Question

Concentrația unei soluții obținute prin barbotarea dioxidului de sulf în apa, dacă raportul molar So2:H2O=1:5 este... A) 54,14% B)47,15% C)53,24%

Answer 1

Răspuns: Propunerea mea, este!

Observații:

Concentrația procentuală a unei soluții obținute prin dizolvare dioxidului de sulf (SO₂) în apă, se calculează cu relația matematică:

C% = md.100/ ms

unde, avem notațiile:

md= masa de substanță dizolvată. Trebuie să stabilim în acest caz, cine este substanța dizolvată în soluție: SO₂ sau produsul reacției dintre SO₂ și apă?

ms=masa de soluție; ms= md+ mapă (solvent)

Dar, atenție, SO₂ este anhidrida acidului sulfuros (H₂SO₃) un acid anorganic slab. Deci, SO₂, se va dizolva în apă, dar va reacționa ușor cu ea:

SO₂ (g) + H₂O (l) = H₂SO₃ soluție

           ***

Rezultă din aceste informații, că soluția rezultată, în urma barbotării gazului SO₂ în apă conține componenții și cantitățile lor:

• dizolvat: H₂SO₃; md= masa de H₂SO₃ format stoechiometric de 1 mol de SO₂;

• dizolvant (solvent): H₂O; m apă = 5 moli - masa de apă consumată stoechiometric de 1 mol de SO₂ în reacție.

Calcule de md și ms. Etape. Plecăm de la raportul molar:

SO₂: H₂O = 1: 5, ⇒1mol SO₂ la 5 moli H₂O

a) masa de H₂SO₃ (moli, g) format de 1 mol de SO₂=X (moli, g)= md =?

Calcul stoechiometric:

n moli:                1mol SO₂...............X moli H₂SO₃

ecuația chimică: SO₂  + H₂O  = H₂SO₃

stoechiometric:  1mol.....1mol......1mol

⇒X moli H₂SO₃ = 1mol .1 /1 = 1mol

⇒m H₂SO₃ =md = n moli. M H₂SO₃= 1mol.82 g/mol= 82 g

M H₂SO₃= 2 A H + A S + 3. A O = 2.1+32+3.16=82 g/mol

b) n moli de H₂O, consumată stoechiometric de 1 mol de SO₂= Y= ?(mol)

Din stoechiometria ecuației chimice de mai sus, rezultă că:

1mol SO₂= X moli H₂SO₃=Y moli H₂O

⇒n moli H₂O consumat = 1mol

c) n moli H₂O neconsumați  și masa de H₂O, neconsumată de SO₂=?

n moli H₂O neconsumată = n moli H₂O total - n moli H₂O reacționată cu SO₂

n moli H₂O neconsumată = 5 moli -1 mol= 4 moli

m apă neconsumată = n moli . M H₂O = 4 moli .18 g/mol=72 g

⇒m apă neconsumată în reacție va fi masa de apă în care este dizolvat H₂SO₃= m solvent = 72 g

d) masa soluției, ms =?

ms = m H₂SO₃ + m solvent = 82 g + 72 g =154 g

e) concentrația procentuală a soluției este:

C % = 82 g .100/ 154g=53,2467%

R: 53,24 %

Verificați calculele, vă rog!

Explicație:

Dificultatea acestei probleme, este în aprecierea substanței dizolvate:

-dacă se neglijează reacția dintre SO₂ și H₂O, atunci  vom avea o valoare eronată a concentrației procentuale; vom lua în calcul 1 mol de SO₂ și 5 moli de apă;

-corect este să ținem cont de reacția SO₂ cu apa, cu formare de acid sulfuros și care determină micșorarea cantității de apă, inițiale.