Am auzit pentru prima dată despre oleum în urmă cu mulţi ani; eram elev în clasa a VIII-a. Oleum-ul se mai numeşte şi acid sulfuric fumans şi nu este altceva decât acid sulfuric concentrat în care se găseşte dizolvată o anumită cantitate de anhidridă sulfurică (trioxid de sulf SO3).
Aveam să mă reîntâlnesc cu oleum-ul, ca şi noţiune, desigur, la Olimpiada de Chimie. De fapt ne avertizaseră colegii mai mari, spunând că problema cu oleum a fost cea care le-a creat reale dificultăţi. Bineînţeles că atenţia mea s-a orientat ceva mai pregnant către această noţiune, încercând să înţeleg unde e ... "sperietoarea". De fapt, nu era nicio sperietoare. Fiind o ştiinţă a naturii, chimia se bazează pe fenomene care au explicaţii naturale.
Revenind la problema oleum, am să încerc în căteva rânduri să explic de ce nu trebuie considerata o sperietoare. Şi pentru că nu mai ţin minte exact datele de atunci şi nici formularea exactă, am să propun un text alternativ, dar care poate ilustra suficient de bine fenomenul.
Fie 100 grame oleum care conţine 10% anhidridă sulfurică. Ce cantitate de apă, sub formă de vapori, este necesar a fi reţinută de oleum, astfel încât concentraţia soluţiei finale să fie 90%?
Rezolvare:
Soluţia finală, va conţine acid sulfuric şi apă. Se pune problema: cât acid sulfuric şi câtă apă?
Având în vedere că anhidrida sulfurică, reacţionează cu apa, formând acid sulfuric
SO3 + H2O ------> H2SO4 (1)
mai trebuie calculat câtă apă se consumă în această reacţie şi cât acid sulfuric se formează, deoarece anhidrida se consumă în totalitate.
La acest moment vom avea doar acid sulfuric concentrat (100%). Mai trebuie facut un calcul banal pentru a determina câtă apă mai trebuie adăugată pentru a obţine o soluţie de concentraţia cerută.
Conform datelor problemei:
- masa de acid existentă iniţial, notată mac1=90 g
- masa de anhidridă manhidrida = 10 g de unde rezultă conform ecuaţiei (1)
- masa de apă consumata notată ma1= 2,25 g iar masa de acid formată notată mac2= 12,25 g
- masa totală de acid mac=mac1+mac2= 102,25 g
- soluţia finală, de concentraţie 90%, va avea raportul masic solvat la solvent (acid sulfuric la apă) 9:1, de unde rezultă că masa de apă adăugată ma2=11,36 g
- cantitatea totală de apă va fi în acest caz mapă=ma1+ma2=2,25+11,36=13,61 grame
- Vaporii de apă - nu se adaugă apă în acidul sulfuric pentru diluare, de aceea am preferat formularea cu absorbţia apei sub formă de vapori.
- Cantitatea de apă sub formă de vapori reţinută este utilizată în primul rand pentru consumarea anhidridei şi apoi pentru diluare.
nu are legatura cu postarea, dar as vrea sa stiu cum pot sa imi dau seama cand o substanta organica reactioneaza cu NaOH, de exemplu
RăspundețiȘtergerealcool etilic, acid sulfanilic. daca-mi puteti raspunde pe mail ar fi perfect ana_backwards@yahoo.com
Rezolvat!
ȘtergereSa verifici eventual si Spam-ul.
Sunt foarte curios cum este chimia-fizica. eu nu sunt prea bun la fizica, dar mi-ar placea mult sa invat chimie-fizica pt olimpiada. Cu ce ar trebui sa incep. si, daca nu stii fizica, e posibil sa inveti chimia fizica??
