VI.9.2.1. Calcule stoechiometrice cu reacții în cascadă
1. Se ard 400 g pucioasă (sulf) cu 80% puritate. Produsul rezultat se barbotează în 720 mL apă, rezultând o substanță care înroșește hârtia de turnesol. În vas se introduce o soluție de hidroxid de sodiu (sodă caustică) 40%.
Se cere:
a) Ce volum de oxigen s-a consumat pentru arderea sulfului ?
b) Masa substanței rezultată din a doua reacție chimică.
c) Masa de sodă caustică, de sare și apă rezultate din a treia reacție chimică.
d) Masa de apă rămasă în vas.
e) Concentrația procentuală de masă a soluției finale de sare .
Rezolvare:
a) Calculăm masa de sulf pur:
- Calculăm volumul de oxigen consumat pentru arderea sulfului și masa de SO2 obținută din prima reacție:
μ SO2 = 1 ∙ AS + 2 ∙ AO = 32 + 2 ∙ 16 = 64 g/mol
b) Scriem a II-a reacție chimică, calculăm masele molare ale H2O și H2SO3, punem datele problemei pe ecuație și calculăm necunoscutele:
μ H2O = 2 ∙ AH + 1 ∙ AO = 2 ∙ 1 + 1 ∙ 16 = 18 g/mol
μ H2SO3 = 2 ∙ AH + 1 ∙ AS + 3 ∙ AO = 2 + 32 + 48 = 82 g/mol
c) Scriem a III-a reacție chimică, calculăm masele molare ale NaOH, Na2SO3, punem datele problemei pe ecuație și calculăm necunoscutele:
μ NaOH = 1 ∙ ANa + 1 ∙ AO + 1 ∙ AH = 1 ∙ 23 + 1 ∙ 16 + 1 ∙ 1 = 40 g/mol
μ Na2SO3 = 2 ∙ ANa + 1 ∙ AS + 3 ∙ AO = 46 + 32 + 48 = 126 g/mol
d) Apa rămasă în vas o calculăm adunând
-
Apa pusă în a II-a reacție și neconsumată:
-
720 mL apă cântărește 720 g apă deoarece apa are densitatea de 1g/1mL.
-
mapă1 = 720 g – 180 g = 540 g apă care nu a reacționat cu SO2 (în exces).
-
-
Apa din soluția de NaOH de concentrație 40% :
-
Apa rezultată din a III-a reacție :
-
mapă3 rezultată din reacția a III-a = 360 g
-
mapă vas = 540 g + 1200 g + 360 g = 2100 g apă rămasă în vas.
-
e) Pentru a calcula concentrația soluției de sare (Na2SO3), calculăm masa soluției și apoi aplicăm formula concentrației:
2. Scrie formulele chimice ale produșilor de reacție (inclusiv denumirile lor) corespunzătoare literelor a-d și apoi scrie ecuațiile chimice ale acestor reacții:
Rezolvare:
