Массовые доли веществ в растворе после сжигания серы

`m(S) = 0.8 text{ г}`

`m_text{исх.}(р-ра) = 100 text{ г}`

`ω_text{исх.}(NaOH) = 4%`

`ω(в-в) = text{ ?}`

Запишем уравнения реакций серы с кислородом:

`S + O_2 = SO_2`

Найдём количество вещества серы:

`n(S) = (m(S))/(M(S)) = 0.8/32 = 0.025 text{ моль}`

Согласно первому уравнению, количество вещества `SO_2` равно количеству серы:

`n(SO_2) = n(S) = 0.025 text{ моль}`

Найдём массу гидроксида натрия в исходном растворе:

`m_text{исх.}(NaOH) = (ω_text{исх.}(NaOH)*m_text{исх.}(р-ра))/100 = (4*100)/100 = 4 text{ г}`

Найдём количество вещества гидроксида натрия:

`n_text{исх.}(NaOH) = (m_text{исх.}(NaOH))/(M(NaOH)) = 4/40 = 0.1 text{ моль}`

Сравним количества `SO_2` и `NaOH`. Для полного образования сульфита натрия требуется `2*n(SO_2) = 0.05 text{ моль}` `NaOH`. Так как `n_text{исх.}(NaOH) = 0.1 text{ моль} > 0.05 text{ моль}`, то `SO_2` полностью прореагирует с образованием `Na_2SO_3`. Запишем реакцию:

`SO_2 + 2NaOH = Na_2SO_3 + H_2O`

Рассчитаем избыток `NaOH`:

`n_text{изб.}(NaOH) = n_text{исх.}(NaOH) - 2*n(SO_2) = 0.1 - 2*0.025 = 0.05 text{ моль}`

Количество вещества образовавшегося сульфита натрия:

`n(Na_2SO_3) = n(SO_2) = 0.025 text{ моль}`

Найдём массу сульфита натрия:

`m(Na_2SO_3) = n(Na_2SO_3)*M(Na_2SO_3) = 0.025*126 = 3.15 text{ г}`

Найдём массу избытка гидроксида натрия:

`m_text{изб.}(NaOH) = n_text{изб.}(NaOH)*M(NaOH) = 0.05*40 = 2 text{ г}`

Масса раствора увеличилась на массу оксида серы(IV), найдем массу оксида:

`m(SO_2) = n(SO_2)*M(SO_2) = 0.025*64 = 1.6 text{ г}`

Найдём массу полученного раствора. Масса раствора увеличилась на массу оксида серы(IV):

`m_text{итог.}(р-ра) = m_text{исх.}(р-ра) + m(S) = 100 + 1.6 = 101.6 text{ г}`

Вычислим массовые доли веществ в конечном растворе:

`ω(Na_2SO_3) = (100*m(Na_2SO_3))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*3.15)/101.6 = 3.1%`

`ω_text{изб.}(NaOH) = (100*m_text{изб.}(NaOH))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*2)/101.6 = 1.969%`

`ω(Na_2SO_3) = 3.1%`

`ω_text{изб.}(NaOH) = 1.969%`