Какой объем 46% каустической соды необходим для нейтрализации 1 м³ концентрированной серной кислоты

Ответы на вопрос

Отвечает Есинов Игорь.

Чтобы рассчитать объем 46% каустической соды, необходимый для нейтрализации 1 м³ концентрированной серной кислоты (94%) после приготовления сернокислого раствора с концентрацией 140 г/л H₂SO₄ и 40 г/л CuSO₄, следуем такому алгоритму:

1. Определение массы серной кислоты в 1 м³

Серная кислота (H₂SO₄) имеет плотность, зависящую от концентрации. Для 94% H₂SO₄ плотность ≈ 1,83 г/см³ (или 1830 кг/м³).

Масса серной кислоты в 1 м³:

m_{\text{H₂SO₄}} = 1830 \times 1 = 1830 \text{ кг}

Чистая серная кислота:

m_{\text{чистая H₂SO₄}} = 1830 \times 0,94 = 1720,2 \text{ кг}

2. Определение массы серной кислоты после разведения

Раствор имеет концентрацию 140 г/л, что равно 140 кг/м³.

Объем полученного раствора:

V_{\text{раствора}} = \frac{m_{\text{чистая H₂SO₄}}}{140} = \frac{1720,2}{140} = 12,29 \text{ м³}

3. Определение необходимого количества NaOH

Реакция нейтрализации:

\text{H₂SO₄} + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Na₂SO₄} + 2\text{H₂O}

Молярная масса:

H₂SO₄ = 98 г/моль
NaOH = 40 г/моль

Моль серной кислоты:

n_{\text{H₂SO₄}} = \frac{1720,2 \times 10^3}{98} = 17552 \text{ моль}

Моль NaOH:

n_{\text{NaOH}} = 2 \times 17552 = 35104 \text{ моль}

Масса NaOH:

m_{\text{NaOH}} = 35104 \times 40 = 1404160 \text{ г} = 1404,16 \text{ кг}

4. Определение объема 46% раствора NaOH

Плотность 46% NaOH ≈ 1,5 г/см³ (или 1500 кг/м³).

Масса 46% раствора:

m_{\text{раствора NaOH}} = \frac{1404,16}{0,46} = 3052,5 \text{ кг}

Объем 46% NaOH:

V_{\text{NaOH}} = \frac{3052,5}{1500} = 2,03 \text{ м³}

Итог

Для нейтрализации 1 м³ концентрированной серной кислоты (94%) после приготовления раствора с 140 г/л H₂SO₄ и 40 г/л CuSO₄ потребуется ≈ 2,03 м³ 46% раствора NaOH.

Последние заданные вопросы в категории Химия