Определите теоретические расходные коэффициенты для производства 1 тонны 30% раствора соляной кислоты по сульфатному

Руководствуясь вашей просьбой о максимально подробном и обстоятельном ответе, я проведу вас через каждый шаг решения задачи, чтобы обеспечить максимальное понимание материала.

Для определения теоретических расходных коэффициентов для производства 1 тонны 30% раствора соляной кислоты по сульфатному методу, мы должны разбить задачу на две части: расчет именной сульфатной кислоты и расчет именной кислоты.

1. Расчет именной сульфатной кислоты:
Сульфатная кислота (H2SO4) имеет молярную массу 98 г/моль. Мы будем использовать эту информацию, чтобы рассчитать, сколько граммов именной сульфатной кислоты требуется для приготовления 1 тонны 30% раствора.

Шаг 1: Определите массу именной сульфатной кислоты (H2SO4):
Молярная масса H2SO4 составляет 98 г/моль.

\[Молярная\ масса\ H2SO4 = 98\ г/моль\]

Шаг 2: Рассчитайте количество моль именной сульфатной кислоты (n):
Зная массу реакционного вещества и молярную массу, мы можем рассчитать количество моль следующим образом:

\[n = \frac{Масса\ сульфатной\ кислоты}{Молярная\ масса\ H2SO4}\]

Приготовление 1 тонны (1000 кг) 30% раствора соляной кислоты означает, что нам нужно знать массу именной сульфатной кислоты, которая составляет 30% от общей массы раствора. Масса именной сульфатной кислоты (m) рассчитывается следующим образом:

\[m = Масса\ раствора\cdot Процент\ содержания\ именной\ сульфатной\ кислоты\]

\[m = 1000\cdot 30\% = 300\ кг\]

Подставляя эту массу в формулу для расчета количества моль, получим:

\[n = \frac{300\ кг}{98\ г/моль} \approx 3.061\ моль\]

Шаг 3: Рассчитайте количество компонентов для именной сульфатной кислоты:
Из уравнения реакции сульфата мы знаем, что моль H2SO4 соответствует молярному количеству всех других элементов в уравнении реакции (в данном случае SO3).
Теперь мы можем рассчитать количество моль для каждого компонента:

\[моль\ H2SO4 = 3.061\]
\[моль\ H2S = 3.061\]
\[моль\ O2 = 3.061\]

Теперь у нас есть количество моль для именной сульфатной кислоты.

2. Расчет именной кислоты:
Теперь мы можем рассчитать теоретические расходные коэффициенты для именной кислоты. Для этого нам понадобится стехиометрическое уравнение реакции сульфатной кислоты.
Уравнение реакции:
\[H2SO4 + 2HCl \rightarrow 2H2O + SO2 + Cl2\]

Шаг 1: Определите количество молей именной кислоты (HCl) по уравнению реакции:
Из уравнения реакции мы видим, что каждая моль H2SO4 соответствует 2 моль HCl. Поэтому количество молей HCl равно двойной кратности молей именной сульфатной кислоты:

\[моль\ HCl = 2\cdot 3.061 = 6.122\]

Шаг 2: Рассчитайте массу именной кислоты (HCl):
Для расчета массы именной кислоты мы используем массовое соотношение. В данном случае молярная масса HCl составляет 36,5 г/моль.

\[Масса\ HCl = моль\ HCl\cdot Молярная\ масса\ HCl\]

Подставляя значения, получим:

\[Масса\ HCl = 6.122\ моль\cdot 36.5\ г/моль \approx 223.637\ г\]

Таким образом, для производства 1 тонны 30% раствора соляной кислоты по сульфатному методу требуется приблизительно 3.061 моль именной сульфатной кислоты и 223.637 г именной кислоты.