Масса халькозина для получения серной кислоты с выходом 80%
Вычислите массу минерала халькозина, содержащего 80% сульфида меди (I), необходимого для получения 196 т "башенной серной кислоты" (75%-го раствора серной кислоты), считая, что выход продукта от теоретически возможного составит 80%.
Дано
`ω(Cu_2S) = 80%`
`m_text{практ.}(text{р-ра } H_2SO_4) = 196 text{ т}`
`ω(H_2SO_4) = 75%`
`η(H_2SO_4) = 80%`
Найти
`m(халькозина) = text{ ?}`
Решение
Запишем суммарную схему получения серной кислоты из сульфида меди(I):
`Cu_2S → H_2SO_4`
Найдём массу чистой серной кислоты в 196 т 75%-го раствора:
`m_text{практ.}(H_2SO_4) = (ω(H_2SO_4)*m_text{практ.}(text{р-ра } H_2SO_4))/100 = (75*196)/100 = 147 text{ т}`
С учётом выхода 80% найдём теоретическую массу чистой серной кислоты:
`m_text{теор.}(H_2SO_4) = (100*m_text{практ.}(H_2SO_4))/(η(H_2SO_4)) = (100*147)/80 = 183.75 text{ т} = 1.8375*10^5 text{ кг}`
Найдём количество вещества серной кислоты:
`n(H_2SO_4) = (m_text{теор.}(H_2SO_4))/(M(H_2SO_4)) = (1.8375*10^5)/98 = 1875 text{ кмоль}`
Согласно схеме, количество вещества сульфида меди(I) равно количеству серной кислоты:
`n(Cu_2S) = n(H_2SO_4) = 1875 text{ кмоль}`
Найдём массу чистого сульфида меди(I):
`m(Cu_2S) = n(Cu_2S)*M(Cu_2S) = 1875*160 = 3*10^5 text{ кг} = 300 text{ т}`
Найдём массу минерала халькозина, содержащего 80% Cu₂S:
`m(халькозина) = (100*m(Cu_2S))/(ω(Cu_2S)) = (100*300)/80 = 375 text{ т}`
Ответ
`m(халькозина) = 375 text{ т}`