дано:
- объем раствора NaOH = 200 мл = 0,2 л
- массовая доля NaOH = 18%
- плотность раствора = 1,2 г/мл
- масса оксида натрия (Na2O) = 13,02 г
найти:
- максимальный объем сернистого газа (SO2), который может быть поглощен полученным раствором
решение:
1. Сначала рассчитаем массу NaOH в 200 мл 18% раствора:
масса раствора = объем * плотность = 0,2 л * 1,2 г/мл = 240 г.
Масса NaOH = 18% от массы раствора = 0,18 * 240 г = 43,2 г.
2. Теперь рассчитаем количество молей NaOH:
Молярная масса NaOH ≈ 23 + 16 + 1 = 40 г/моль.
Количество молей NaOH = масса / молярная масса = 43,2 г / 40 г/моль = 1,08 моль.
3. Рассчитаем количество молей Na2O:
Молярная масса Na2O ≈ 23*2 + 16 = 62 г/моль.
Количество молей Na2O = масса / молярная масса = 13,02 г / 62 г/моль ≈ 0,21 моль.
4. Теперь определим общее количество щелочи в растворе:
Реакция между Na2O и водой:
Na2O + H2O → 2NaOH
Для полного превращения 1 моль Na2O требуется 1 моль воды и образуется 2 моль NaOH.
Значит, 0,21 моль Na2O даст 0,42 моль NaOH.
5. Общее количество NaOH в растворе после добавления Na2O:
Общее количество NaOH = 1,08 моль + 0,42 моль = 1,50 моль.
6. Теперь определим максимальное количество сернистого газа (SO2), которое может быть поглощено раствором NaOH.
Реакция поглощения SO2 с NaOH:
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O
Из уравнения видно, что на 1 моль SO2 требуется 2 моль NaOH.
Максимальное количество SO2, которое может быть поглощено:
Количество SO2 = (количество NaOH / 2) = 1,50 моль / 2 = 0,75 моль.
7. Рассчитаем объем SO2 при нормальных условиях:
Объём одного моля газа при н.у. ≈ 22,4 л/моль.
Объем SO2 = количество SO2 * 22,4 л/моль = 0,75 моль * 22,4 л/моль = 16,8 л.
ответ:
Максимальный объем сернистого газа, который может быть поглощен полученным раствором, составляет 16,8 л.