Какой объем гидроксида калия с массовой долей 11


Задания №34 ЕГЭ по химии фипи » HimEge.ru


KH + H2O = KOH + H2
n(KH) = 4 г : 40 г/моль = 0,1 моль
n(H2O) = 100 г : 18 г/моль = 5,6 моль
KH – в недостатке, то n(KOH) = n(KH) = 0,1 мольKOH + H2NO3 = KNO3 + H2O
a) m(KOH) = 0,1 * 56 = 5,6
б) m в-ва (HNO2) = 100 мл *  1,24 г/мл * 0,39 = 48,36 г
n(HNO3) = 48,36 г : 63 г/моль = 0,77 моль
HNO3 в избытке, n изб.(HNO3) = 0,77 – 0,1 = 0,67 моль
m(HNO3) = 0,67 * 63 = 42,21 г
m(р-ра) = 4г + 100г + 124г – 0,2г = 227,8г
3) W(KNO3) = m(KNO3) : m(p-pa) = (0,1 моль * 101 г/моль) 227,8 г  * 100% = 4,4%
W(HNO3) = 42,21 : 227,8 * 100% = 18,5
W(H2O) = 100% — (W(KNO3) +  W(HNO3)) = 77,1%
Ответ:
W(KNO3) = 4,4%
W(HNO3) =18,5%
W(H2O) = 77,1%  

Какая масса гидроксида калия требуется для полной реакции с 2,70 г серной кислоты с образованием сульфата калия и воды?

Химия
Наука
  • Анатомия и физиология
  • астрономия
  • астрофизика
  • Биология
  • Химия
  • наука о планете Земля
  • Наука об окружающей среде
.

Титрование


Лаборатории, медицинские или промышленные, часто просят определить точную концентрацию определенного вещества в растворе. Например, какова концентрация уксусной кислоты в образце уксуса? Каковы концентрации ионов железа, кальция и магния в пробе жесткой воды? Такие определения могут быть выполнены с использованием метода, известного как титрование.

При титровании известный объем раствора неизвестной концентрации реагирует с известным объемом раствора неизвестной концентрации или титруется им. Зная объемы титрования и мольное соотношение, в котором реагируют растворенные вещества, можно рассчитать концентрацию второго раствора. Используемый метод аналогичен используемому в примерах 11.8 и 11.9. Раствор неизвестной концентрации может содержать кислоту (например, желудочную кислоту), основание (например, аммиак), ион (например, йодид-ион) или любое другое вещество, концентрацию которого необходимо определить.

Для аналитического титрования существует несколько требований:

  1. Уравнение реакции должно быть известно, чтобы можно было использовать стехиометрическое соотношение в расчетах.
  2. Реакция должна быть быстрой и полной.
  3. Когда реагенты точно соединились, должно быть явное изменение некоторых измеримых свойств реакционной смеси. Возникновение этого изменения называется конечной точкой реакции.
  4. Должен существовать способ точного измерения количества каждого реагента, независимо от того, находится ли этот реагент изначально в растворе или в твердом состоянии, подлежащем растворению.

Давайте обсудим эти требования применительно к конкретному титрованию раствора серной кислоты известной концентрации с раствором гидроксида натрия неизвестной концентрации. Сбалансированное уравнение этой кислотно-основной реакции:

2 NaOH + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + 2H 2 O

Гидроксид натрия ионизируется в воде с образованием ионов натрия и гидроксид-ионов; серная кислота ионизируется с образованием ионов водорода и сульфат-ионов.Реакция между гидроксид-ионами и ионами водорода протекает быстро и полностью; Таким образом, выполняется второе требование для аналитического титрования.

