Question

Какой объем сернистого газа задержится раствором 5,6 г КОН в поглотительной склянке по приведенной схеме? SO2 + 2KOH = K2SO3 + H2O

Answer 1

Решение представлено во вложении

Answer 2

Для решения этой задачи нужно воспользоваться законом Генри. Закон Генри описывает зависимость растворимости газа в жидкости от давления и можно записать в следующей форме:

P = k * x

где P - давление газа над жидкостью, k - константа Генри, зависящая от свойств газа и жидкости, x - мольная доля газа в растворе.

В данной реакции растворяется газ SO2, и мы хотим найти его мольную долю x в растворе. Так как изначально нет других газов, то можно записать уравнение для SO2 следующим образом:

P(SO2) = k(SO2) * x(SO2)

где P(SO2) - давление SO2 над раствором (считаем равным атмосферному давлению), k(SO2) - константа Генри для SO2, x(SO2) - мольная доля SO2 в растворе.

Теперь, когда у нас есть связь между давлением и мольной долей SO2 в растворе, нам необходимо определить количество вещества SO2, которое растворилось в растворе. Для этого можно воспользоваться массой КОН и уравнением реакции.

Масса КОН = 5.6 г Молярная масса КОН (KOH) = 56 г/моль Масса SO2 = молярная масса SO2 * мольная доля SO2 в растворе

Мольная масса SO2 = 64 г/моль

Теперь нужно определить количество молей KOH, участвующих в реакции, и затем учесть, что соотношение между SO2 и KOH в реакции 1:2.

Моль KOH = масса КОН / молярная масса КОН

Моль SO2 = (моль KOH) * 1/2

Теперь, когда у нас есть количество молей SO2, можно найти его мольную долю в растворе:

x(SO2) = количество молей SO2 / общее количество молей в растворе

Общее количество молей в растворе = количество молей SO2 + количество молей KOH

Наконец, используя уравнение закона Генри, можно найти объем SO2 в растворе:

V(SO2) = P(SO2) * V(раствор) / R * T

где V(SO2) - объем SO2 в растворе, V(раствор) - объем раствора, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

В данной задаче предполагаем, что объем раствора достаточно большой, чтобы объем SO2 не влиял на его растворимость, поэтому V(SO2) будет примерно равен V(раствор).

Таким образом, необходимо выполнить следующие шаги:

1. Найти количество молей KOH: Моль KOH = 5.6 г / 56 г/моль = 0.1 моль

2. Найти количество молей SO2: Моль SO2 = 0.1 моль * 1/2 = 0.05 моль

3. Найти общее количество молей в растворе: Общее количество молей = 0.05 моль (SO2) + 0.1 моль (KOH) = 0.15 моль

4. Найти мольную долю SO2 в растворе: x(SO2) = 0.05 моль (SO2) / 0.15 моль (общее количество молей) = 1/3

5. Используя уравнение закона Генри, найти объем SO2 в растворе: V(SO2) = P(SO2) * V(раствор) / R * T

Поскольку давление SO2 (P(SO2)) над раствором считаем равным атмосферному давлению (1 атмосфера), а объем раствора (V(раствор)) можно считать равным объему поглотительной склянки, температуру (T) также можно предположить (например, 25°C или 298 К), и универсальная газовая постоянная (R) равна 0.0821 л * атм/(моль * К), мы можем рассчитать объем SO2 в растворе.