Question

Определить расходный коэффициент 10%-ной Н2SO4,

необходимой для реакции нейтрализации NaOH. Степень

превращения серной кислоты 71%. Расчет вести на 1 тонну Nа2SO4.​

Answer 1

Для решения данной задачи, нам необходимо определить расходный коэффициент 10%-ной серной кислоты (H2SO4), которая нужна для полной нейтрализации гидроксида натрия (NaOH). Для начала, давайте разберемся с данными, которые даны в задаче.

У нас есть следующие данные:
- Концентрация серной кислоты (H2SO4): 10%
- Степень превращения серной кислоты (H2SO4): 71%
- Молекулярная масса серной кислоты (H2SO4): 98 г/моль
- Нам необходимо провести расчет на 1 тонну гидроксида натрия (NaOH), который соответствует 62,5% концентрации.

Шаг 1: Расчет молей H2SO4
Для начала, нам необходимо определить количество молей серной кислоты, которое будет использовано в реакции. Для этого, нам нужно узнать молекулярную массу H2SO4 и концентрацию кислоты.

Сначала, определим молекулярную массу H2SO4:
H = 1,01 г/моль
S = 32,07 г/моль
O = 16,00 г/моль

Молекулярная масса H2SO4 = 2 * (1,01 г/моль) + 32,07 г/моль + 4 * (16,00 г/моль) = 98,09 г/моль

На данный момент у нас нет информации о объеме серной кислоты, который будет использован в реакции. Поэтому, давайте предположим, что мы используем 1 литр (1000 мл) 10%-ной H2SO4.

10% H2SO4 означает, что в 100 мл раствора содержится 10 г серной кислоты (H2SO4). Таким образом, для нашего 1-литрового раствора, количество серной кислоты (H2SO4) составит:

10 г/100 мл * 1000 мл/1 л = 100 г/л = 100 г/1000 мл

Моли серной кислоты = масса (г) / молекулярная масса (г/моль)
Моли серной кислоты = 100 г / 98,09 г/моль = 1,02 моль

Здесь мы учитываем, что 1 л = 1 кг, поскольку плотность водного раствора H2SO4 близка к 1 г/мл.

Шаг 2: Расчет количества NaOH
Теперь, нам нужно определить количество гидроксида натрия (NaOH), которое будет нейтрализовано серной кислотой (H2SO4). Для этого, мы рассчитаем количество молей NaOH, используя стехиометрический коэффициент реакции.

Согласно химическому уравнению реакции нейтрализации:
H2SO4 + 2NaOH -> Na2SO4 + 2H2O

Мы видим, что 1 моль H2SO4 соответствует 2 молям NaOH. Поэтому, количество молей NaOH будет:

Моли NaOH = 1,02 моль * (2 моль NaOH / 1 моль H2SO4) = 2,04 моль

Шаг 3: Расчет массы NaOH
Теперь, нам нужно определить массу гидроксида натрия (NaOH), используя количество молей, которые мы получили ранее, и молекулярную массу NaOH.

Молекулярная масса NaOH = 23,00 г/моль (Na) + 16,00 г/моль (O) + 1,01 г/моль (H) = 40,01 г/моль

Масса NaOH = моли NaOH * молекулярная масса NaOH = 2,04 моль * 40,01 г/моль = 81,65 г

Шаг 4: Перевод массы NaOH в тонны
Поскольку в задаче указано, что рассчет должен быть проведен на 1 тонну Na2SO4, нам нужно перевести массу NaOH в тонны.

Масса NaOH = 81,65 г = 81,65 г * 0,000001 тонн/г = 0,00008165 тонны

Ответ: Нам потребуется 0,00008165 тонны 10%-ной H2SO4 для нейтрализации NaOH при условии степени превращения серной кислоты 71% и расчете на 1 тонну Na2SO4.