Question

O soluție de acid sulfuric este astfel preparată încât masa oxigenului din acidul sulfuric este egală cu masa oxigenului din apă. Care este concentrația soluției de acid sulfuric?

Answer 1

Varianta de rezolvare

Am înțeles din enunț, că avem o soluție de H₂SO₄, formată dintr-o masă dizolvată de H₂SO₄ și o masă de apă, în care s-a dizolvat acidul. Masa dizolvată de acid sulfuric conține masa de oxigen din cantitatea(masa) de apă din soluție. Necunoscuta este concentrația procentuală a acestei soluții (C% H₂SO₄).

Datele problemei sunt

              Se  obține o soluție de H₂SO₄ din:

H₂SO₄ (solvat)      +    H₂O (solvent)              =  soluție H₂SO₄

are masa=md      +      are masa=mH₂O      =   ms (g) (Necunoscute!)

Dar:     mO (g) din md=  mO (g) din mH₂O      ȘI   ↓

                                                                      C%  H₂SO₄=md.100/ms    

   C% H₂SO₄=md.100/md+mH₂O, exprimăm md în funcție de masa de O din masa de apă și ajungem la o necunoscută  în m H₂O .

Calcule

Trebuie să aflăm prima dată cantitatea de O din masa de apă. Apoi vom calcula masa de H₂SO₄ (md), care va conține această cantitate de O și apoi introducem datele în relația lui C% și rezolvăm.

1) Masa de O din m H₂O este?

Se aplică regula de trei simplă cu: Masa molară la apă, masa de O din masa molară a apei, m H₂O și necunoscuta:

M H₂O = 2A H +A O= 2.1+16=18 g/mol

dacă în 18 g/mol (M) H₂O............sunt....16 g/mol de O (1 atom g o /1mol apă)

atunci în m H₂O  (g)......................sunt........m O (g)

m O = m H₂O.16 g/mol / 18 g/mol =0,8 (8) . m H₂O (g)  aprox.0,9 mH₂O  

2) Calculăm masa dizolvată de H₂SO₄ din soluție ce conține cantitatea de 0,9 (rotunjit) .mH₂O grame de O.

Se aplică regula de trei simplă, cu Masa molară la acid sulfuric, cantitatea de O din masa molară, masa de O (0,9.mH₂O) și necunoscuta md

M H₂SO₄=2.A H+A S +4.AO=2.1+32+4.16=2+32+64=98 g/mol

dacă 98g/mol(M) H₂SO₄........are.....64 g/mol de O (4 atomi g de O/1mol acid)

atunci md grame de H₂SO₄....au......0,9.m H₂O grame de O

md= 98 g/mol.0,9.mH₂O (g)/ 64 g/mol/=1,378. mH₂O=aprox 1,4 .mH₂O (g)

md = 1,4 .m H₂O (g)

3) Introducem datele în relația concentrației procentuale:

C% = md.100/ms

unde:

md =mdH₂SO₄ =1,4.mH₂O (g)

ms=md+mH₂O =1,4.mH₂O+md=2,4 mH₂O

Rezultă:

C% =1,4 mH₂O (g) .100%/ 2,4 .mH₂O (g)

C%=1,4.100/2,4=58,33%

R: aprox 58% (dacă nu aproximam era aprox 55%)