Вопрос школьника
Чтобы получить 8%-ный раствор, в 820 г 5%-ного раствора сернистой кислоты нужно растворить сернистый газ(н.у.). Найти объем сернистого газа
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо воспользоваться формулой для расчета концентрации раствора:
C = m/V,
где С — концентрация раствора, моль/л; m — масса вещества, г; V — объем раствора, л.
Из условия задачи известно, что нужно получить 8%-ный раствор сернистой кислоты. Это означает, что концентрация раствора равна 8 г/100 мл или 80 г/л.
Также известно, что имеется 820 г 5%-ного раствора сернистой кислоты. Это означает, что масса сернистой кислоты в растворе равна 5% от массы раствора:
m(H2SO4) = 0.05 * 820 г = 41 г.
Для расчета объема сернистого газа, необходимого для приготовления 8%-ного раствора, необходимо воспользоваться уравнением реакции:
SO2 + H2O → H2SO3
Молярная масса сернистого газа SO2 равна 64 г/моль. Для расчета количества молей сернистого газа, необходимого для реакции с водой, необходимо воспользоваться уравнением идеального газа:
n = PV/RT,
где n — количество молей газа; P — давление газа, Па; V — объем газа, м3; R — универсальная газовая постоянная, 8,31 Дж/(моль·К); T — температура газа, К.
Для расчета объема газа воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
PV = nRT,
где P — давление газа, Па; V — объем газа, м3; n — количество молей газа; R — универсальная газовая постоянная, 8,31 Дж/(моль·К); T — температура газа, К.
Для расчета объема газа необходимо знать давление, температуру и количество молей газа. Давление и температуру можно принять за нормальные условия (н.у.), то есть P = 101325 Па и T = 273 К.
Тогда количество молей сернистого газа, необходимого для реакции с водой, равно:
n(SO2) = n(H2SO3) = m(H2SO4) / M(H2SO4) = 41 г / 98 г/моль = 0,418 моль.
Объем сернистого газа, необходимый для реакции с водой, равен:
V(SO2) = n(SO2)RT/P = 0,418 моль * 8,31 Дж/(моль·К) * 273 К / 101325 Па = 0,009 м3 = 9 л.
Таким образом, для приготовления 8%-ного раствора сернистой кислоты из 820 г 5%-ного раствора необходимо растворить 41 г сернистой кислоты и использовать 9 л сернистого газа (н.у.).
