Uppgift
Du ska ta reda på vilken formel som zinkkarbonat har.

Teori
Om man slår upp formeln för zinkkarbonat i Merck Index står 3Zn(OH)2.2ZnCO3 medan i Aldrich katalogen står ZnCO3.2Zn(OH)2.H2O. Olikheten beror på hur de har framställts. 3Zn(OH)2.2ZnCO3 har syntetiserats av zinksulfat och ammoniumbikarbonat, medan ZnCO3.2Zn(OH)2.H2O har erhållits ur reaktionen mellan zinkoxid, koldioxid och vatten. Se i flera böcker hur formeln för zinkkarbonat skrivs.

Riskbedömning
Gas av zinkoxid är toxiskt (zinkfrossa). Använd dragskåp vid uppvärmning. Zinkoxiden slängs bland avfall för tungmetaller. Använd glasögon och labrock.

Utförande
Väg upp 1,0 till 1,5 g zinkkarbonat till ett provrör (vidhalsad som tål värme). Anteckna värdet. Värm över en bunsenbrännare i ca 5 minuter till all substans ändrat färg från vit till gul. Efter avsvalning blir produkten vit igen.
Variant: Väg in zinkkarbonatet i ett provrör med avledningsrör. Samla upp gasen som bildas och led ner den i ett provrör med kalkvatten. Väg provrör och kalvatten. Väg och räkna ut hur mycket vatten och koldioxid som bildats.

Rapport
Skriv reaktionsformlerna för tänkta sönderdelningsreaktioner för de båda zinkkarbonaten. Beräkna den mest troliga formel för ”ditt” zinkkarbonat. Skriv balanserade formler för tillverkning av de olika zinkkarbonate

Till läraren

Detta är en stökiometrilaboration från Chemical education volym 81 nr 1 år 2004

Tänkbara reaktioner för sönderdelning:
ZnCO3.2Zn(OH)2.H2O -> 3ZnO + 10 CO2 + 3H2O
3Zn(OH)2.2ZnCO3 -> 5ZnO + 2CO2 + 3H2O

Reaktionsformler för bildandet av zinkkarbonat:
3ZnSO4  +  2NH4HCO3  + 2H2O ->   3Zn(OH)2.2ZnCO3  +  (NH4)SO4 + 2H2SO4
3ZnO + CO2 + 3H2O  ->  ZnCO3.2Zn(OH)2.H2O

Ämne ZnCO3.2Zn(OH)2.H2O 3Zn(OH)2.2ZnCO3
Invägd massa (g) 0,81 0,81
Molmassa (g/mol) 360,2 549
Substansmängd zinkkarbonat (Mol) 0,81/360,2= 0.00225 0,81/549= 0,00148
Mängd bildad ZnO (g) 0,27 0,27
Molmassa (g/mol) 81,4 81,4
Substansmängd zinkoxid (Mol) 0,27/81,4=0,0032 0,27/81,4=0,0032
Massa bildat vatten och koldioxid (g) 0,58 0,58
Reaktionsformel 3ZnO + 10 CO2 + 3H2O 5ZnO + 2CO2 + 3H2O
Massa vatten och koldioxid som ”borde” bildas (g) 0,00332*10*44/3 + 0,00332*18 = 0,55 0,00332*2*44/5 +
0,00332*3*18/5 = 0,0943

 

Resultat
Formeln för den undersökta zinkkarbonaten är ZnCO3.2Zn(OH)2.H2O

Ämne ZnCO3.2Zn(OH)2.H2O 3Zn(OH)2.2ZnCO3
Invägd massa 1,0505 1,0505
Mol ZnO 0.013959 0.013959
Mol CO2 0,004435 0,004435
Förhållande ZnO/CO2 Från experiment 0,01359/0,004435= 3,06/1≈ 3/1
Mol substans 0,004399 0,002742
Mol ZnO/Ämne 0,01359/0,004399 = 3.09/1 ≈ 3/1 0,01359/0,002742=4,956/1 ≈ 5/1
Mol CO2/Ämne 0,004435/0,04399=1,01/1 ≈ 1/1 0,004435/0,04399=1,01/1 ≈ 1/1