Дано:
- объём сернистого газа (SO2) V(SO2) = 320 см³ = 0,320 дм³ (н. у.)
- объём воды V(воды) = 400 см³ = 0,400 дм³
Найти:
- массовую долю сернистой кислоты (H2SO3) в полученном растворе.
Решение:
1. Найдём количество вещества сернистого газа, используя уравнение состояния идеального газа. При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л:
n(SO2) = V(SO2) / 22,4 = 0,320 дм³ / 22,4 дм³/моль.
2. Выполним расчёт:
n(SO2) ≈ 0,0143 моль.
3. При растворении сернистого газа в воде образуется сернистая кислота по реакции:
SO2 + H2O → H2SO3.
Это означает, что количество образующейся сернистой кислоты будет равно количеству сернистого газа:
n(H2SO3) = n(SO2) = 0,0143 моль.
4. Теперь найдём массу сернистой кислоты:
Моекулярная масса H2SO3 = 2 * M(H) + M(S) + 3 * M(O) = 2 * 1 + 32 + 3 * 16 = 98 г/моль.
m(H2SO3) = n(H2SO3) * М(H2SO3) = 0,0143 моль * 98 г/моль ≈ 1,40 г.
5. Теперь найдём общую массу раствора:
m(раствора) = m(воды) + m(H2SO3).
Предполагая, что плотность воды примерно равна 1 г/см³, получаем:
m(воды) = V(воды) * плотность(воды) = 400 см³ * 1 г/см³ = 400 г.
Теперь рассчитываем массу раствора:
m(раствора) = 400 г + 1,40 г = 401,40 г.
6. Рассчитаем массовую долю сернистой кислоты в растворе:
ω = m(H2SO3) / m(раствора) * 100%.
Подставим известные значения:
ω = 1,40 г / 401,40 г * 100%.
7. Выполним расчёт:
ω ≈ 0,348 %.
Ответ:
Массовая доля сернистой кислоты в полученном растворе составляет примерно 0,348 %.