Какой объём воздуха требуется для производства 85,12 дм³ 4-окиси серы из природной серы, если выход SO₂ составляет 90%?

Тема: Расчет объема воздуха для производства 4-окиси серы

Объяснение:
Для решения этой задачи нам нужно знать химическое уравнение реакции, описывающей образование 4-окиси серы. И такая реакция выглядит следующим образом:

S + O₂ → SO₂

Молярная масса серы (S) составляет примерно 32 г/моль. Кроме того, из условия задачи известно, что выход (yield) 4-окиси серы (SO₂) составляет 90%. Значит, природная сера будет достаточна для образования 85,12 дм³ SO₂, и мы должны определить, какой объем воздуха (O₂) необходим для этой реакции.

Для начала, найдем количество вещества (моль) 4-окиси серы (SO₂), используя данную толщину объема и ее молярную массу (64 г/моль). Для этого воспользуемся формулой:

количество вещества = масса / молярная масса

Масса можно найти, умножив толщину объема на плотность вещества (1,96 г/дм³).

Зная количество вещества 4-окиси серы, мы можем определить количество вещества серы, зная, что соотношение между ними в реакции 1:1. Затем, используя молярную массу серы, найдем массу серы.

Далее, чтобы определить объем воздуха (O₂), нам нужно знать соотношение между объемами веществ, из которых образуется SO₂. Из реакции видно, что соотношение между объемными долями S и O₂ составляет 1:1. Значит, объем воздуха будет равен объему 4-окиси серы.

Таким образом, мы можем рассчитать объем воздуха, необходимый для производства 85,12 дм³ SO₂.

Пример:
Задача: Какой объём воздуха требуется для производства 85,12 дм³ 4-окиси серы из природной серы, если выход SO₂ составляет 90%?

Решение:
1. Рассчитаем количество вещества (моль) 4-окиси серы (SO₂):

количество вещества SO₂ = масса SO₂ / молярная масса SO₂
= (85,12 г / 64 г/моль)
= 1,33 моль

2. Зная, что соотношение между количество вещества SO₂ и серы (S) в реакции 1:1, получим количество вещества серы:

количество вещества S = количество вещества SO₂
= 1,33 моль

3. Рассчитаем массу серы, используя ее количество вещества и молярную массу:

масса S = количество вещества S * молярная масса S
= (1,33 моль * 32 г/моль)
= 42,56 г

4. Так как соотношение между объемами S и O₂ в реакции 1:1, объем воздуха, необходимый для производства 85,12 дм³ SO₂, будет равным 85,12 дм³.

Таким образом, для производства 85,12 дм³ 4-окиси серы из природной серы требуется 85,12 дм³ воздуха.

Совет: Чтобы решить такую задачу, всегда полезно знать химические уравнения реакций и молярные массы веществ, а также уметь применять формулы для расчета количество вещества, массы и объема. Регулярная практика с подобными задачами поможет вам освоить этот материал лучше.

Задача на проверку: Если природная сера также содержит 5% примесей других веществ, которые не реагируют с кислородом, какой объем воздуха потребуется для полного окисления 50 г природной серы? (Предположим, что выход SO₂ составляет 100%).