Extracting iodine from water with the nonpolar solvent . is more soluble in and, after shaking a mixture of water and , the has accumulated in the more dense layer.
The equilibrium constant is 85.0 for the process
You place 0.0340 g of in 100.0 mL of water. After shaking it with 10.0 mL of , how much remains in the water layer?

Passo 1

Vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos iodo ( ) dissolvido em água e queremos extrair parte dele usando um solvente não polar, que é o tetracloreto de carbono ( ). Sabemos que o iodo é mais solúvel em do que em água. O que precisamos descobrir é quanto de iodo permanece na camada de água após essa extração.
Para resolver isso, vamos precisar entender o conceito de constante de equilíbrio e como os solutos se distribuem entre dois solventes diferentes. Vamos usar a constante de equilíbrio ( ) fornecida para relacionar as concentrações de nas duas camadas.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade inicial de iodo em mols. Sabemos que a massa de é 0,0340 g. A massa molar do iodo ( ) é aproximadamente 253,81 g/mol.
ú

Passo 3

Vamos definir:
  • á = mols de na água após o equilíbrio.
  • = mols de no após o equilíbrio.
Como a quantidade total de é conservada:
á

Passo 4

A constante de equilíbrio é definida pela relação:
á
Onde:
  • é a concentração de no .
  • á é a concentração de na água.

Passo 5

Vamos relacionar as concentrações com as quantidades de mols e os volumes dos solventes. Lembre-se que concentração ( ) é dada por:
Então:
áá
Substituindo na expressão de :
ááá

Passo 6

Isolando na equação acima:
ááá

Passo 7

Agora, usamos a conservação dos mols:
á
Substituindo por á:
áááá

Passo 8

Finalmente, queremos saber a massa de que permanece na água. Usamos a massa molar novamente:
á

Resposta

Após a extração, aproximadamente gramas de permanecem na camada de água.

Exercícios relacionados

(a) Determine the order of the reaction for each reactant.
(b) Write the rate equation for the reaction.
© Calculate the rate constant.
(d) Calculate the rate (in ) at the instant when and .
(e) At the instant when NO is reacting at the rate , what is the rate at which is reacting and is forming?
Experiment [NO] Initial Rate <br> (mol NO/L h)
1
2
3
4 ?
(a) What is the rate law for this reaction?
(b) What is the rate constant for the reaction?
© What is the initial rate of the reaction in experiment 4?
Qual é a massa em gramas de (Russel pg107-2.62): de
A amônia é produzida industrialmente pela reação entre nitrogênio e hidrogênio gasoso:
Quantas moléculas de amônia podem ser produzidas: a) 1 molécula de ? b) 27 moléculas de ? c) 9 moléculas de ? d) 180 moléculas de ?