Question

Ce cantitate de solutie de acid sulfuric de concentratie 9,8% va reactiona cu 11,2g fier?ce concentratie procentuala va avea solutia finala?

Answer 1

Cu semnul "*" notez inmultirea, iar cu semnul "/" notez linia de fractie.

Masa unui mol de atomi de Fe este 56 g/mol.
Masa molara a H2SO4 este 2*1 + 1*32 + 4*16 = 98(g/mol).
Masa molara a FeSO4 este 1*56 + 1*32 + 4*16 = 152(g/mol).

Determinam ce masa de H2SO4 reactioneaza cu 11,2 g Fe.

Fe  +  H2SO4  =  FeSO4  +  H2

Daca 1*56 g Fe reactioneaza cu 1*98 g H2SO4
Atunci 11,2 g Fe vor reactiona cu x g H2SO4

x = 11,2*98/56 = 19,6(g H2SO4). Aceasta este masa dizolvata de H2SO4(md).
Masa solutiei(ms) de H2SO4 se determina din formula concentratiei procentuale.

c = 100*md/ms, de unde ms = 100*md/c = 100*19,6/9,8 = 200(g solutie H2SO4 9,8%).


Conform enuntului, Fe si H2SO4 reactioneaza total, cu obtinere de sulfat feros FeSO4 si H2. Hidrogenul este gaz si se degaja. Asa ca solutia rezultata este formata din masa de FeSO4 rezultat in urma reactiei, dizolvata in masa de apa din solutia de H2SO4 9,8%. Apa introdusa in proces nu participa efectiv la reactia chimica, ci joaca doar rol de solvent.

Masa de apa din solutia de H2SO4 9,8% este:
m H2O = ms - md = 200 - 19,6 = 180,4(g H2O).

Determinam acum masa de FeSO4 rezultat.

Daca din 1*56 g Fe rezulta 1*152 g FeSO4
Atunci din 11,2 g Fe vor rezulta y g FeSO4

y = 11,2*152/56 = 30,4(g FeSO4). Aceasta este masa dizolvata de FeSO4(md1).

Masa solutiei de FeSO4(ms1) este:
ms1 = md1 + m H2O = 30,4 + 180,4 = 210,8(g solutie FeSO4).

Atunci concentratia procentuala a solutiei rezultate de FeSO4(c1%) este:

c1 = 100*md1/ms1 = 100*30,4/210,8 = aprox. 14,42.
Deci c1% = aprox. 14,42%.

Asta este parerea mea.