In 10 tone solutie H₂SO₄ 49% se introduc 540 kg Al.
Sa se calculeze:
a) volumul de gaz degajat (c.n)
b) cantitatea de H₂SO₄ ramasa in solutie dupa consumarea aluminiului.
c) concentratia procentuala a solutiei de acid ramasa dupa reactie.

1

Răspunsuri

Cel mai inteligent răspuns!
2014-09-02T00:23:59+03:00
Cu semnul "*" notez inmultirea.

a). Gasim masa dizolvata de H2SO4.
c = 100*md/ms, de unde md = c*ms/100 = 49*10/100 = 4,9(tone H2SO4) = 4900(kg H2SO4).
Masa de apa din solutia de H2SO4 introdusa la inceput este ms - md = 10 - 4,9 = 5,1(t H2O) = 5100(kg H2O).

Masa atomica relativa rotunjita a Al este 27(u.m.).
Masa molara a H2SO4 este 2*1 + 1*32 + 4*16 = 98(g/mol) = 98(kg/kmol).

Daca volumul unui mol de gaz in c.n. este 22,4 litri, atunci volumul unui kilomol de gaz in c.n. este 22,4 metri cubi.

Sa vedem care din reactanti este in exces. Pentru asta sa vedem ce masa de H2SO4 reactioneaza cu 540 kg Al.

2Al  +  3H2SO4  -->  Al2(SO4)3  +  3H2

Daca 2*27 kg Al reactioneaza cu 3*98 kg H2SO4
Atunci 540 kg Al vor reactiona cu x kg H2SO4

x = 540*3*98/(2*27) = 10*3*98 =  2940(kg H2SO4).
Deoarece in proces s-au introdus 4900 kg H2SO4 si au reactionat 2940 kg H2SO4,  rezulta ca H2SO4 este in exces.

Sa vedem acum ce volum de H2 se degaja in c.n. din reactia a 540 kg Al cu H2SO4.

Daca din 2*27 kg Al rezulta 3*22,4 metri cubi H2SO4
Atunci din 540 kg Al vor rezulta V metri cubi H2

V = 540*3*22,4/(2*27) = 10*3*22,4 = 672(metri cubi H2).

b). Am vazut ca in reactie s-au introdus 4900 kg H2SO4 si au reactionat cu Al doar 2940 kg H2SO4.
Rezulta ca masa de H2SO4 ramasa in solutie dupa consumarea Al este 4900 - 2940 =  1960(kg H2SO4).
Asta inseamna 1960/98 = 20(kmoli H2SO4).

c) La sfarsitul reactiei avem asadar 1960 kg H2SO4 dizolvate in 5100 kg H2O(deoarece apa nu a participat in reactia chimica, rezulta ca masa de apa introdusa la inceput in solutia de acid sulfuric a ramas nemodificata).

Masa solutiei ramase de H2SO4 este deci: ms1 = 1960 + 5100 = 7060(kg solutie H2SO4).

Masa dizolvata ramasa de H2SO4 este md1 = 1960 kg H2SO4.

Deci concentratia procentuala a solutiei de H2SO4 ramase este:

c1 = 100md1/ms1 = 100*1960/7060 = aprox. 27,76203 = aprox. 27,76.

Asadar c1% = aprox. 27,76%.

Dupa parerea mea, asa s-ar rezolva. Verifica si tu.
Mariina, dupa parerea mea am gresit rezolvarea punctului c). Si anume, trebuia sa iau in considerare ca in solutia ramasa de H2SO4 se gaseste si sulfatul de aluminiu, care este solubil in apa. Masa molara a Al2(SO4)3 este 2*27 + 3*32 + 12*16 = 342(g/mol).
Continuare. Reiau aici rezolvarea punctului c). Daca din 2*27 kg Al rezulta 1*342 kg Al2(SO4)3 Atunci din 540 kg Al rezulta y kg Al2(SO4)3; y = 540*342/(2*27) = 3420(kg Al2(SO4)3). Atunci masa solutiei ms1 este ms1 = 1960 + 5100 + 3420 = 10480(kg solutie). Masa dizolvata md1 = 1960 kg H2SO4, deci concentratia procentuala a solutiei de H2SO4 este c1 = 1960*100/10480 = 18,70229 = aprox. 18,7. Deci c1% = aprox. 18,7%. Asta cred ca ar trebui sa fie rezultatul corect. Scuze, dar aseara eram obosit.
Continuare. Si am mai facut o gafa. Cand am scris regula de trei simpla la punctul a), la calculul lui V trebuia sa scriu: Daca din 2*27 kg Al rezulta 3*22,4 metri cubi H2(si nu H2SO4, cum din greseala am scris eu) Atunci din 540 kg Al vor rezulta V metri cubi H2. Insa rezultatul la punctul a) (672 metri cubi H2) inclin sa cred ca e corect. Deci cand vei citi rezolvarea, tine cont de aceste comentarii ale mele. Cel putin asta e parerea mea legat de aceasta problema. Mai vezi si alte pareri.