Какой объем воды необходим для нейтрализации 1 т серной кислоты концентрацией 94%?

Ответы на вопрос

Отвечает Баранов Данила.

Для нейтрализации 1 тонны (1000 кг) серной кислоты (H₂SO₄) с массовой долей 94% водой, необходимо учитывать, что реакция между серной кислотой и водой протекает с образованием ионов:

H_2SO_4 + H_2O \rightarrow H_3O^+ + HSO_4^-

Однако, если говорить о нейтрализации, подразумевается реакция с основанием, например, гидроксидом натрия (NaOH) или карбонатом кальция (CaCO₃). Если речь идёт о разбавлении до безопасной концентрации, то расчёты будут иными.

1. Определение массы чистой серной кислоты

Так как массовая доля H₂SO₄ в растворе составляет 94%, в 1 тонне раствора содержится:

m(H_2SO_4) = 1000 \times 0.94 = 940 \text{ кг}

Молярная масса H₂SO₄ = 98 г/моль, следовательно, количество вещества (в молях):

n(H_2SO_4) = \frac{940 \times 10^3}{98} \approx 9591 \text{ моль}

2. Определение необходимого объёма воды для разбавления

Если целью является снижение концентрации серной кислоты до безопасного уровня (например, 5% или менее), используется разбавление.

Формула разбавления:

C_1V_1 = C_2V_2

где:

$C_1$ = 94% = 0.94 (массовая доля),
$V_1$ = 1000 кг,
$C_2$ – конечная концентрация (например, 5% = 0.05),
$V_2$ – итоговый объем смеси.

Выразим $V_2$ :

V_2 = V_1 \times \frac{C_1}{C_2} = 1000 \times \frac{0.94}{0.05} = 18 800 \text{ кг}

Масса воды, необходимая для разбавления:

m(H_2O) = V_2 - V_1 = 18 800 - 1000 = 17 800 \text{ кг}

Так как плотность воды близка к 1 кг/л, можно сказать, что понадобится около 17 800 литров воды для разбавления 1 тонны 94%-й серной кислоты до 5%.

3. Что будет, если просто добавить воду в кислоту?

Внимание! При добавлении воды к концентрированной серной кислоте выделяется большое количество тепла, что может привести к разбрызгиванию и ожогам. Поэтому добавляют кислоту в воду, а не наоборот.

Если требуется нейтрализация, например, гидроксидом натрия (NaOH), расчёты будут другими.

Какая именно задача у вас: разбавление или нейтрализация щелочью?

Последние заданные вопросы в категории Химия