Question

Se arde 200 g sulf(pucioasa) cu 20% impuritati.  Produsul rezultat se barboteaza(se dizolva) in 360 mL apa formandu se o substanta A care inroseste solutia si hartia de turnesol. In vas se introduce solutia de soda caustica de concentratie 40%.
Se cere:
a)volumul de oxigen consumat in conditii normale pentru arderea sulfului.
b)masa de substanta A rezultata in a 2-a reactie.
c)cantitatea de sare din solutioa finala
d)masa de apa din solutia finala.
e)concentratie solutiei ramase in vas.

Answer 1

Cu semnul "*" notez inmultirea.

a)
Masa unui mol de atomi de sulf S este 32 g/mol.

20 % impuritati inseamna puritate de 100% - 20% = 80%.

Daca in 100 g S impurificat se gasesc 80 g S pur
Atunci in 200 g S impurificat se vor gasi x g S pur

x = 200*80/100 = 160(g S pur).
In c.n., volumul unui mol de gaz este 22,4 litri.

S  +  O2  =  SO2

Daca din 1*32 g S pur rezulta 1*22,4 l SO2
Atunci din 160 g S pur vor rezulta V l O2

V = 160*22,4/32 = 112(l SO2).

b)
Dupa parerea mea, substanta A este acidul sulfuros H2SO3. Fiind acid, inroseste turnesolul.

Masa molara a H2SO3 este 2*1 + 1*32 + 3*16 = 82(g/mol).
Masa molara a H2O este 2*1 + 1*16 = 18(g/mol).

SO2  +  H2O  =(reversibil)  H2SO3

Am scris reversibil fiindca nu am pe tastatura semnul celor doua sageti orizontale in sens invers(semnul de reversibilitate).

112 l SO2 in c.n. inseamna 112/22,4 = 5(moli SO2).

Sa vedem care din cei doi reactanti este in exces: SO2 sau H2O ?

Consideram densitatea apei ro = 1 g/cm cub = 1 g/ml.

Masa de apa corespunzatoare celor 360 ml H2O este deci m = ro*V = 1*360 = 360(g H2O).
Asta inseamna in moli 360/18 = 20(moli H2O).

SO2  +  H2O  = (reversibil)  H2SO3

Din stoechiometria ecuatiei reactiei chimice se observa ca daca 1 mol de SO2 consuma 1 mol H2O, atunci 5 moli SO2 vor consuma 5 moli H2O, deci H2O este in exces cu 20 - 5 = 15(moli H2O).

Asta inseamna in grame: 15*18 = 270(g H2O).


Daca din 1*1 moli SO2 rezulta 1*82 g H2SO3
Atunci din 5 moli H2SO3 vor rezulta y g H2SO3

y = 5*82/1 = 410(g H2SO3).

c)
Dupa parerea mea, ecuatia reactiei chimice dintre H2SO3 si NaOH este:

H2SO3  +  2NaOH  =  Na2SO3  +  2H2O

Dupa mine rezulta sulfit neutru de sodiu Na2SO3, si nu sulfit acid de sodiu NaHSO3. Poti cere, ca sa fii sigura, parerea profesorului de chimie despre aceasta reactie.

Masa molara a sulfitului neutru de sodiu Na2SO3 este 2*23 + 1*32 + 3*16 = 126(g/mol).

Solutia rezultata va contine Na2SO3 dizolvat in apa.

Daca din 1*82 g H2SO3 rezulta 1*126 g Na2SO3
Atunci din 410 g H2SO3 vor rezulta z g Na2SO3

z = 410*126/182 = 630(g Na2SO3).

d)

Sa vedem ce masa de apa rezulta din reactia a 410 g H2SO3 cu solutia 40% de NaOH.

H2SO3  +  2NaOH  =  Na2SO3  +  2H2O

Daca din 1*82 g H2SO3 rezulta 2*18 g H2O
Atunci din 410 g H2SO3 vor rezulta a g H2O

a = 410*2*18/82 = 180(g H2O).

Asadar, in solutia obtinuta la sfarsit vom avea cele 270 g H2O ramase in exces de la reactia de obtinere a H2SO3, apoi vom avea cele 180 g H2O rezultate in reactia dintre H2SO3 si NaOH, si mai avem masa de apa introdusa cu solutia de NaOH(masa pe care va trebui s-o calculam).

Sa vedem ce masa de NaOH reactioneaza cu 410 g H2SO3.

Daca 1*82 g H2SO3 reactioneaza cu 2*40 g NaOH
Atunci 410 g H2SO3 vor reactiona cu b g NaOH

b = 410*2*40/82 = 400(g NaOH). Aceasta este masa dizolvata(md).

Gasim acum masa solutiei(ms) de NaOH 40%.

c = 100*md/ms, de unde ms = 100*md/c = 100*400/40 = 1000(g sol. NaOH 40%) = 1(kg sol. NaOH 40%).

Masa apei din solutia 40% NaOH este deci: m H2O = ms - md = 1000 - 400 = 600(g H2O).

Deci in solutia rezultata la sfarsit vom avea: 270 + 180 + 600 = 1050(g H2O) = 1,05(kg H2O).


e)
Solutia obtinuta la sfarsit contine deci 630g Na2SO3 (md1) dizolvate in 1050 g H2O(m1 H2O)

Masa acestei solutii este ms1 = md1 + m1 H2O = 630 + 1050 = 1680(g solutie Na2SO3).

Concentratia solutiei obtinute la sfarsit c1% este:

c1 = 100*md1/ms1 = 100*630/1680 = 37,5.

Deci c1% = 37,5%.

Asta este parerea mea. Mai sigur este insa sa intrebi si profesorul de chimie despre aceasta rezolvare.