RăspundețiȘtergereAm şi eu o problemă cu oleum. Am încercat să o rezolv folosind explicaţiile dvs. din această postare, dar nu prea reuşesc să-i dau de cap. Iată textul problemei:
RăspundețiȘtergereLa monosulfonarea a 47 g fenol s-au folosit 250 g soluţie de acid sulfuric de concentraţie procentuală masică 98%. Cantitatea de acid sulfuric oleum (g) cu 20% (procente masice) SO3, folosită pentru refacerea acidului sulfuric cu concentraţia iniţială este:
A) 301,54 g; B)200,5g; C)12,55 g; D)150,77 g
Precizez că la răspunsuri se dă varianta D.
Eu am zis aşa: 47 g fenol înseamnă 0,5 moli, înseamnă că pentru sulfonare se vor consuma 0,5 moli acid. În soluţia noastră există, în fapt, 2,5 moli acid. În urma reacţiei, vor rămâne 2 moli. Soluţia finală va conţine, pe lângă cele 5 g de apă din soluţia de acid (2% din 250), şi apa rezultată din reacţie, nu-i aşa? Reacţia e mol la mol, deci, vor fi încă 0,5 moli apă, adică 9 g, totalizând 14 apă. Vom avea, deci, o soluţie care conţine 14 g apă şi 2 moli de acid, adică 196 g acid. Aşa, concentraţia ar fi 93,33%. În urma calculelor, ar rezulta că mai trebuie să adăugăm 490 g acid pentru ca soluţia să aibă concentraţia iniţială de 98%. De aici m-am blocat. Dacă mă puteţi ajuta, v-aş fi recunoscătoare.
Raţionamentul este corect până la aflarea cantităţilor de apă şi acid sulfuric rezidual.
ȘtergereProblema solicita aflarea cantităţii de oleum cu 20% procente masice SO3. Fenomenul este următorul: la soluţia de H2SO4 (196 g H2SO4 + 14 g H2O) se adaugă oleum pentru a ajunge la concentraţia iniţială de 98%. Trebuie ţinut cont de faptul că trioxidul de sulf existent în oleum consumă o parte din cele 14 g de apă, cu formare de acid sulfuric.
Concret, soluţia finală va contine:
1. 196 g acid sulfuric + x g acid sulfuric din oleum + y g acid sulfuric format din trioxidul de sulf existent.
2. 14 g apă - a g apă consumată în reacţia cu trioxidul de sulf din oleum.
Se stie raportul masic din oleum cu 20% SO3.
Notam cu b=cantitatea de SO3, de unde x=4b
Avem reacţia:
SO3 + H2O ----> H2SO4
de aici: a=18b/80; y=98b/80
0,98=(196+x+y)/(196+x+y+14-a), se inlocuiesc a, x, y cu cele precizate mai sus si rezultă cantitatea de SO3 30,1538.... grame (20% din oleum). De aici cantitatea finala: 5x30,1538=150,769...150,77 luat după primele 2 zecimale.
Sper că am fost destul de clar. Problemele astea se explică cu succes la tabla.
Numai bine.
Multumesc mult ! Foarte folositor :) !
RăspundețiȘtergereAm si eu o problema pe care nu stiu sa o fac :un amestec de naoh si koh cu masa de 15,2 g , in care cele 2 baze se gasesc in raport molar de 1:2 , SE neutralizeaza cu solutiee de h2so4 de concentratie 49 %. Se cere.
RăspundețiȘtergereA compozitia procentuala de h2so4 necesara neutralizarii totale a bazelor. Astept rasp. la monicutza_dec@yahoo.com
Multumesc frumos! Foarte util si bine explicat!
