Рассчитайте массу серного ангидрида, который может быть получен при термическом разложении гидросульфата натрия массой 20 г, если выход реакции составляет 85% на первой стадии разложения и 70% — на второй.
Ответ приведите в граммах с точностью до целых.
Answers & Comments
Дано:
m(NaHSO₄) = 20 гр
η(Na₂S₂O₇) = 85%
η(SO₃) = 70%
------------------------------
Найти:
m пр.(SO₃) - ?
Решение:
1) Для начала мы запишем уравнений реакций, именно по таким реакциям мы найдем массу серного ангидрида:
2NaHSO₄ (t°C) → Na₂S₂O₇ + H₂O - (1-я стадия)
Na₂S₂O₇ (t°C) → Na₂SO₄ + SO₃↑ - (2-я стадия)
2) Далее мы находим теоретическую массу у пиросульфата натрия из 1-ой стадий:
M(NaHSO₄) = 23+1+32+16×4 = 56+64 = 120 гр/моль
n(NaHSO₄) = m(NaHSO₄)/M(NaHSO₄) = 20 гр / 120 гр/моль ≈ 0,17 моль ⇒ n(Na₂S₂O₇) = 1/2 × n(NaHSO₄) = 1/2 × 0,17 моль = 0,085 моль
M(Na₂S₂O₇) = 23×2+32×2+16×7 = 46+64+112 = 222 гр/моль
m теор.(Na₂S₂O₇) = n(Na₂S₂O₇)×M(Na₂S₂O₇) = 0,085 моль × 222 гр/моль = 18,87 гр
3) Теперь мы находим практическую массу у пиросульфата натрия из 1-ой стадий:
η(Na₂S₂O₇) = m пр.(Na₂S₂O₇)/m теор.(Na₂S₂O₇) × 100% ⇒
m пр.(Na₂S₂O₇) = η(Na₂S₂O₇)×m теор.(Na₂S₂O₇) / 100% = 85% × 18,87 гр / 100% = 0,85 × 18,87 гр ≈ 16,04 гр
4) Далее мы найдем теоретическую массу у серного ангидрида из 2-ой стадий:
n(Na₂S₂O₇) = m пр.(Na₂S₂O₇) / M(Na₂S₂O₇) = 16,04 гр / 222 гр/моль ≈ 0,072 моль ⇒ n(SO₃) = n(Na₂S₂O₇) = 0,072 моль
M(SO₃) = 32+16×3 = 32+48 = 80 гр/моль
m теор.(SO₃) = n(SO₃)×M(SO₃) = 0,072 моль × 80 гр/моль = 5,76 гр
5) Теперь находим практическую массу у серного ангидрида:
η(SO₃) = m пр.(SO₃)/m теор.(SO₃) × 100% ⇒ m пр.(SO₃) = η(SO₃)×m теор.(SO₃) / 100% = 70% × 5,76 гр / 100% = 0,7 × 5,76 гр = 4,032 гр ≈ 4 гр
Ответ: m пр.(SO₃) = 4 гр