Beregning av masse (2KJ)

Problemstilling:

Hvilken av de tre reaksjonslikningene under stemmer for oppvarming av natriumhydrogenkarbonat?

NaHCO₃ (s) → Na₂O (s) +H₂O (g) +CO₂ (g)

NaHCO₃ (s) → NaOH (s) + CO₂ (g)

NaHCO₃ (s) → Na₂CO₃ (s) +H₂O (g) + CO₂ (g)

Fremgangsmåte/utstyrsliste: Henviser til oppgavebok (kjemien stemmer) s. 60

Kalkulasjoner:

Balansering av likninger:

2NaHCO₃ (s)  → Na₂O (s) +H₂O (g) + 2CO₂ (g)

1NaHCO₃ (s) → NaOH (s) + CO₂ (g)

2NaHCO₃ (s) → Na₂CO₃ (s) +H₂O (g)+ CO₂ (g)

Stoffmengde til 5,29 g 2NaHCO₃:

M_M  NaHCO₃ : [23u + 1u + 12u + (3*16)u] = 107u = 107g/mol

Stoffmengde = m/ M_M = (5,29 g)/(107g/mol) = 0,049 mol

Beregning av antatt masse etter oppvarming:

Na₂O - M_M = 62g/mol          

2 mol NaHCO₃ ↔ 1 mol Na₂O, stoffmengde Na₂O = 0,0494mol/2 = 0,0247 mol

masse = mol * M_M (Na2O) = 0,0247 mol * 62 g/mol = 1,519 g

NaOH - M_M = 40g/mol

1 mol NaHCO₃ ↔ 1 mol NaOH, stoffmengde NaOH = 0,049 mol

masse = mol * M_M (NaOH) = 0,0494 mol * 40 g/mol = 1,976 g

Na2CO₃ - M_M = 106 g/mol

2 mol NaHCO₃ ↔ 1 mol Na₂CO₃, stoffmengde Na₂CO₃ = 0,0494mol/2 = 0,0247 mol

masse = mol * M_M (Na₂CO₃) = 0,0247 mol * 106 g/mol = 2,618 g

Resultat/drøfting/konklusjon:

Etter oppvarmingen veide vi innholdet i digelen til å være 3,3 g, noe som stemmer best med likningen:

NaHCO₃ (s) -> Na₂CO₃ (s) +H₂O (g)+ CO₂ (g).

Grunnen til at vi ikke fikk nøyaktig samme resultat som vi i teorien skulle fått, er fordi det muligens ikke var blitt dannet nok H₂O (g) og CO₂ (g) under prosessen; som gjør at det er igjen mer fast stoff i digelen. En lengre oppvarmingsprosess ville gjort at den teoretiske kalkulasjonen ville stemme.