Какое явное изменение свойства произойдет, когда реакция завершится? Предположим, раствор гидроксида натрия медленно добавляется к раствору кислоты. При добавлении каждого гидроксид-иона он реагирует с ионом водорода с образованием воды. молекулы. Пока непрореагировавшие ионы водорода остаются в растворе, раствор кислая.Когда количество добавленных гидроксид-ионов точно равно исходному количества ионов водорода раствор становится нейтральным. Если есть лишний гидроксид ионы, раствор становится щелочным. Как экспериментатор узнает, когда решение становится основным? В разделе 5.7D вы узнали об органических соединениях, называемых индикаторами, у которых есть один цвет в кислых растворах и другой в щелочных растворах. Если такой показатель присутствует при кислотно-основном титровании, меняет цвет при изменении раствора от кислого до основного.Фенолфталеин - это бесцветный кислотно-щелочной индикатор. в кислых растворах и розовый в основных растворах. Если добавлен фенолфталеин По сравнению с исходным образцом серной кислоты раствор бесцветен и будет остаются так, пока ионы водорода находятся в избытке. После достаточного количества раствора гидроксида натрия был добавлен для реакции со всеми ионами водорода, следующая капля основания обеспечит небольшой избыток гидроксид-ионов, и раствор станет розовым. Таким образом, будет видимая и четкая индикация возникновения конечная точка.В таблице 11.4 перечислены три индикатора, которые можно использовать в кислотно-щелочном титрование.

ТАБЛИЦА 11.4 Общие кислотно-щелочные индикаторы
Индикатор Цвет в кислоте Цвет в базе
фенолфталеин бесцветный розовый
метиловый оранжевый красный желтый
бромтимоловый синий желтый синий


Требование точного измерения объемов используемых растворов выполняется за счет использования мерной посуды, в частности бюреток, для измерения объемов растворов.Напомним из раздела 2.2, что точность бюретки составляет одну часть на тысячу. На рисунке 11.4 показана типичная установка для титрования.

РИСУНОК 11.4 Типичное кислотно-основное титрование: (a) Точный объем раствора кислоты известной концентрации отмеряется в колбу. добавляется несколько капель индикатора фенолфталеина. (б) Раствор, содержащий гидроксид натрия в неизвестной концентрации добавляется до бледно-розового цвет виден в течение нескольких секунд.

Данные и расчеты для типичного кислотно-основного титрования показаны в Таблице 11.5. Обратите внимание, что было проведено три испытания - стандартная процедура для проверки точности титрования.

Реакции титрования не всегда являются кислотно-щелочными. Это могут быть реакции окисления-восстановления, реакторы осаждения или реакции комбинации. Конечная точка может быть определена по изменению цвета добавленного индикатора или по изменению цвета раствора после завершения реакции.При другом титровании конечная точка может быть отмечена изменением электропроводности реакционной смеси, образованием осадка или множеством других способов.

ТАБЛИЦА 11.5 Данные титрования 0,108 М серной кислоты раствором гидроксида натрия неизвестной концентрации

Уравнение
2 NaOH + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + 2 H 2 O

Данные
Молярность H 2 SO 4 : 0.108 M = 0,108 ммоль / мл
Испытание I Испытание II Испытание III
Объем 0,108 M H 2 SO 4 : 25,0 мл 25,0 мл 25,0 мл
Объем раствора NaOH:
Показания бюретки: конец
начало
34.12 мл
0,64 мл
39,61 мл
6,15 мл
35,84 мл
2,34 мл
Объем NaOH в конечной точке: 33,48 мл 33,46 мл 33,50 мл
Арифметическое уравнение *
? M NaOH = 25.0 мл H 2 SO 4 X 0,180 ммоль H 2 SO 4
1 мл H 2 SO 4
X 2 ммоль NaOH
1 ммоль H 2 SO 4
X 1
33,48 мл NaOH

Ответ
0.161 M NaOH

* Первые три фактора в уравнении дают использованные миллимоли H 2 SO 4 . Деление на объем использованной кислоты дает молярность (моль / л). 1 в последнем множителе - безразмерное число.

Пример:

три пробы 25,00 мл раствора серной кислоты неизвестной концентрации титровали до конечной точки фенолфталеина с 0.129 М гидроксид калия решение. Показания бюретки для каждого испытания были следующими:
Испытание I Испытание II Trial III
Заключительное чтение 34,32 мл 33,35 мл 35,15 мл
Начальное чтение 1.13 мл 0,20 мл 2,07 мл

Рассчитайте молярность раствора серной кислоты.

Решение

Решение этой проблемы оформить в виде таблицы 11.5.

