👤

Pentru a prepara o solutie de acid sulfuric de concentratie 96% se folosesc oleum 20% in trioxid de sulf liber si 20kg solutie de acid sulfuric de concentratie 70,5%. a) sa se scrie ecuatia reactiei chimice; b) sa se calculeze masa de oleum necesara; c) sa se calculeze masa solutiei de acid sulfuric de concentratie 98% care se obtine. VA ROG DIN SUFLET ! DAU COROANA !

Răspuns :

Răspuns:

pct. a) Reacția dintre SO₃ din oleum și H₂O din soluția de H₂SO₄ de C% = 70,5% este:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

pct b. și pct. c. Masele de oleum și masa de soluție finală de H₂SO₄ de 98%

Când avem acest gen de probleme la prepararea unei soluții de H₂SO₄ de o concentrație dată în H₂SO₄ prin amestecare unei soluții de H₂SO₄ de o concentrație mai mică în H₂SO₄ și din oleum cu 20% SO₃,(restul de 80% este H₂SO₄ pur) calculele de masa dizolvată finală și masa de soluție finală se fac,  în funcție de H₂SO₄. Oleumul este o soluție de SO₃ dizolvat în H₂SO₄ pur.

Rezultă, că trebuie să exprimăm la oleum, concentrația în H₂SO₄, care este o sumă dintre: H₂SO₄ format din reacția SO₃ cu H₂O și H₂SO₄ existent în oleum cu 20% SO₃.

Rezolvare:

Notăm cu:

  • masa oleum cu 20% SO₃ = X, kg
  • concentrația oleum în: SO₃=20% și în H₂SO₄=100%-20%SO₃=80%
  • masa dizolvată de SO₃ în oleum: X.20/100=0,2 X
  • masa dizolvată de H₂SO₄ în oleum = X.80/100=0,8 X
  • masa de soluție de H₂SO₄ de  concentrație procentuală de 70,5% folosită la amestecare cu oleum =20Kg
  • masa dizolvată de H₂SO₄ în 20 kg soluție de 70,5% =

20 kg .70,5/100=14,1 kg de H₂SO₄

  • Masa moleculară H₂SO₄ = M H₂SO₄ =2.A H + AS + 4.AO=98 kg/kmol
  • Masa moleculară SO₃= A S + 3 A O = 8- kg/kmol
  • masa de H₂SO₄ format de 0,2 X, kg de SO₃= ? = X* necunoscută
  • masa finală de H₂SO₄ = Y kg= necunoscuta
  • concentrația finală în H₂SO₄ = C%= 98%
  • masa dizolvată finală de H₂SO₄= 0,98.Y
  • Concentrația procentuală, C% = md.100/ms

Ce vom calcula, pentru rezolvarea problemei?

Din datele de mai sus, rezultă 2 ecuații cu 2 necunoscute X și Y, pe care le vom calcula.

Ecuația 1: masa finală (Y) de soluție = masa de oleum (X) + masa de H₂SO₄de 70,5%(20 kg)

Ecuația 2:masa dizolvată finală de H₂SO₄= masa dizolvată de H₂SO₄ din oleum + masa dizolvată de H₂SO₄ în soluția de H₂SO₄de 70,5%

⇒sistemul:

X+ 20 = Y

m H₂SO₄ din oleum + 14,1 = 0,98 Y

unde masa de H₂SO₄ din oleum se va calcula.

Etape de calcul

a) exprimăm concentrația oleumului cu 20% SO₃ în H₂SO₄ astfel:

m de H₂SO₄ total din acest oleum= m H₂SO₄ existent (ce corespunde la 80%) + m H₂SO₄ format de SO₃, în reacția cu apa din soluția de H₂SO₄ de 70,5%.

a1) m H₂SO₄ format de 0,2 X kg de SO₃  se calculează stoechiometric, astfel:

0,2X,kg.................................X*

SO₃             + H₂O = H₂SO₄

80kg/kmol....................98 kg/kmol

X* = 0,2X kg .98/80=0,245 kg H₂SO₄ format

a2) m H₂SO₄ total/ oleum= 0,245 X kg H₂SO₄ format + 0,8 X kg H₂SO₄ existent = = 1,045 X

a3) Introducem m H₂SO₄ total/ oleum în sistemul de ecuații și obținem:

X+20=Y                        ⇒        X-Y =-20

1,045 X + 14,1 = 0,98Y          1,045 X -0,98 Y = -14,1

a4) Rezolvăm sistemul, adică aflăm valorile numerice la X și Y:

X-Y = -20 / . -0,98

1,045 X -0,98 Y = -14,1

⇒(1,045-0,98)X = +19,6-14,1

X= 5,5  / 0,065 = 84,61538 rotunjit la 84,615 Kg

Rezultă că masa oleum notată cu X este 84,615 kg

Y = X+20

Y= 84,615+20 = 104, 615 kg

Rezultă că masa finală de soluție de H₂SO₄ de 98% obținută, notată cu Y este 104,615 kg

R: a) ecuația chimică dintre SO₃ și H₂O; b) 84,615 kg oleum cu 20% SO₃; c) 104,615 kg

Verificați calculele, vă rog!

V-am scris multe informații, pentru înțelegerea algoritmului de rezolvare.

D-voastră sintetizați !

Explicație:

Vă mulțumim că ați vizitat site-ul nostru dedicat Chimie. Sperăm că informațiile oferite v-au fost de ajutor. Dacă aveți întrebări sau nevoie de asistență suplimentară, nu ezitați să ne contactați. Vă așteptăm cu drag data viitoare și nu uitați să ne adăugați la favorite!


En Learnings: Alte intrebari