, который необходимо добавить к 300 см3 раствора, содержащего 0,28 г/дм3 Fe3+ и 45 мг/дм3 Sc3+, чтобы практически полностью (на 99,9%) осадить железо. Рассчитайте степень соосаждения скандия. ПР(Sc(OH)3)=2*10-30 ПР(Fe(OH)3+1*10-17.

Рассчитаем количество Fe3+, находящегося в растворе (количество макрокомпонента):
m(Fe3+)=0,28*300/1000=0,084 г
Рассчитаем количество молей Fe3+:
Так как молекулярная масса М(Fe3+)=56г, количество молей Fe3+, находящегося в растворе:
b= m(Fe3+)/ М(Fe3+) = 0,084/56 = 0,0015 моль
Химическая реакция может быть представлена в следующем виде:
3KOH + FeCl3= Fe(OH)3 + 3KCl
По реакции на 3 моля KOH потребуется 1 моль FeCl3, составим пропорцию:
3 моля KOH-1 моль FeCl3
х-0,0015, откуда:
Y =3*0,0015/1 = 0,0045 моль
Определим необходимый объем едкого кали KOH(мл)из пропорции:
1 л-1 моль
х-0,0045
V(KOH) = 0,0045*1/1 = 0,0045 л = 4,5мл.
Рассчитаем количество осажденного Fe3+ из условия, что 99,9% железа осаждено:
y = 0,0015*99,9/100 = 0,0014985 моль/л
Рассчитаем количество Sc3+, находящегося в растворе (количество микрокомпонента a в растворе):
Приведем концентрацию Sc3+:
45 мг/дм3 = 0,045 г/дм3
m(Sc3+)=0,045*300/1000=0,0135 г
Рассчитаем количество молей Sc3+:
Так как молекулярная масса М(Sc3+)=50г, количество молей Sc3+, находящегося в растворе:
a= m/ М(Sc3+) = 0,0135/50 = 0,00027 моль
Определим степень соосаждения скандия:
D = ПР(Fe(OH)3/ ПР(Sc(OH)3)= 1*10-17 / 2*10-30 = 5*1012
Из уравнения Хлопина определим, сколько осталось Sc3+ (x):
xa-x=Dyb-y
где:x - количество Sc3+ (микроэлемента) в осадке;
y- количество Fe3+ (макроэлемента) в осадке;
a-x- количество Sc3+ (микроэлемента), оставшегося в растворе;
b-y- количество Fe3+ (микроэлемента), оставшегося в растворе.
Dyb-y=5*10120,00149850,0015-0,0014985=4,995*1015
В результате преобразования получим:
x=4.995*1015*0,000271+4.995*1015=0.002698 моль/л
Определим, сколько осадилось микроэлемента Sc3+ в %:
0,00027-100%
0,0002698-х
R=0,2698*100/0,0027= 99,9%.
Ответы:
V(KOH) = 4,5 мл
D = 5*1012
R=99,9 %