Сколько миллилитров 60 %-й серной кислоты (ρ = 1,535 г/см3)

Масса H2SO4 в 5 дм3 0,5 н раствора серной кислоты равна
т = Мэкв(H2SO4)∙V2∙СН,
где Мэкв(H2SO4) – молярная масса эквивалента серной кислоты, равна 1/2 молярной массы серной кислоты, так как кислота двухосновная:
Мэкв(H2SO4) = (1,01∙2 + 32,06 + 16,00∙4) : 2 = 49,04 (г/моль);
V2 – объём раствора, который надо приготовить, равен 5 дм3;
СН – молярная концентрация эквивалента раствора, равна 0,5 н.
т = 49,04∙5,0∙0,50 = 122,6 (г).
60 г кислоты содержится в 100 г 60% раствора;
122,6 г кислоты содержится в т1 раствора.
т1 = 122,6∙100 : 60 = 204,3333 (г).
Объём раствора массой 204,3333 г и плотностью 1,535 г/см3 равен
V1 = т1 : ρ1;
V1 = 204,3333 : 1,535 = 133,12 (см3).
Нейтрализация раствора кислоты гидроксидом бария проходит по уравнению реакции
H2SO4 + Вa(ОН)2 = ВаSO4 + 2H2O.
Согласно закону эквивалентов число молей эквивалентов серной кислоты равно числу молей эквивалентов гидроксида бария:
пэкв(H2SO4) = пэкв(Вa(ОН)2).
Число молей эквивалентов серной кислоты равно
пэкв(H2SO4) = т/Мэкв(H2SO4);
Число молей эквивалентов Вa(ОН)2 равно
пэкв(Вa(ОН)2) = т(Вa(ОН)2)/Мэкв(Вa(ОН)2),
где т(Вa(ОН)2) – масса гидроксида бария, которую надо добавить к раствору серной кислоты для полной её нейтрализации, г;
Мэкв(Вa(ОН)2) – молярная масса эквивалента гидроксида бария, равна 1/2 молярной массы, так как основание содержит одве группы ОН:
Мэкв(Вa(ОН)2) = (137,33 + (16,00 + 1,01)∙2) : 2 = 85,675 (г/моль).
т/Мэкв(H2SO4) = т(Вa(ОН)2)/Мэкв(Вa(ОН)2);
т(Вa(ОН)2) = т∙Мэкв(Вa(ОН)2) : Мэкв(H2SO4);
т(Вa(ОН)2) = 122,6∙85,675 : 49,04 = 214,1875 (г).
Титр Т(H2SO4/ Вa(ОН)2) показывает, сколько граммов гидроксида бария вступит в реакцию с 1 см3 0,5 н раствора кислоты.
Число молей эквивалентов кислоты, содержащихся в 1 см3 раствора, равно числу молей эквивалентов гидроксида бария.
пэкв(H2SO4) = пэкв(Вa(ОН)2);
пэкв(H2SO4) = СН∙10-3;
пэкв(Вa(ОН)2) = Т(H2SO4/Вa(ОН)2)/Мэкв(Вa(ОН)2),
где Т(H2SO4/ Вa(ОН)2) – титр раствора H2SO4 по гидроксиду бария, г/см3;
Мэкв(Вa(ОН)2) – молярная масса эквивалента Вa(ОН)2, равна 85,675 г/моль.
СН∙10-3 = Т(H2SO4/Вa(ОН)2)/Мэкв(Вa(ОН)2);
Т(H2SO4/ Вa(ОН)2) = СН∙10-3∙Мэкв(Вa(ОН)2);
Т(H2SO4/Вa(ОН)2) = 0,5∙10-3∙85,675 = 0,004284 (г/см3).
Ответ: V = 133,12 см3; т(Вa(ОН)2) = 214,1875 г; Т(H2SO4/ Вa(ОН)2) = 0,004284 г/см3.