RăspundețiȘtergereVa rog frumos ma mai puteti ajuta cu cateva probleme
RăspundețiȘtergere1) La monosulfonarea a 47g fenol s-au folosit 250g solutie de acid sulfuric de conentratie procentuala masica 98%. Cantitatea de acid sulfuric oleum (g) cu 20%( procente de masa ) SO3 , folosita pentru refacerea acidului sulfuric cu concentratie initiala este ? ( raspuns 150,77g )
2) Se trateaza propena cu Cl2 la 500*C. Dupa separarea HCL se obtine un amestec care contine , in procente de masa , 42% propena , 38,25% clorura de alil si restul 1,2 diclorpropan. Considerand ca se consuma toc Cl2 , raportul molar propena : clor la inceput reactiei este ? ( raspuns 2,48:1 )
3) O cantiate de 12,2 g amestec de alcooli primari saturati monohidroxilici aciclici se oxideaza cu 2l solutie de permanganat de concentratie 0,1M in acid sulfuric . Ce masa de acizi carboxilici se obtine prin oxidare , daca randamentul oxidarii este 100% ? ( raspuns 17,8g)
Dă-mi o adresă de e-mail. Aici e mult de scris şi nu mă ajută deloc editorul.
ȘtergereAm si eu doua probleme...
RăspundețiȘtergere1) Acidul sulfuric oleum este un amestec lichid de H2SO4 pur si SO3 liber. 100 g solutie NaOH neutralizeaza 43,3264 g acid sulfuric oleum rezultand o solutie de sare neutra cu concentratia 48,865%. Procentul de SO3 liber din acidul sulfuric oleum folosit este:
a) 33,15%
b 53,13%
c) 33,15%
d) 51,33%
e) 13,51%
2)Se trateaza cu 2 g Ca metalic 100 g solutie apoasa de Ca(OH)2 si se obtine o solutie finala, in care raportul masic solut: solvent este 74:1019. Sunt corecte afirmatiile:
a) Masa solutiei finale este 101,9 g
b Masa colutiei finale este 109,1 g
c) Concentratia solutiei initiale era 7,3%
d) Concentratia solutiei initiale era 3,7%
e) Solutia initiala continea 96,3 apa
La prima problemă trebuie să pleci de la premisa că tot ceea ce intră în reacţie trebuie să se şi regăsească în produşi de reacţie, vorbind în unităţi de masă. Atunci, dacă se introduc în reacţie 100 g solutoe NaOH şi 43,3264 g oleum, în final vor exista 143,3264 g solutie de Na2SO4 (SO3 din oleum s-a consumat în reacţie cu apa, iar tot acidul a fost neutralizat de către NaOH). Se ştie masa soluţiei, concentraţia, de aici, restul calculelor...
ȘtergereŞi a doua problemă are la bază aceeaşi idee, doar că trebuie să ţinem cont de hidrogenul care părăseşte sistemul.
dacă în continuare problemele persistă, las-mi o adresă de e-mail şi îţi trimit rezolvarea completă.
Succes!!!
Buna ziua! As dori putin ajutor la urmatoarea problema:
RăspundețiȘtergereLa esterificarea discontinua a acidului acetic se introduc in reactor 10 kmoli acid acetic si 30 kmoli etanol. Cunoscand valoarea constantei de aciditate Kc=4, se cere:
1. conversia acidului acetic in momentul stabilirii echilirului
2. daca din maa de reactie se distila azeotropul cu compozia (%masa) 8,2% acetat de etil, 9% etanol si 7.8% apa pana in moemntul in care conversia acidului acetic devine 89%, sa se staileasca masa de acetat de etil pur
3. compozita in kg a amestecului dupa terminarea azeotropului.
primul subpunct l-am stiut. Multumesc anticipat!
Buna ziua! As dori putin ajutor la urmatoarea problema:
RăspundețiȘtergereLa esterificarea discontinua a acidului acetic se introduc in reactor 10 kmoli acid acetic si 30 kmoli etanol. Cunoscand valoarea constantei de aciditate Kc=4, se cere:
1. conversia acidului acetic in momentul stabilirii echilirului
2. daca din maa de reactie se distila azeotropul cu compozia (%masa) 8,2% acetat de etil, 9% etanol si 7.8% apa pana in moemntul in care conversia acidului acetic devine 89%, sa se staileasca masa de acetat de etil pur
3. compozita in kg a amestecului dupa terminarea azeotropului.
primul subpunct l-am stiut. Multumesc anticipat!