Для приготовления 8 дм3 раствора взято 40 см3 серной кислоты с массовой долей 57,36

Для приготовления 8 дм3 раствора взято 40 см3 серной кислоты с массовой долей 57,36 % (ρ = 1,47 г/см3). Рассчитать титр и молярную концентрацию эквивалента этого раствора. Вычислите массу карбоната калия, которую необходимо добавить для полной нейтрализации полученного раствора. Определите Т(H2SO4/K2CO3). Дано: V2 = 8 дм3; V1 = 40 см3; ω1 = 57,36 %; ρ1 = 1,47 г/см3. Найти: Т(H2SO4); СН; т(K2CO3); Т(H2SO4/K2CO3). - ?

Масса исходного раствора серной кислоты равна
т1 = V1∙ρ1,
где V1 – объём взятого раствора кислоты, равен 40 см3;
ρ1 – плотность раствора кислоты, равна 1,47 г/см3.
т1 = 40∙1,47 = 58,8 (г).
Масса кислоты в 58,8 г раствора равна
т(H2SO4) = т1∙ω1 : 100,
где т1 – масса 40 см3 раствора, 58,8 г;
ω1 – массовая доля кислоты в растворе, 57,36 %.
т(H2SO4) = 58,8∙57,36 : 100 = 33,7277 (г).
Титр приготовленного раствора равен
Т(H2SO4) = т(H2SO4)/V2,
где т(H2SO4) – масса серной кислоты, содержащаяся с 40 см3 раствора, равна 33,7277 г;
V2 – объём приготовленного раствора, 8 дм3 = 8000 см3.
Т(H2SO4) = 33,7277 : 8000 = 0,004216 (г/см3).
Молярная концентрация эквивалента приготовленного раствора равна
СН = т(H2SO4)/(Мэкв(H2SO4) V2),
где т(H2SO4) – масса серной кислоты, содержащаяся с 40 см3 раствора, равна 33,7277 г;
V2 – объём приготовленного раствора, 8 дм3;
Мэкв(H2SO4) – молярная масса эквивалента серной кислоты, равна 1/2 молярной массы серной кислоты, так как кислота двухосновная:
Мэкв(H2SO4) = (1,01∙2 + 32,06 + 16,00∙4) : 2 = 49,04 (г/моль).
СН = 33,7277/(8∙49,04) = 0,08597 (моль/дм3).
Нейтрализация раствора кислоты карбонатом калия проходит по уравнению реакции
H2SO4 + К2CO3 = К2SO4 + H2O + СО2.
Согласно закону эквивалентов число молей эквивалентов серной кислоты равно числу молей эквивалентов карбоната калия:
пэкв(H2SO4) = пэкв(К2CO3).
Число молей эквивалентов серной кислоты равно
пэкв(H2SO4) = т/Мэкв(H2SO4);
Число молей эквивалентов К2CO3 равно
пэкв(К2CO3) = т(К2CO3)/Мэкв(К2CO3),
где т(К2CO3) – масса карбоната калия, которую надо добавить к раствору серной кислоты для полной её нейтрализации, г;
Мэкв(К2CO3) – молярная масса эквивалента карбоната калия, равна 1/2 его молярной массы, так как в ходе реакции происходит замещение двух одновалентных ионов К+:
Мэкв(К2CO3) = (39,01∙2 + 32,06 + 16,00∙3) : 2 = 79,04 (г/моль).
т/Мэкв(H2SO4) = т(К2CO3)/Мэкв(К2CO3);
т(К2CO3) = т∙Мэкв(К2CO3) : Мэкв(H2SO4);
т(К2CO3) = 33,7277∙79,04 : 49,04 = 54,3605 (г).
Титр Т(H2SO4/K2CO3) показывает, сколько граммов карбоната калия вступит в реакцию с 1 см3 0,08597 н раствора кислоты.
Число молей эквивалентов кислоты, содержащихся в 1 см3 раствора, равно числу молей эквивалентов карбоната калия.
пэкв(H2SO4) = пэкв(К2CO3);
пэкв(H2SO4) = СН∙10-3;
пэкв(К2CO3) = Т(H2SO4/К2CO3)/Мэкв(К2CO3),
где Т(H2SO4/К2CO3) – титр раствора H2SO4 по карбонату калия, г/см3;
Мэкв(К2CO3) – молярная масса эквивалента карбоната калия, 79,04 г/моль.
СН∙10-3 = Т(H2SO4/К2CO3)/Мэкв(К2CO3);
Т(H2SO4/К2CO3) = СН∙10-3∙Мэкв(К2CO3);
Т(H2SO4/К2CO3) = 0,08597∙10-3∙79,04 = 0,006795 (г/см3).
Ответ: Т(H2SO4) = 0,004216 см3; СН = 0,08597 моль/дм3; т(КОН) = 54,3605 г; Т(H2SO4/К2CO3) = 0,006795 г/см3.
Задания из второго файла