СЕРНАЯ КИСЛОТА И ОЛЕУМ 

СЕРНАЯ КИСЛОТА И ОЛЕУМ

Олеум – это раствор триоксида серы SO₃ в безводной серной кислоте (H₂SO₄ – растворитель,   SO₃ – растворенное вещество). При разбавлении олеума водой получается либо безводная серная кислота, либо ее раствор – в зависимости от того, сколько добавлено воды. Наоборот, при добавлении SO₃  к раствору серной кислоты этот раствор может стать более концентрированным раствором, безводной серной кислотой или олеумом – опять же, в зависимости от количества добавляемого триоксида.

Задача. 111. Какая масса триоксида серы потребуется для перевода
50 г 95,5% раствора серной кислоты в безводную кислоту? 

Решение. 

Чтобы превратить этот раствор в безводную серную кислоту, нужно избавиться от воды. Ее в растворе будет  100% — 95,5% = 4,5%, а  масса и количество вещества составят: 

m (H₂O) = 50 г • 4,5% = 2,25 г 

n (H₂O) = m : M = 2,25 : 18 = 0,125 моль 

Эта вода соединится с триоксидом серы, превращаясь в серную кислоту: 

0,125      0,125 

SO₃   +   H₂O  →   H₂SO₄ 

m (SO₃) = M • n = 80 • 0,125 = 10 г. 

Задача 112. В 40 г 20% раствора серной кислоты растворено 60 г триоксида серы. Какова массовая доля кислоты во вновь полученном растворе? 

Решение. 

Сначала определим массу серной кислоты и воды в исходном растворе: 

m₁ (H₂SO₄) = 40 г • 20% = 8 г 

m (H₂O) = 40 г – 8 г = 32 г ( n = 1,8 моль) 

60 г добавленного SO₃ – это 60 г :  80 г/моль = 0,75 моль. Следовательно, при его взаимодействии с водой в избытке окажется вода, и полученная кислота будет не безводной, а лишь концентрированной. Определим массу образующейся серной кислоты:       

0,75                            0,75 

SO₃   +    H₂O   →    H₂SO₄                       m₂  (H₂SO₄) =  98 • 0,75 = 73,5 г 

После добавления  SO₃   масса серной кислоты в получающемся  растворе 

окажется равной 8 г + 73,5 г = 81,5 г,  а масса всего раствора = 40 г + 60 г =      100 г.

Отсюда: 

ώ₂ (H₂SO₄) = 81,5 г : 100 г = 0,815 = 81,5% 

Задача. 113. Сколько триоксида серы нужно растворить в 200 г 95,5% серной кислоты, чтобы получить 20%-ный олеум? 

Решение. 

Массовая доля воды в исходном растворе равна 100% — 95,5% = 4,5%, а масса ее составит 200 г • 4,5% = 9 г (0,5 моль). Сначала вычислим, сколько SO₃ нужно для превращения исходного раствора в безводную кислоту,  и какая масса кислоты при этом получится: 

0,5             0,5               0,5 

SO₃   +    H₂O   →    H₂SO₄ 

m₁ (SO₃) = 80 • 0,5 = 40 г               m₂ (H₂SO₄) = 98 • 0,5 = 49 г 

В исходном растворе было 200 г –  9 г = 191 г серной кислоты, и вместе с вновь образовавшейся кислотой ее оказалось 191 + 49 = 240 г, что составляет в олеуме 100% — 20% = 80%. Дальнейшие расчеты: 

240 г   →   80%      (H₂SO₄) 

х  г    →     20%       (SO₃)               m₂ (SO₃) =  60 г. 

Общая масса   SO₃, который нужно добавить к исходному  раствору, составит

40 г + 60 г = 100 г. 

Была  ли вам полезна эта статья? Поделитесь, пожалуйста.