Дано:
- Масса 12%-го раствора серной кислоты (H2SO4): 40 г
- Массовая доля серной кислоты в растворе: 12%
- Масса добавленного оксида серы (VI) (SO3): 4 г
Найти:
1. Массу серной кислоты в исходном растворе.
2. Общее количество вещества серной кислоты после добавления SO3.
3. Общую массу нового раствора.
4. Массовую долю серной кислоты в новом растворе.
Решение:
1. Рассчитаем массу серной кислоты в 12%-ом растворе:
m(H2SO4) = (12 / 100) * 40 г = 4.8 г.
2. Теперь определим, сколько молей серной кислоты и оксида серы (VI) имеется:
Молярная масса H2SO4 ≈ 98 г/моль.
Количество вещества H2SO4:
n(H2SO4) = m(H2SO4) / M(H2SO4) = 4.8 г / 98 г/моль ≈ 0.049 моль.
Молярная масса SO3 ≈ 80 г/моль.
Количество вещества SO3:
n(SO3) = m(SO3) / M(SO3) = 4 г / 80 г/моль = 0.05 моль.
3. При реакции серной кислоты с оксидом серы (VI) происходит образование серной кислоты:
H2SO4 + SO3 -> H2S2O7 (дисульфат).
Общая масса нового раствора будет равна:
m(нового раствора) = масса раствора H2SO4 + масса SO3 = 40 г + 4 г = 44 г.
4. Найдем массу итогового количества серной кислоты в новом растворе. В результате реакции масса серной кислоты не изменится, так как все вещество идет на образование нового продукта. С учетом реакции серная кислота остается в количестве:
m(итоговая H2SO4) = m(H2SO4) + m(SO3) = 4.8 г + 4 г = 8.8 г.
5. Теперь найдем массовую долю серной кислоты в новом растворе:
w(H2SO4) = (m(итоговая H2SO4) / m(нового раствора)) * 100% = (8.8 г / 44 г) * 100% ≈ 20%.
Ответ:
Массовая доля серной кислоты в новом растворе составляет примерно 20%.