Question

peste 475 ml apa distilata se adauga lent 25 ml H2SO4 cu 20% SO3(ro=1,89g/ml).calculeaza 
a)concentratia molara a solutiei de H2SO4 obtinuta
b)concentratia procentuala a aceleiasi solutii
c)masa de solutie de amoniac 15% necesara neutralizarii solutiei de H2SO4

Answer 1

Dupa parerea mea, cred ca s-ar rezolva asa.

Cu semnul "*' notez inmultirea, iar cu semnul "/" notez linia de fractie.
a)
Mase molare: pentru SO3 este 1*32 + 3*16 = 809g/mol); pentru H2O este 2*1 + 1*16 = 18(g/mol); pentru H2SO4 este 2*1 + 1*32 + 4*16 = 98)g/mol).

Inteleg ca ro = 1,89 g/ml este densitatea solutiei de H2SO4 cu 20% SO3. Eu in aceasta ipoteza voi rezolva.

Masa solutiei de H2SO4 cu 20% SO3 este, aplicand formula densitatii:

ro = ms/V, de unde ms = ro*V = 1,89*25 = 47,25(g solutie H2SO4 cu 20% SO3).

Solutia de H2SO4 cu 20% SO3 este de fapt formata din SO3 dizolvat in H2SO4.

In momentul cand se adauga lent peste apa distilata solutia de H2SO4 cu 20% SO3, trioxidul de sulf reactioneaza cu o parte din apa, formand o cantitate suplimentara de H2SO4. Restul de apa ramasa va contribui la diluarea solutiei de H2SO4 .

Sa calculam ce masa de SO3 avem.

Daca in 100 g solutie se gasesc 20 g SO3
Atunci in 47,25 g solutie se vor gasi x g SO3

x = 47,25*20/100 = 9,45(g SO3).

Restul pana la ms = 47,25 g este H2SO4, adica 47,25 - 9,45 = 37,8(g H2SO4).

Considerand densitatea apei distilate ro H2O = 1 g/ml, avem ca masa de apa distilata introdusa in sistem este m H2O = ro H2O *V H2O = 1*475 = 475(g H2O).

Sa calculam ce masa de H2SO4 se formeaza din 9,45 g SO3 si ce masa de apa se consuma.

SO3  +  H2O  =  H2SO4

Daca din 1*80 g SO3 rezulta 1*98 g H2SO4
Atunci din 9,45 g SO3 vor rezulta y g H2SO4

y = 9,45*98/80 = 11,57625(g H2SO4).

Daca 1*80 g SO3 consuma 1*18 g H2O
Atunci 9,45 g SO3 vor consuma z g H2O

z = 9,45*18/80 = 2,12625(g H2O).

Deci la sfarsit masa de H2SO4 prezenta in sistem este 37,8 + 11,57625 = 49,37625(g H2SO4). Aceasta este masa dizolvata md1.

Asta inseamna in moli: 49,37625/98 = aprox. 0,503839 = aprox. 0,5(moli H2SO4).
Volumul solutiei este 475 + 25 = 500(ml) = 0,5(litri solutie).
Deci concentratia molara a H2SO4 ramas la sfarsit este: 0,5/0,5 = 1(mol/litru).

b)
Masa de apa ramasa la sfarsit in sistem este diferenta dintre masa de apa introdusa si masa de apa consumata in reactia chimica, adica 475 - 2,12625 = 472,87375(g H2O).

Atunci masa solutiei de H2SO4 prezenta in sistem la sfarsit este:
ms1 = md1 + 472,87375 = 49,37625 + 472,87375 = 522,25(g solutie H2SO4).

Observatie: puteam calcula direct si mai simplu(fara a mai calcula masele de apa) masa solutiei de H2SO4 ramase: avand in vedere ca nu se degaja vreun gaz si nu se formeaza vreun precipitat, masa solutiei de H2SO4 este egala cu suma maselor introduse, adica ms1 + m H2O = 47,25 g solutie H2SO4 + 475 g H2O = 522,25(g solutie H2SO4). Asta conform legii conservarii masei.
Faptul ca am obtinut aceeasi valoare a masei solutiei ne arata ca n-am gresit la acel calcul.

Deci concentratia procentuala a solutiei de H2SO4 ramase este:

c1 = 100*md1/ms1 = 100*49,37625*100/522,25 = aprox. 9,4545 = aprox. 9,45.
Deci c2% = aprox. 9,45%.

c)

Masa molara a NH3 este 1*14 + 3*1 = 17(g/mol).

Sa calculam masa de NH3 ce reactioneaza cu cele 49,37625 g H2SO4.

2NH3  +  H2SO4  =  (NH4)2SO4

Daca 2*17 g NH3 reactioneaza cu 1*98 g H2SO4
Atunci a g NH3 vor reactiona cu 49,37625 g H2SO4

a = 2*17*49,37625/98 = aprox. 17,1305 = aprox. 17,13(g NH3). Aceasta este masa dizolvata de amoniac md2.
Masa solutiei ms2 de NH3 15% o gasim din formula concentratiei procentuale.

c2 = 100*md2/ms2, de unde ms2 = 100*md2/c2 = 100*17,13/15 = 114,2(g solutie NH3 15%) = 0,1142(kg solutie NH3 15%).
Verifica si tu.