На нейтрализацию 34,5 г олеума расходуется 74,5 мл 40%-го раствора гидроксида калия (плотность равна 1,41 г/мл). Сколько молей серного ангидрида приходится на 1 моль серной кислоты в этом олеуме?

Найдём массу раствора KOH: \(m_{\text{р-ра}} = 74{,}5 \, \text{мл} \times 1{,}41 \, \text{г/мл} = 105{,}045 \, \text{г}\).

Масса чистого KOH: \(m_{\text{KOH}} = 105{,}045 \times 0{,}4 = 42{,}018 \, \text{г}\).

Количество вещества KOH: \(n_{\text{KOH}} = \frac{42{,}018}{56} \approx 0{,}7503 \, \text{моль}\).

Пусть в олеуме \(x\) моль \(\text{H}_2\text{SO}_4\) и \(y\) моль \(\text{SO}_3\). Тогда масса олеума: \(98x + 80y = 34{,}5\).

При нейтрализации \(\text{H}_2\text{SO}_4 + 2\text{KOH} \rightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}\), а \(\text{SO}_3\) сначала реагирует с водой, давая \(\text{H}_2\text{SO}_4\), которая затем также нейтрализуется 2 моль KOH. Суммарно: \(2x + 2y = n_{\text{KOH}}\), откуда \(x + y = \frac{0{,}7503}{2} = 0{,}37515\).

Решаем систему: \(y = 0{,}37515 - x\). Подставляем в первое уравнение: \(98x + 80(0{,}37515 - x) = 34{,}5\).

\(98x + 30{,}012 - 80x = 34{,}5\)

\(18x = 4{,}488\)

\(x \approx 0{,}2493\) моль, тогда \(y \approx 0{,}1259\) моль.

Отношение \(\frac{y}{x} = \frac{0{,}1259}{0{,}2493} \approx 0{,}505\).

Таким образом, на 1 моль серной кислоты приходится примерно 0,5 моль серного ангидрида. (При округлении количества KOH до 0,75 моль получается точно 0,5.)

0 0 Пожаловаться