Determinarea masei de materie primă impură necesară pentru obţinerea unei mase precizate de produs

Determinaţi masa de aluminiu tehnic (cu 1,6% impurităţi) necesară pentru obţinerea aluminotermică a vanadiului cu masa de 15,288  kg din oxid de vanadiu (V).

Se dă: m (V2O5) = 15,288 kg ω (impurităţi în Al tehnic) = 1,6%	Rezolvare: 1. Se scrie ecuaţia reacţiei   10Al + 3V2O5 → 5Al2O3 + 6V  2. Se determină cantitatea de V2O5  ce se conţine în 15,288 kg de substanţă după formula:
m (Al tehnic) = ?

                                                            n(V₂O₅ ) = m(V₂O₅)/M(V₂O₅) 

M(V₂O₅) = 2•51g/mol+ 5•16 g/mol =182 g/mol   

 n(V₂O₅ ) = 15,288 kg: 182 g/mol = 15288 g: 182 g/mol = 84 mol 

3. Se calculează cantitatea de aluminiu pur necesară după ecuaţia reacţiei. 

(se alcătuieşte proporţia.)

       x           84 mol

            10Al  +  3V₂O₅ → 5Al₂O₃ + 6V

           10 mol     3 mol

x/ 10 mol = 84 mol/3 mol

x =  (10 mol ·84 mol) : 3 mol = 280 mol (Al)

4. Se determină masa de aluminiu zinc pur  după formula: 

m(X) = n(X)·M(X); 

     M(Al) = 27 g/mol 

    m(Al) = 280 mol· 27 g/mol = 7560 g = 7,56 kg

5. Se determină partea de masă de aluminiu  proba tehnică prin scădere:

     ω(Al) = 100% - ω(impurităţi) = 100% - 1,6% = 98,4 %.

6. Se determină masa de aluminiu tehnic necesară :

     dacă  la  98,4 %........................corespunde 7,56 kg Al pur

     atunci la  100%........................corespunde m(Altehnic)

     rezultă deci că  m(Altehnic) =  (7,56 kg·100%): 98,4% = 76,83 kg

                   

Răspuns: pentru a obţinerea aluminotermică a vanadiului

 din 15,288 kg de oxid de vanadiu (V) sunt necesare 

76,83 kg de aluminiu tehnic ce conţine 1,6% impurităţi.