Яка кількість речовини сульфур(vi) оксиду та яка маса води необхідні для отримання сульфатної кислоти з заданою масою?

Грей

36

Для решения данной задачи нам понадобится применить химические уравнения и стехиометрические соотношения.

Сначала определим химическое уравнение реакции, которая описывает превращение сульфур(VI) оксида в сульфатную кислоту.

Уравнение реакции:
\[SO_3 + H_2O → H_2SO_4\]

Из уравнения видно, что одна молекула сульфур(VI) оксида реагирует с одной молекулой воды, образуя одну молекулу сульфатной кислоты.

Задача требует определить, сколько сульфур(VI) оксида искомо и сколько массы воды необходимо для получения заданной массы сульфатной кислоты.

Для начала, мы должны знать молярные массы соответствующих веществ:
\[M_{SO_3} = 80.06 \, \text{г/моль}, M_{H_2O} = 18.02 \, \text{г/моль}, M_{H_2SO_4} = 98.09 \, \text{г/моль}\]

Для нахождения количества сульфур(VI) оксида и воды применим следующие формулы:

Количество вещества (\(n\)) выражается через массу (\(m\)) и молярную массу (\(M\)) следующим образом:
\[n = \frac{m}{M}\]

Расчет количества сульфур(VI) оксида:
\[n_{SO_3} = \frac{m_{H_2SO_4}}{M_{H_2SO_4}}\]

Расчет количества воды:
\[n_{H_2O} = \frac{m_{H_2O}}{M_{H_2O}}\]

В итоге получим количество вещества сульфур(VI) оксида (\(n_{SO_3}\)) и воды (\(n_{H_2O}\)), необходимых для получения заданной массы сульфатной кислоты (\(m_{H_2SO_4}\)).

Например, если нам известно, что для получения 10 г сульфатной кислоты (\(m_{H_2SO_4} = 10 \, \text{г}\)), рассчитаем необходимые количества сульфур(VI) оксида и воды следующим образом:

\[n_{SO_3} = \frac{m_{H_2SO_4}}{M_{H_2SO_4}} = \frac{10 \, \text{г}}{98.09 \, \text{г/моль}} = 0.102 \, \text{моль}\]

\[n_{H_2O} = \frac{m_{H_2O}}{M_{H_2O}} = \frac{m_{H_2SO_4}}{M_{H_2O}} = \frac{10 \, \text{г}}{18.02 \, \text{г/моль}} = 0.555 \, \text{моль}\]

Таким образом, для получения 10 г сульфатной кислоты нам потребуется 0.102 моль сульфур(VI) оксида и 0.555 моль воды.

Обратите внимание, что решение данной задачи предполагает идеальные условия, при которых реакция протекает полностью и без потерь веществ.