Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Все продукты реакции остаются в полученном растворе

Читайте также:
  1. Superfood. Действительно ли эти суперпродукты так необходимы?
  2. V. Компьютеры, периферийные устройства, программные продукты
  3. Аллергические реакции
  4. Белки и белковые продукты
  5. Белки и белковые продукты
  6. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГЕНОТИПА И СРЕДЫ КАК ФУНКЦИЯ НОРМЫ РЕАКЦИИ
  7. Влияние реакции якоря на магнитный поток машины

Как отмечено с. 8, в этих случаях масса полученного раствора равна сумме масс исходных компонентов(веществ или растворов) ине зависит от того, что и в каком количестве получается из них в результате химической реакции.

Наиболее распространенной задачей этого типа является расчет концентрации веществ в растворе, полученном при сливании растворов кислоты и щелочи (образование нового раствора сопровождается реакцией нейтрализации):

H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O

При этом возможны три варианта состава полученного раствора:

а) если кислота и щелочь взяты в эквивалентных количествах, то в полученном растворе будет только соль;

б) если в избытке взята кислота, то полученный раствор, содержит соль и остаток кислоты;

в) если в избытке взята щелочь, то полученный раствор содержит соль и остаток щелочи.

Варианты (б) и (в) рассчитываются однотипно: сначала определяют реагент, взятый в недостатке, а затем по его количеству рассчитывают (с помощью уравнения реакции) количество образовавшейся соли и количество оставшегося в избытке реагента.

Пример 1. Рассчитать состав и w(X) в растворе, полученном при сливании 200 г раствора w(KOH) = 0,15 и 150 г раствора w(H2SO4) = 0,3

Решение: H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O

Обозначим: m1 – масса исходного раствора KOH;

m2 – масса исходного раствора H2SO4;

m3 – масса полученного раствора.

Для определения состава раствора:

а) определим массу кислоты и щелочи в исходных растворах

m(KOH) = w(KOH) × m1 = 0,15 × 200 = 30 г

m(H2SO4) = w(H2SO4) × m2 = 0,3 × 150 = 45 г

б) определим количество кислоты и щелочи в исходных растворах:

n(KOH) = 30/56 = 0,54 моль

n(H2SO4) = 45 /98 = 0,46 моль

в) определим, какой реагент в недостатке:

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль кислоты расходуется 2 моль щелочи; тогда на 0,46 моль H2SO4 требуется 0,92 моль KOH, а прилили только 0,54 моль. Следовательно, в недостатке щелочь, поэтому она прореагирует полностью, и материальный баланс считаем далее по ее количеству;

в) из уравнения реакции видно, что количество прореагировавшей кислоты равно количеству образовавшейся соли и вдвое меньше количества прореагировавшей щелочи.

Тогда состав полученного раствора: n(K2SO4) = 0,27 моль,

n(H2SO4) = 0,92 – 0,27 = 0,65 моль

г) рассчитаем w(K2SO4) и w(H2SO4): w(X) = m(X)/mр–ра

т.к. все реагенты остались в растворе, то масса полученного раствора

m3= m1 + m2 = 200 + 150 = 350 г.

тогда w(H2SO4) = n(H2SO4) × M(H2SO4)/ m3 = 0,65 × 98/350= 0,182 (18,2%);

w(K2SO4) = n(K2SO4) × M(K2SO4)/ m3 = 0,27 × 208/(150 + 200) = 0,16 (16%);

Ответ: w(H2SO4) = 0,182; w(K2SO4) = 0,16

Пример 2. Рассчитать объем раствора серной кислоты w(H2SO4) = 0,25 плотностью 1,2 г/мл, который необходимо добавить к 200 мл щелочи w1(KOH) = 0,2 плотностью 1,1 г/мл для уменьшения концентрации щелочи до w2(KOH) = 0,15

Решение: Уравнение реакции 2KOH + H2SO4 = K2SO4 + 2H2O

Обозначим: m1 – масса исходного раствора KOH;

m2 – масса KOH в исходном растворе;

m3 – масса добавленного раствора H2SO4;

m4 – масса H2SO4 в добавленном растворе;

m5 – масса KOH, вступившего в реакцию.

Преобразуем расчетное уравнение под условие задачи:

w2(KOH) = m(KOH)/mр–ра = (m2 – m5)/(m1 + m3) = 0,15

Очевидно, что решение задачи сводится к тому, чтобы из полученного уравнения рассчитать массу раствора серной кислоты (m3), а затем и его объем.

1) Рассчитаем массу исходного раствора щелочи (m1) и массу KOH в нем (m2):

m1 = Vр–ра × ρр–ра = 200 × 1,1 = 220 г;

из w(KOH) = m(KOH)/mрра = m2/m1 = 0,2 получим

m2 = 0,2 × m1 = 0,2 × 220 = 44 г

2) С учетом уравнения реакции выразим массу KOH, вступившего в реакцию (m5), через массу добавленного раствора кислоты (m3), для этого:

а) с помощью уравнения реакции выразим количество прореагировавшей щелочи через количество добавленной кислоты: n(KOH) = 2n(H2SO4);

б) выразим количество H2SO4 через ее массу:

n(H2SO4) = m(H2SO4)/M(H2SO4) = m4/98;

в) выразим массу серной кислоты через массу ее раствора (m3):

из w(H2SO4) = m(H2SO4)/mрра = m4/m3 = 0,25 получим m4 = 0,25 × m3;

г) с учетом (б) и (в) получим: n(H2SO4) = 0,25 × m3/98 = 0,00255m3;

д) с учетом (а) и (г) получим: n(KOH) = 2n(H2SO4) = 0,0051m3;

е) выразив в последнем уравнении n(KOH) через его массу (m 5), получим:

n(KOH) = m(KOH)/M(KOH) = m5/56 = 0,0051m3, откуда

m5 = 56 × 0,0051 m3 = 0,286 m3

ж) подставив результаты, полученные в (1) и выражение m5 в исходное расчетное уравнение, получим: w2(KOH) = (44 – 0,286m3)/(220 + m3) = 0,15;

откуда m3 = 25,3 г; тогда объем раствора кислоты V = 25,3/1,2 = 21 мл

Ответ: 21 мл

Пример 3. Рассчитать w(H2SO3) в растворе, полученном при растворении 15л

SO2 в 1л воды (превращение ангидрида в кислоту считать полным).

Решение: Напишем схему превращения: SO2 + H2O ® H2SO3

w(H2SO3) = m(H2SO3)/mрра = m(H2SO3)/[m(H2O) + m(SO2)]

а) рассчитаем m(SO2) = n(SO2) × M(SO2) = V(SO2) × M(SO2)/VM =

= 15 × 64/22,4 = 42,86 г

б) рассчитаем m(H2SO3) с учетом того, что n(H2SO3) = n(SO2):

m(H2SO3) = n(H2SO3) × M(H2SO3) = n(SO2) × M(H2SO3) = 15 × 82/22,4 = 54,91 г

в) w(H2SO3) = m(H2SO3)/[m(H2O) + m(SO2)] = 54,91/(1000 + 42,86) = 0,053

Ответ: w(H2SO3) = 0,053


Дата добавления: 2015-10-31; просмотров: 139 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Молярная концентрация растворенного вещества или молярность раствора. | Пересчет массовой доли растворенного вещества в молярность раствора | Задачи для самостоятельной работы |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
В виде осадков или газов.| Расчет массы (или объема) компонентов для приготовления раствора с заданной молярностью, с(X)

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.008 сек.)