Ile Procent Cynku Zawiera 1dm3 Hydratu

Ile procent cynku zawiera 1 dm³ hydratu? To pytanie, które dotyczy określenia, jaka część masy hydratu, w którym jon cynku jest związany z cząsteczkami wody, stanowi czysty cynk. Aby to obliczyć, musimy znać wzór chemiczny hydratu i jego gęstość.

Krok po kroku, jak to obliczyć:

Krok 1: Określenie wzoru chemicznego hydratu. Hydrat cynku może mieć różne formy, na przykład siarczan cynku siedmiowodny (ZnSO₄·7H₂O) lub chlorek cynku czterowodny (ZnCl₂·4H₂O). Wybieramy konkretny hydrat. Załóżmy, że mamy siarczan cynku siedmiowodny (ZnSO₄·7H₂O).

Krok 2: Obliczenie masy molowej hydratu. Musimy obliczyć masę molową każdego atomu i pomnożyć przez liczbę atomów danego pierwiastka w cząsteczce, a następnie zsumować te wartości. Masy atomowe (w g/mol): Zn = 65.38, S = 32.07, O = 16.00, H = 1.01. Masa molowa ZnSO₄·7H₂O = 65.38 + 32.07 + (4 * 16.00) + (7 * (2 * 1.01 + 16.00)) = 65.38 + 32.07 + 64.00 + (7 * 18.02) = 65.38 + 32.07 + 64.00 + 126.14 = 287.59 g/mol.

Krok 3: Obliczenie masy molowej cynku (Zn). Masa molowa cynku wynosi 65.38 g/mol. To proste – odczytujemy z układu okresowego.

Krok 4: Obliczenie procentowej zawartości cynku w hydracie. Dzielimy masę molową cynku przez masę molową hydratu i mnożymy przez 100%. (65.38 g/mol / 287.59 g/mol) * 100% ≈ 22.73%

Krok 5: Uwzględnienie gęstości i objętości. Jeżeli pytanie dotyczy 1 dm³ hydratu, potrzebujemy jego gęstości. Załóżmy, że gęstość ZnSO₄·7H₂O wynosi 1.97 g/cm³. 1 dm³ = 1000 cm³. Masa 1 dm³ hydratu wynosi 1000 cm³ * 1.97 g/cm³ = 1970 g.

Krok 6: Obliczenie masy cynku w 1 dm³ hydratu. Mnożymy masę 1 dm³ hydratu przez procentową zawartość cynku (ułamek dziesiętny). 1970 g * 0.2273 ≈ 447.8 g. Czyli w 1 dm³ hydratu ZnSO₄·7H₂O o gęstości 1.97 g/cm³ znajduje się około 447.8 g cynku.

Krok 7: Obliczenie procentowej zawartości cynku (masa cynku / masa hydratu * 100%). W tym przypadku liczymy procent zawartości cynku w 1dm³, wykorzystując masę cynku zawartego w 1dm³ i masę hydratu w 1dm³. (447.8 g / 1970 g) * 100% ≈ 22.73%. Procent pozostaje taki sam, niezależnie od objętości, jeżeli mamy czysty związek.

Przykłady zastosowań: Znajomość zawartości cynku w hydracie jest istotna w przemyśle chemicznym do kontrolowania procesów produkcyjnych, w których cynk jest używany jako surowiec. Dodatkowo, ma to znaczenie w rolnictwie, gdzie związki cynku są używane jako nawozy, a odpowiednie dawkowanie wymaga precyzyjnej wiedzy o zawartości cynku w danym związku.