Серную кислоту долгое время получали исключительно нитрозным методом, сущность которого заключается в окислении оксида серы (IV) оксидом азота (IV) в присутствии воды:
$SO_{2} + NO_{2} + H_{2}O = H_{2}SO_{4} + NO$
Массовая доля кислоты, получаемой этим методом, составляла 75− 76%, что вместе с содержанием в ней оксидов азота ограничивало её применение.
Рассчитайте массы прореагировавших оксида серы (IV) и воды, если было получено 100 л серной кислоты с массовой долей 74 % (плотность 1,66 кг/л). (Ответ: 80,2 кг; 22,6 кг.)
Дано:
ω = 74%
V ($H_{2}SO_{4}$) = 100 л
ρ = 1,66 кг/л
Найти:
m ($SO_{2}$) − ?
m ($H_{2}O$) − ?
Решение:
$SO_{2} + NO_{2} + H_{2}O = H_{2}SO_{4} + NO$
$m_{р-ра}$ ($H_{2}SO_{4}$) = V ($H_{2}SO_{4}$) * ρ = 100 * 1,66 = 166 кг = 166.000 г
m ($H_{2}SO_{4}$) = $m_{р-ра}$ ($H_{2}SO_{4}$) * ω = 166.000 * 0,74 = 122.840 г
M ($H_{2}SO_{4}$) = 2 * 1 + 32 + 4 * 16 = 98 г/моль
n ($H_{2}SO_{4}$) = $\frac{m}{M}$ = $\frac{122.840}{98}$ = 1253,5 моль
n ($SO_{2}$) = m ($H_{2}O$) = n ($H_{2}SO_{4}$) = 1253,5 моль
M ($SO_{2}$) = 32 + 2 * 16 = 64 г/моль
M ($H_{2}O$) = 2 * 1 + 16 = 18 г/моль
m ($SO_{2}$) = n * M = 1253,5 * 64 = 80.224 = 80,2 кг
m ($H_{2}O$) = n * M = 1253,5 * 18 = 22.563 = 22,6 кг
Ответ: m ($SO_{2}$) = 80.224 = 80,2 кг; m ($H_{2}O$) = 22,6 кг.
