Stop znany powszechnie jako ZnAl składa się z glinu, cynku oraz niewielkiego dodatku miedzi. Po wprowadzeniu próbki tego stopu do nadmiaru wodnego stężonego roztworu wodorotlenku sodu zachodzą reakcje, których równania przedstawiono poniżej.

2Al + 6H₂O + 2NaOH → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂
Zn + 2H₂O + 2NaOH → Na₂[Zn(OH)₄] + H₂

^{Na podstawie: R.J.H. Wanhill, T. Hattenberg, Technical Report, Amsterdam 2005.}

Próbkę stopu ZnAl o masie 3,0 g, w którym masa miedzi stanowi 2,0 1)/0, dodano do nadmiaru stężonego wodnego roztworu wodorotlenku sodu. W wyniku zachodzących reakcji otrzymano 2,6 dm3 (w przeliczeniu na warunki normalne) wodoru.

Oblicz, jaki procent masy stopu ZnAl stanowi masa glinu. Przyjmij, że zachodzące reakcje przebiegły z wydajnością równą 100 %.

Pokaż rozwiązanie

Łączna zawartość Zn i Al w stopie wynosi 98% zatem masa tych metali jest równa:
m=0,98 · m_s = 0,98 · 3,0 g = 2,94 g
Rozważmy równania:
Al + 3H₂ + NaOH → Na[Al(OH)₄] + 1,5H₂
Zn + 2H₂O + 2NaOH → Na₂[Zn(OH)₄] + H₂

Przyjmijmy niewiadome: x – liczba moli Al w stopie, y – liczba moli Zn w stopie.
Uwzględniamy niewiadome w równaniach reakcji:
xAl + 3xH₂O + xNaOH → xNa[Al(OH)₄] + 1,5xH₂
yZn + 2yH₂O + 2yNaOH → yNa₂[Al(OH)₄] + yH₂

Rozwiązujący układ równań ma postać:

m = xM_Al +yM_Zn
V_H₂ = 1,5xV₀ + yV₀
2,94 = 27x + 65y
2,6 = 33,6x + 22,4y

Po rozwiązaniu mamy x = 0,0653 mola. Zawartość Al wynosi:
%Al = (x · M_Al)/m_s · 100%
%Al = (0,0653 · 27)/3 · 100% = 58,77%

Załóż bezpłatne konto, aby uzyskać dostęp do rozwiązania tego zadania.

Bezpłatna rejestracja

Zobacz zadania przykładowe w naszej bazie zadań