Question

Как решить задачу на олеум?

Условие задачи:

Из раствора серной кислоты, где число атомов водорода и кислорода, находящихся в соотношении 2,5:2, был получен олеум (в составе на 1 моль серной кислоты приходится 0,3 моль SO₃) массой 305 г. Определите число атомов серы в исходном растворе серной кислоты. (в расчетах брать округленные числа и дать приблизительный ответ)

Answer 1

В молекуле H2SO4 на 1 атом водорода приходится 2 атома кислорода, в молекуле H2O - 0,5, а в смеси 0,8. Допустим, на моль кислоты приходится х моль воды. Тогда количество атомов кислорода будет (4+х), а водорода (2+2х). Значит соотношение в смеси (4+х)/(2+2х)=0,8. Отсюда получаем х=4, т.е. в исходном растворе на 1 моль кислоты приходится 4 моля воды.

Значит для получения абсолютной серной кислоты (100 %) к смеси нужно добавить 4 моль SO₃. Получится 5 моль кислоты. Для получения олеума заданного состава нужно добавить ещё 1,5 моль SO₃. Общая масса олеума составит 5*98+1,5*80=490+120=­<wbr />610 г. На самом деле получено 305 г, т.е. в 2 раза меньше. Значит нужно исходить не из 1, а из 0,5 моль раствора серной кислоты.

Поскольку 1 моль серной кислоты содержит 1 моль атомов серы, то в исходном растворе было 0,5 моль атомов серы.

<hr />

А вот дальше непонятно. Такая красивая задача, и вдруг приходится заканчивать примитивных умножением на число Авогадро. Ну что ж. Надо, так надо.

В исходном растворе серной кислоты было 0,5*6,02*10^23=3,01*­<wbr />10^23 атомов серы. Округлённо это будет 3*10^23 или 30000000000000000000­<wbr />0000 атомов.

Answer 2

Олеум состоит 1 моль H2SO4 и 0,3 моль SO3. Или 98г H2SO4 +24г SO3 = 122г олеум.

122г ---98г H2SO4

305г ---х. х=245г.

SO3 + H2O = H2SO4

n = m/M = 245/98 = 2,5 моль H2SO4.

Теперь определяем число атомов Н и О.

1моль --- 2 Н и 4 О

2,5 ------5 Н и 10 О.

5 Н - это число атомов Н приходящего раствору H2SO4 (H2SO4 + H2O).

У нас соотношение H:O=2,5:2 или 2,5×х:2×х.

2,5×х=5. х=2.

В растворе 5 Н и 4 О.

А у нас 10 О. 10 - 4 = 6 О приходиться на SO3.

3 O ----1моль SO3

6 ------x. x=2моль

2 моль SO3 реагируя 2 моль H2O образует 2 моль H2SO4.

Или 98×2=196г H2SO4 образуется.

245-196=49г или 0,5 моль H2SO4 в растворе.

0,5 моль H2SO4 = 0,5 атом S.