Question

К 75% р-ру серной кислоты массой 288 г добавили оксид серы (VI) массой 400 г. Вычислите массовую долю оксида серы (VI) в образовавшемся олеуме.
Решите пожалуйста!

Answer 1

Дано:

w(H₂SO₄) = 75%

m(р-ра) = 288г

m(SO₃) = 400г

Найти: w(SO₃) - ?

Решение:

При попадании оксида серы (VI) в раствор серной кислоты произойдёт взаимодействие оксида с водой с образованием серной кислоты. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

ᅠᅠ$\sf SO_3 + H_2O ~\longrightarrow~H_2SO_4$

Найдём массу воды, которая находится в растворе и может вступить в данную реакцию. Для этого сначала найдём массу серной кислоты, чтобы, вычтя её из массы раствора, мы отыскали массу воды:

ᅠᅠ$\sf m(H_2SO_4) = \omega(H_2SO_4) \cdot m(p-pa) = \dfrac{75}{100} \cdot 288 = 216$ грамм

ᅠᅠ$\sf m(H_2O) = m(p-pa) - m(H_2SO_4) = 288 - 216 = 72$ грамма

Теперь, зная массы обоих из реагентов, рассчитаем их количества вещества:

ᅠᅠ$\sf n(SO_3) = \dfrac{m(SO_3)}{M(SO_3)} = \dfrac{400}{80} = 5$ моль

ᅠᅠ$\sf n(H_2O) = \dfrac{m(H_2O)}{M(H_2O)} =\dfrac{72}{18} =4$ моль

Так как реагенты должны браться в равных соотношениях (1 к 1), воды хватит лишь на взаимодействие с 4 моль серного газа, а 1 моль останется в этом растворе. Его массовую долю как раз и надо найти. Найдём массу оставшегося SO₃:

ᅠᅠ$\sf m_o_c_\tau(SO_3) = n_o_c_\tau(SO_3) \cdot M(SO_3) = 1 \cdot 80 = 80$ грамм

Теперь найдём массу раствора. Хоть серный газ и вода прореагировали между собой, от этого масса раствора не изменилась, так как масса выделившейся серной кислоты будет равна массе реагентов (по закону сохранения масс). Следовательно просто просуммируем изначальную массу раствора и массу добавленного SO₃:

ᅠᅠ$\sf m_2(p-pa) = m_1(p-pa) + m(+SO_3) = 288 + 400 = 688$ грамм

Теперь, зная массу получившегося раствора и массу серного газа, найдём его массовую долю:

ᅠᅠ$\sf \omega(SO_3) = \dfrac{m(SO_3)}{m_2(p-pa)} = \dfrac{80}{688} = 11,63\%$

Ответ: 11,63%.