2:1 = 0,25:0,125.

Обчислюємо, яку кількість речовини становлять 15 л SO2:

V(NaOH) = = 0,25 моль

0,67 > 0,125, отже, SO2 у надлишку.

А ми вже знаємо, якщо SO2 у надлишку, то утворюється кисла сіль (чому?). Складаємо інше рівняння реакції і за ним перевіряємо, чи справді сіль кисла, й обчислюємо її масу:

NaOH + SO2 = Na2SO4

___________________ ________________________ _____________________

v = 1 моль v = 1 моль M = 104 г/моль

M = 40 г/моль Vm = 22,4 л/моль m = 104 г

m = 40 г V = 22,4 л

V(NaOH) = = 0,5 моль

v(NaOH) : v(SO2) = 1 : 1; 1 : 1 = 0,5 : 0,5;

v(SO2) = = 0,67 моль

0,67>0,5, отже, SO2 у надлишку, сіль—кисла.

Це означає, що подальші розрахунки треба проводити за Їдким натром, оскільки він прореагував повністю.

2) Яка маса утвореної солі?

m=M v

m(NаНSO3) =104 г/моль 0,5 моль = 52 г.

Відповідь: m(NаНSO3) = 52 г.

Другий спосіб

1) Яка з вихідних речовин у надлишку, якщо утворюєть-ся середня сіль?

20г 15л

2NaOH + SO2 = Na2SO4 + H2O

___________________ ________________________

v = 2 моль v = 1 моль

M = 40 г/моль Vm = 22,4 л/моль

m = 80 г V = 22,4 л

З рівняння реакції видно, що 80 г NаОН повністю взає-модіють з 22,4 л SO2, а 20 г NаОН —з х л SO2,

отже:

80 : 20 = 22,4 : х; x = =5,6 л(SO2)

За умовою задачі пропускали 15 л SO2, а прореагувало лише 5,6 л. Отже, оксид сульфуру (ІV) взято у надлишку. Це означає, що сіль, яка утворюється, кисла. У такому разі треба скласти інше хімічне рівняння і за ним перевірити, чи справді утворюється кисла сіль:

NaOH + SO2 = NaHSO3

___________________ ________________________ _____________________

v = 1 моль v = 1 моль M = 104 г/моль

M = 40 г/моль Vm = 22,4 л/моль m = 104г

m = 40 г V = 22,4 л

40 : 20 = 22,4 : х; х = = 11,2 (SO2)

Сіль кисла NаНSO3, і у даному разі SO2 у надлишку.

2) Тепер можна обчислювати масу утвореної солі. Ви пам'ятаєте, що розрахунок ведеться за речовиною, яка прореагувала повністю, тобто за гідроксидом натрію NаОН.

З рівняння реакції видно, якщо взаємодіє SO2 i 40 г NаОН, то утворюється 104г NаНSO3, а якщо з SO2 взаємо-діє 20 г NаОН, то —х г солі гідросульфіту натрію:

40 : 20 = 104 : х; x = = 52 г.

Відповідь: m(NаНSO3) = 52 г.

§ 6. СУЛЬФАТНА КИСЛОТА

Сульфатна кислота H2SO4 (безводна, 100 %-ва) —важка безбарвна оліїста рідина. Густина її концентрованого розчи-ну (w(H2SO4) == 98 %) за звичайних умов 1,84 г/см3. Вона нелетка, запаху не має. Надзвичайно гігроскопічна. Активно вбирає вологу. Змішується з водою у будь-яких співвідно-шеннях. Розчинення сульфатної кислоти у воді супрово-джується виділенням великої кількості теплоти, що може призвести до закипання води і розбризкування кислоти.

Сульфатна кислота—їдка рідина, тому треба остеріга-тись, щоб вона не потрапила на шкіру й одяг. А якщо це сталося, треба швидко змити її великою кількістю води, після чого нейтралізувати розчином соди і знову змити водою.

Пам'ятайте таке правило:

не можна воду доливати до концентрованої сульфатної кислоти! Для розбавляння кислоту треба доливати до води невеликими порціями.

Хімічні властивості сульфатної кислоти багато в чому залежать від її концентрації. В лабораторіях та промисло-вості використовують розбавлену і концентровану сульфат-ну кислоту, хоча такий поділ дещо умовний.

Розбавлена сульфатна кислота виявляє всі хімічні вла-стивості, характерні для кислот.

1. Дисоціація кислоти. Сульфатна кислота двохосновна, належить до сильних кислот. У водних розчинах вона дисо-ціює на йони за двома ступенями (за першим — практично повністю):

І ступінь Н2SO4 H+ + HSO4- — гідросульфат-іон

II ступінь НSO4- H++SO4 2- — сульфат-іон

Ось чому в процесі нейтралізації розчинів сульфатної кислоти H2SO4 утворюються два ряди солей: середні солі — сульфати і кислі солі —гідросульфати.

2. Взаємодія з основами. Якщо у пробірку з розбавленою сульфатною кислотою добавити дві-три краплі фіолетового лакмусу, розчин набуває червоного забарвлення (кисле середовище). Потім у цю пробірку доливатимемо краплями розчин гідроксиду натрію доти, доки вміст пробірки набуде фіолетового забарвлення (нейтральне середовище):

2NаОН + Н2SO4 = Nа2SO4 + 2Н2O

сульфат натрію

Якщо ж розчину лугу NаОН не вистачає для нейтраліза-ції усієї кислоти, то сіль, що утворюється, буде кислою:

NаОН + Н2SO4 = NаНSO4 + H2O

гідросульфат

натрію

Отже, гідросульфати утворюються тоді, коли кислота береться у надлишку.

Більшість сульфатів добре розчиняються у воді. Мало-розчинним є сульфат кальцію СаSO4, ще менше розчи-няється сульфат плюмбуму РbSO4 і практично нерозчинним є сульфат барію ВаSO4 (див. таблицю розчинності).

3. Взаємодія з оксидами металів. Сульфатна кислота реа-гує з оснбвними та амфотерними оксидами, утворюючи солі, наприклад:

МgО + Н2SO4 = МgSO4 + Н2О

ZnO + Н2SO4 = ZnSO4 + H2O

4. Взаємодія з солями. Сульфатна кислота сильна і не-летка, одна з найстійкіших із відомих мінеральних кислот. Вона може вступати в реакцію обміну з солями, утвореними слабкішими або леткими кислотами і навіть сильними кис-лотами, якщо вони менш стійкі:

Na2СО3 + Н2SO4 = NаSO4 + СО+ Н2О

2КNО3 + Н2SO4 = К2SO4 + 2НNО3

2КСlO4 + Н2SO4 = К2SO4 + 2НС1O4

ВаСІ2 + Н2SO4 = ВаSO4 + 2НС1

Останнє рівняння відображує якісну реакцію на кислоту та її солі, бо утворюється нерозчинний у воді сульфат барію ВаSO4.

Сульфатна кислота