Дано:
- Объем сернистого газа (SO2) = 860 см³ = 0.860 л
- Объем воды = 900 см³ = 0.900 л
- Плотность образовавшегося раствора = 1.012 г/см³
Найти:
- Массовую долю и молярную концентрацию сернистой кислоты (H2SO3).
Решение:
1. Рассчитаем количество молей сернистого газа (SO2). При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22.4 л:
n(SO2) = Объем SO2 / Vм
n(SO2) = 0.860 л / 22.4 л/моль
n(SO2) ≈ 0.0384 моль
2. Реакция между SO2 и водой приводит к образованию сернистой кислоты по уравнению:
SO2 + H2O → H2SO3
Согласно уравнению, 1 моль SO2 реагирует с 1 моль воды, поэтому количество молей H2SO3 будет равно количеству молей SO2:
n(H2SO3) = n(SO2) = 0.0384 моль
3. Рассчитаем массу образовавшейся сернистой кислоты. Молярная масса H2SO3 составляет:
M(H2SO3) = 2 * M(H) + M(S) + 3 * M(O)
M(H2SO3) = 2 * 1.01 г/моль + 32.07 г/моль + 3 * 16 г/моль
M(H2SO3) ≈ 82.07 г/моль
Теперь найдем массу H2SO3:
m(H2SO3) = n(H2SO3) * M(H2SO3)
m(H2SO3) = 0.0384 моль * 82.07 г/моль
m(H2SO3) ≈ 3.15 г
4. Рассчитаем общую массу раствора. Масса воды равна:
m(H2O) = Объем воды * Плотность воды
Плотность воды ≈ 1 г/см³, следовательно:
m(H2O) = 900 см³ * 1 г/см³ = 900 г
Теперь найдем общую массу раствора:
m(раствора) = m(H2O) + m(H2SO3)
m(раствора) = 900 г + 3.15 г
m(раствора) ≈ 903.15 г
5. Теперь можем найти массовую долю сернистой кислоты в растворе:
массовая доля H2SO3 = (m(H2SO3) / m(раствора)) * 100%
массовая доля H2SO3 = (3.15 г / 903.15 г) * 100%
массовая доля H2SO3 ≈ 0.349 %
6. Найдем молярную концентрацию сернистой кислоты в растворе. Объем раствора составляет:
Объем раствора = Объем воды + Объем SO2
Объем раствора = 900 см³ + 860 см³ = 1760 см³ = 1.760 л
Молярная концентрация H2SO3:
C(H2SO3) = n(H2SO3) / V(раствора)
C(H2SO3) = 0.0384 моль / 1.760 л
C(H2SO3) ≈ 0.0218 моль/л
Ответ:
Массовая доля сернистой кислоты в растворе составляет примерно 0.349%, молярная концентрация около 0.0218 моль/л.