В 400 мл воды растворили 40 г оксида серы (VI) (н. у.). Вычислите массовую долю серной кислоты в полученном рас-творе.
Для выполнения задачи сначала нужно определить, сколько серной кислоты (H₂SO₄) образуется в результате растворения оксида серы (VI), который имеет формулу SO₃.
- Рассчитаем количество вещества SO₃:
Молярная масса SO₃:
- S: 32 г/моль
- O: 16 г/моль
- Молярная масса SO₃ = 32 + (16 * 3) = 32 + 48 = 80 г/моль
Количество вещества SO₃: \[ n = \frac{m}{M} = \frac{40 \, \text{г}}{80 \, \text{г/моль}} = 0.5 \, \text{моль} \]
Поскольку 1 моль SO₃ реагирует с 1 моль воды, образуя 1 моль H₂SO₄, то из 0.5 моль SO₃ получится 0.5 моль H₂SO₄.
Рассчитаем массу серной кислоты:
Молярная масса H₂SO₄:
- H: 1 г/моль (2 водорода)
- S: 32 г/моль
- O: 16 г/моль (4 кислорода)
Молярная масса H₂SO₄ = (1 * 2) + 32 + (16 * 4) = 2 + 32 + 64 = 98 г/моль
Масса H₂SO₄: \[ m(H₂SO₄) = n \times M = 0.5 \, \text{моль} \times 98 \, \text{г/моль} = 49 \, \text{г} \]
- Найдем общую массу раствора. Поскольку сначала было 400 мл воды, и учтем массу воды:
Плотность воды примерно 1 г/мл, поэтому 400 мл воды = 400 г.
Масса раствора: \[ m_{\text{раствора}} = m_{\text{воды}} + m_{\text{H₂SO₄}} = 400 \, \text{г} + 49 \, \text{г} = 449 \, \text{г} \]
- Теперь можем вычислить массовую долю серной кислоты в растворе: \[ \omega(H₂SO₄) = \frac{m(H₂SO₄)}{m_{\text{раствора}}} \times 100\% = \frac{49 \, \text{г}}{449 \, \text{г}} \times 100\% \approx 10.9\% \]
Таким образом, массовая доля серной кислоты в полученном растворе составляет примерно \( 10.9\% \).
