Question

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 !

Answer 1

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: