Масса серной кислоты по выходу на двух стадиях
48 г серы сожгли в избытке кислорода, а полученный газ пропустили через избыток бромной воды. Вычислите массу полученной серной кислоты, если выход продукта на первой стадии равен 80%, а на второй — 65%.
Дано
`m(S) = 48 text{ г}`
`η_1(SO_2) = 80%`
`η_2(H_2SO_4) = 65%`
Найти
`m(H_2SO_4) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнения реакций:
`S + O_2 = SO_2`
`SO_2 + Br_2 + 2H_2O = H_2SO_4 + 2HBr`
Найдём количество вещества серы:
`n(S) = (m(S))/(M(S)) = 48/32 = 1.5 text{ моль}`
Согласно первому уравнению теоретическое количество вещества оксида серы(IV) равно количеству вещества серы:
`n_text{теор.}(SO_2) = n(S) = 1.5 text{ моль}`
С учётом выхода 80% найдём практическое количество вещества SO₂:
`n_text{практ.}(SO_2) = (η_1(SO_2)*n_text{теор.}(SO_2))/100 = (80*1.5)/100 = 1.2 text{ моль}`
Согласно второму уравнению, теоретическое количество вещества H₂SO₄ равно количеству SO₂:
`n_text{теор.}(H_2SO_4) = n_text{практ.}(SO_2) = 1.2 text{ моль}`
Найдём теоретическую массу серной кислоты:
`m_text{теор.}(H_2SO_4) = n_text{теор.}(H_2SO_4)*M(H_2SO_4) = 1.2*98 = 117.6 text{ г}`
Рассчитаем практическую массу серной кислоты:
`m_text{практ.}(H_2SO_4) = (η_2(H_2SO_4)*m_text{теор.}(H_2SO_4))/100 = (65*117.6)/100 = 76.44 text{ г}`
Ответ
`m(H_2SO_4) = 76.44 text{ г}`