Вычислите расход реактивов – буры (в кг), объемы 30%-ного раствора NaOH (ρ = 1,33) и 3%-ного раствора Н2О2 (ρ ≈ 1) Пероксоборат натрия NaBO3.H2O получают окислением смеси растворов буры и гидроксида натрия пероксидом водорода. Вычислите расход реактивов – буры (в кг), объемы 30%-ного раствора NaOH (ρ = 1,33) и 3%-ного раствора Н2О2 (ρ ≈ 1), требуемых для получения 1 т готового продукта, считая, что реактивы берутся в количествах, на 20% превышающих теоретически вычисленные. (отв.: 745 кг; 391 л; 8840 л).

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала определим мольную массу пероксобората натрия NaBO3.H2O:

Na = 22,99; B = 10,81; O = 16,00; H = 1,0
NaBO3: 22,99 + 10,81 + 316,00 = 101,81 г/мол
NaBO3.H2O: 101,81 + 21,01 + 16,00 = 119,83 г/моль

1 т = 1000 кг = 1000000 г

Теперь вычислим количество молей NaBO3.H2O в 1 т продукта:

n(NaBO3.H2O) = (1000000 г * 1 моль) / 119,83 г = 8341,09 моль

Реакция окисления буров и гидроксида натрия пероксидом водорода имеет вид
Na2B4O7 + 4H2O2 → 2NaBO3 + 4H2O

С учетом коэффициентов реакции, видно что для получения 1 моль пероксобората натрия необходимо 1 моль буров и 2 моль пероксида водорода. Следовательно, для 8341,09 моль NaBO3.H2O потребуется
8341,09 моль Na2B4O7
16682,18 моль H2O2.

Теперь вычислим массы реактивов:

Масса буров
m(Na2B4O7) = 8341,09 моль 381,37 г/моль = 3177492,94 г = 3177,49 к
Учитывая 20% избыток: m(Na2B4O7) = 3177,49 кг 1,2 = 3812,99 кг

Объем NaOH
V(NaOH) = m(NaOH) / ρ = 3812,99 кг / 1,33 кг/л = 2862,72
Учитывая 20% избыток: V(NaOH) = 2862,72 л * 1,2 = 3435,26 л

Объем Н2О2
V(H2O2) = m(H2O2) / ρ = 16682,18 моль 34,01 г/моль / 1 г/мл = 566,82
Учитывая 20% избыток: V(H2O2) = 566,82 л 1,2 = 680,18 л

Итак, расход реактивов - буры: 3812,99 кг, объемы 30%-ного раствора NaOH: 3435,26 л и 3%-ного раствора H2O2: 680,18 л.