Question

Рассчитайте растворимость оксида серы (IV) в воде (в литрах газа на 1 литр воды), если известно, что в сернистую кислоту переходит 38. 8% растворенного газа, степень диссоциации кислоты по первой ступени равна 8.6% (диссоциацией по второй ступени пренебречь), а концентрация ионов водорода в насыщенном растворе составляет 0.061 моль/л. Плотность раствора — 1.1 г/мл.  СРОЧНОООО!!!!!

Answer 1

Ответ:V(SO2) = 41,66 л/1 л H2O.

Объяснение:

Дано:

η(SO2) = 38,8%

α(H2SO3) = 8,6%

c(H+) = 0,061 моль/л

ρ(р-ра) = 1,1 г/мл

S(SO2) - ?

Решение

1.Введём обозначения: V(р-ра) = 1 л, ν(SO2) = x моль, тогда ν(H2SO3) = 0,388x моль.

2.Запишем уравнение реакции происходящей при растворении сернистого газа в воде.

x 0,388x

H2O + SO2 = H2SO3

Так как c(H+) = 0,061

моль/л, то cдис(H2SO3) = 0,061моль/л.

0,061 0,061

H2SO3 ⇄ H+ + HSO3-

3.Определим концентрацию сернистой кислоты в растворе. Используем формулу для

вычисления степени диссоциации:

α =cдис(H2SO3)/cобщ(H2SO3)

cобщ(H2SO3)= 0,061моль/л/0,086 cобщ(H2SO3)

= 0,709 моль/л

Следовательно,

в 1 л раствора содержится 0,709 моль киcлоты.

4.Зная степень превращения оксида серы (IV) в сернистую

кислоту, можно рассчитать количество вещества растворённого оксида серы(IV).

ν(H2SO3)= 0,388x моль

ν(H2SO3)= 0,709 моль

Следовательно:

0,388x = 0,709 моль

х = 1,828 моль

ν(SO2) = 1,828 моль

5.Рассчитаем объём сернистого газа по известному количеству вещества его:

V(SO2)= ν(SO2) * Vm

V(SO2)= 1,828 моль * 22,4 л/моль

V(SO2) = 40,9472 л

6.Рассчитаем массу серистого газа растворённого в 1 л раствора:

m(SO2)= ν(SO2) * М(SO2)

m(SO2)= 1,828 моль * 64 г/моль

m(SO2) = 117 г

7.По плотности и известному объёму рассчитаем массу раствора объёмом 1 л.

m(р-ра) = ρ(р-ра) * V(р-ра)

m(р-ра) = 1,1г/мл * 1000 мл

m(р-ра) = 1100 г

8.Рассчитаем массу воды в одном литре раствора

m(H2O)= m(р-ра) - m(SO2)

m(H2O) = 1100 г - 117 г

m(H2O) = 983 г

Плотность воды

равна 1 г/мл следовательно, объём 983 г воды равен 983 мл или 0,983 л.

9.Используя понятие о растворимости, рассчитаем, сколько литров сернистого газа находится в 1 л воды.

1л воды содержит у л SO2

0,983л воды содержит 40,9472 л SO2

у= 40,9472л * 1 л/0,983 л

у= 41,66л

V(SO2 в 1 л воды) =41,66 л

Ответ: S(SO2) = 41,66 л/1 л H2O.

Answer 2

Для решения этой задачи необходимо использовать реакцию диссоциации оксида серы (IV) в воде:

SO2 + H2O ⇌ H2SO3

Известно, что степень диссоциации кислоты по первой ступени (α1) равна 8.6%. Это означает, что 8.6% молей H2SO3 диссоциируются на ионы H+ и HSO3-:

H2SO3 ⇌ H+ + HSO3-

Таким образом, концентрация ионов водорода (H+) в насыщенном растворе составляет 0.061 моль/л.

Теперь мы можем найти концентрацию H2SO3 в насыщенном растворе. Поскольку степень диссоциации по первой ступени составляет 8.6%, это означает, что только 8.6% молей H2SO3 диссоциировали, а остальные 91.4% остались недиссоциированными:

Концентрация H2SO3 = Концентрация H+ = 0.061 моль/л

Так как плотность раствора равна 1.1 г/мл, это означает, что 1 литр раствора содержит 1.1 кг = 1100 г раствора.

Молярная масса H2SO3 = 2 * молярная масса H + молярная масса S + 3 * молярная масса O = 2 * 1.008 + 32.06 + 3 * 16 = 82.06 г/моль

Масса H2SO3 в 1 литре раствора = Концентрация H2SO3 * Молярная масса H2SO3 = 0.061 моль/л * 82.06 г/моль = 5.001 г

Масса растворителя (воды) в 1 литре раствора = Масса раствора - Масса H2SO3 = 1100 г - 5.001 г = 1094.999 г

Теперь мы можем рассчитать растворимость оксида серы (IV) в воде. Растворимость оксида серы (IV) обозначим как x (в литрах газа на 1 литр воды).

SO2 + H2O ⇌ H2SO3

Молярное соотношение между SO2 и H2SO3 в реакции составляет 1:1.

Таким образом, масса SO2 в 1 литре раствора = Масса H2SO3 = 5.001 г

Молярная масса SO2 = 32.06 г/моль

Количество молей SO2 = Масса SO2 / Молярная масса SO2 = 5.001 г / 32.06 г/моль = 0.156 моль

Так как SO2 полностью диссоциирует, количество молей SO2 равно количеству молей H2SO3.

Растворимость оксида серы (IV) = Количество молей SO2 / Масса растворителя (воды) = 0.156 моль / 1094.999 г = 0.000142 л/л

Таким образом, растворимость оксида серы (IV) в воде составляет 0.000142 л/л (или около 0.142 мл/л).