Question

10 t de soluție de H2SO4 c=49% reacționează cu 54 g Al. sa se calculeze care substanță este luata în exces și cu cat. ​

Answer 1

Răspuns:

Stim

• ecuația reactiei chimice dintre Al și H₂SO₄ :

2Al +  3H₂SO₄→ Al₂(SO₄)₃ + 3H₂ ↑

• din ecuația chimică observăm că:

2moli atom Al....reacționează cu 3 moli de H₂SO₄ și rezultă...1 mol Al₂(SO₄)₃ .....și 3 moli de H₂

Raportul molar de combinare Al cu H2SO4=2 moli : 3 moli

• masa de Al = 54 g
• H₂SO₄ este adus de 10 t soluție de H₂SO₄, de concentrație procentuală în acid egală cu 49 %
• mase atomice, A: Al=27, H=1, S=32, O=16 / g/mol
• masa moleculară, M H₂SO₄=2.AH+A S + 4.A O=2.1+32+4.16=98 g/mol
• cum masa de soluție de H₂SO₄ este măsurată în tone și masa de Al este măsurată în grame, rezultă că H₂SO₄ este în exces! (gramul este mult mai mic față de tona)

Nu știm ce cantitate de  H₂SO₄,  este în exces, adică nu respectă raportul molar de combinare Al: H₂SO₄ din ecuația chimică

Vom calcula:

• masa de H₂SO₄ dizolvată în soluție=md=?, g
• numărul de moli de Al, din 54 g =?
• numărul de moli de H₂SO₄ din md=?
• numărul de moli de H₂SO₄ neconsumat , excesul=?
• masa de H₂SO₄ exces =? Kg

Calcule

• calculăm md de H₂SO₄ din 10 t soluție (= 10000 kg) și concentratie pocentuală de 49%, cu definiția concentrației procentuale:

C% H₂SO₄= md H₂SO₄.100 / ms de H₂SO₄

md H₂SO₄ = 49% .10000 kg / 100%=4900 kg de H₂SO₄

• calculăm numărul de moli de atom de Al, din 54 g de Al:

n moli atom Al = m Al/ A Al= 54 g / 27 g/mol= 3 moli

• calculăm numărul de moli de H₂SO₄ din 490 Kg de H₂SO₄ (md):

n moli H₂SO₄ = m H₂SO₄ / M H₂SO₄= 490 .10³ g / 98g/mol=5000 moli

• calculăm numărul de moli de H₂SO₄ neconsumat (exces) de 3 moli de Al:

n moli H₂SO₄ exces = n moli H₂SO₄ introdus (md) - n moli H₂SO₄ reacționat

- n moli de H₂SO₄ reactionat cu 3 moli de Al, se calculează din raportul molar de combinare :

în ecuația chimică avem:  2moli Al.............se combină cu 3 moli de H₂SO₄

                             atunci 3 moli Al............se combină cu n moli H₂SO₄

n moli H₂SO₄ reacționat= 3moli Al . 3 moli H₂SO₄/2moli Al=4,5 moli

Rezultă că n moli H₂SO₄ nereacționat este:

n moli H₂SO₄ nereacționat (exces) =

500moli introdus - 4,5 moli reacționat=4995,5 moli

• calculăm masa de H₂SO₄ exces ce conține 4995,5 moli :

m H₂SO₄ = n moli H₂SO₄ . M H₂SO₄= 4995,5 moli .98g/mol=489559g

= 489,559 Kg

R: H₂SO₄ este în exces; masa de H₂SO₄ exces este 489559 g, față de 54 g Al

Explicație: