дано:
- объем сероводорода (H2S) = 10,9 л (н. у.)
- объем раствора NaOH = 190 мл = 0,190 л
- массовая доля NaOH в растворе = 15%
- плотность раствора NaOH = 1,17 г/мл
найти:
1. Массовые доли веществ в полученном растворе.
решение:
1. Сначала найдем количество сероводорода в молях, используя уравнение состояния идеального газа:
n(H2S) = PV / RT
Где:
P = 101325 Па (атмосферное давление)
V = 10,9 л = 0,0109 м³
R = 8,314 Дж/(моль·К) (универсальная газовая постоянная)
T = 273 К (температура в н.у.)
Подставим значения:
n(H2S) = (101325 Па * 0,0109 м³) / (8,314 Дж/(моль·К) * 273 К) ≈ 0,48 моль
2. Реакция полного сгорания H2S с кислородом (O2) описывается уравнением:
2 H2S + 3 O2 → 2 SO2 + 2 H2O
Из уравнения видно, что для 2 моль H2S требуется 3 моль O2 и образуется 2 моль SO2 и 2 моль H2O. Для 0,48 моль H2S получится:
- количество SO2 = 0,48 моль H2S * (2 моль SO2 / 2 моль H2S) = 0,48 моль SO2
- количество H2O = 0,48 моль H2S * (2 моль H2O / 2 моль H2S) = 0,48 моль H2O
3. Теперь найдем массу продуктов:
- молярная масса SO2 = 64 г/моль
масса SO2 = 0,48 моль * 64 г/моль = 30,72 г
- молярная масса H2O = 18 г/моль
масса H2O = 0,48 моль * 18 г/моль = 8,64 г
4. Рассчитаем массу раствора NaOH:
масса раствора NaOH = объем раствора * плотность раствора
масса раствора NaOH = 0,190 л * 1170 г/л = 222,3 г
5. Найдем массу NaOH в растворе:
масса NaOH = масса раствора * массовая доля NaOH
масса NaOH = 222,3 г * 0,15 = 33,35 г
6. Теперь определим общий состав нового раствора:
- масса SO2 = 30,72 г
- масса H2O = 8,64 г
- масса NaOH = 33,35 г
7. Общая масса нового раствора:
масса нового раствора = масса SO2 + масса H2O + масса NaOH
масса нового раствора = 30,72 г + 8,64 г + 33,35 г = 72,71 г
8. Теперь найдем массовые доли веществ в новом растворе:
- массовая доля SO2 = (масса SO2 / масса нового раствора) * 100%
= (30,72 г / 72,71 г) * 100% ≈ 42,19%
- массовая доля H2O = (масса H2O / масса нового раствора) * 100%
= (8,64 г / 72,71 г) * 100% ≈ 11,87%
- массовая доля NaOH = (масса NaOH / масса нового раствора) * 100%
= (33,35 г / 72,71 г) * 100% ≈ 45,94%
ответ:
В полученном растворе будут находиться диоксид серы (SO2), вода (H2O) и гидроксид натрия (NaOH). Их массовые доли составляют примерно 42,19% для SO2, 11,87% для H2O и 45,94% для NaOH.