Задача по химии В прочный нерастяжимый сосуд объёмом 14,5 литров при 27 градусах по Цельсию и нормальном атмосферном давлении( 101325 Па) налили 6 литров фосфорной кислоты (плотность 1010 кг/м^3). После этого туда влили 1,8 литра 17,32%-ного раствора тиосульфата натрия( плотность 1,14г/мл) , сразу плотно закрыли сосуд крышкой и начали интенсивно перемешивать смесь. Рассчитайте давление, которое установится над раствором после завершения реакции. Считайте, что оно может измениться только за счёт выделения газообразных продуктов, а любыми другими факторами, в том числе их растворимостью в воде, можно пренебречь.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи проведем следующие расчеты:

Найдем массу фосфорной кислоты, наливаемой в сосуд:
V = 6 л = 0,006 м^3
ρ = 1010 кг/м^3
m = V ρ = 0,006 1010 = 6,06 кг

Найдем массу раствора тиосульфата натрия, наливаемого в сосуд:
V = 1,8 л = 0,0018 м^3
ρ = 1,14 г/мл = 1140 кг/м^3
m = V ρ = 0,0018 1140 = 2,052 кг

Найдем количество вещества фосфорной кислоты и тиосульфата натрия в молях:
n(H3PO4) = m(H3PO4) / M(H3PO4) = 6,06 / 98 = 0,0618 моль
n(Na2S2O3) = m(Na2S2O3) / M(Na2S2O3) = 2,052 / 158 = 0,013 моль

Посчитаем количество газа, выделившегося в результате реакции. Согласно уравнению реакции:
2 H3PO4 + 3 Na2S2O3 -> 3 H2S -> 6 NaH2PO2 + Na2S4O6
m(H2S) = 3/2 * m(H3PO4) = 9,09 кг
n(H2S) = m(H2S) / M(H2S) = 9,09 / 34 = 0,267 моль

Найдем конечный объем сосуда после выделения газа. Объем всех веществ, находящихся в сосуде до реакции:
V_total = V(H3PO4) + V(Na2S2O3) = 6 л + 1,8 л = 7,8 л
Объем газа, выделившегося: V_gas = n(H2S) 22,4 л/моль = 0,267 22,4 = 5,98 л
Итоговый объем: V_final = V_total - V_gas = 7,8 - 5,98 = 1,82 л

Рассчитаем конечное давление по закону Бойля-Мариотта:
P1V1 = P2V2
P2 = P1V1/V2 = 101325 7,8 / 1,82 = 435532,97 Па

Ответ: давление, которое установится над раствором после завершения реакции, будет равно 435532,97 Па.