Уравнение

2 КОН + Н 2 SO 4 K 2 SO 4 + 2 H 2 O

Данные

Молярность KOH: 0.129 M (0,129 ммоль КОН / мл раствора)

Испытание I Испытание II Trial III
Объем H 2 SO 4 25,00 мл 25,0 мл 25,0 мл
Объем КОН 33,19 мл 33.15 мл 33,08 мл

(Эти данные получены путем вычитания показаний бюретки, указанных в суть проблемы.)

Средний объем использованного 0,129 М КОН: 33,14 мл

Арифметическое уравнение

Ответ
0,0855 M H 2 SO 4

,

Получение активированного угля дополнительной активацией гидроксидом калия и характеристика их свойств

Имеющийся в продаже активированный уголь использовали для получения активированного угля посредством реактивации КОН при 750 ° C. Активированный уголь был получен с выходом 60,5%. Полученный активированный уголь показал хорошо развитую пористую структуру с удельной поверхностью 2939 м 2 / г, общим объемом пор 1,488 см 3 / г и объемом микропор 1,001 см 3 / г.Процесс реактивации углерода изменяет его размер частиц, а также свойства плотности и увеличивает почти вдвое количество метана и диоксида углерода, адсорбированных в условиях высокого давления. Такой активированный уголь можно использовать для обогащения метана или диоксида углерода методом адсорбции при переменном давлении. Другие возможные применения реактивированного углерода - хранение водорода и метана и связывание диоксида углерода.

1. Введение

Активированные угли производятся из различных прекурсоров, таких как древесина, торф, бурый уголь, лигнит, различные виды каменного угля, антрацит, карбо- и нефтехимические продукты, полимеры и скорлупа фруктов [1, 2] ,Обычно весь органический предшественник можно превратить в активированный уголь; однако в большинстве случаев это требует использования агента активации, и лишь некоторые из них являются коммерчески привлекательными. Свойства конечного продукта зависят от природы используемого сырья, природы активирующего агента и условий процесса активации.

Традиционное производство активированного угля состоит из двух этапов: (i) карбонизация прекурсора при температуре ниже 900 ° C в инертной атмосфере и (ii) химическая или физико-химическая активация карбонизированного прекурсора [3].

В процессе химической активации либо предварительно карбонизированный продукт пропитывается подходящими химическими веществами, такими как кислоты (HNO 3 , H 2 SO 4 и H 3 PO 4 ) или солями. (ZnCl 2 , MgCl 2 , FeCl 3 , AlCl 3 и K 2 S). Эти реагенты действуют посредством солюбилизированной целлюлозы, которая при повышенных температурах отделяется в виде высокодисперсного аморфного углерода, который образует пористую структуру в углеродсодержащем адсорбенте.

Когда химическая обработка проводится серной кислотой при температуре <200 ° C, активированный уголь показывает плохую сорбционную способность. При активации фосфорной кислотой при 375–500 ° C возникают проблемы с коррозией оборудования. Недостатком активации хлоридом цинка при 550–650 ° C является то, что активированный уголь загрязнен солями цинка, которые трудно удалить.

Amoco Corporation разработала процесс производства углерода с большой площадью поверхности (более 3000 м 2 / г) путем активации KOH ароматических предшественников, таких как нефтяной кокс и уголь.Этот процесс был коммерциализирован в 1980-х годах и впоследствии лицензирован и эксплуатировался на пилотной установке Kansai Coke and Chemicals Co. В настоящее время производится только ограниченное количество продукции. Активированный уголь преимущественно микропористый, что обеспечивает большую площадь поверхности, а общий объем пор исключительно высок: 2,0–2,6 мл / г [4].

Возрастающий интерес к активации гидроксидом калия из таких прекурсоров, как древесина и скорлупа овощей, привел к исследованиям химии и механизма образования активированного угля с идеально развитой пористой структурой и очень высокой удельной поверхностью [5].

В работе представлены результаты исследований по увеличению адсорбционной способности промышленного активированного угля по метану и диоксиду углерода путем дополнительной активации гидроксидом калия.

2. Экспериментальная
2.1. Материал и реактивация KOH

Материалом для дополнительной химической обработки был активированный уголь Picazine [6], изготовленный из соснового леса компанией Société PICA, Франция. Первоначальная химическая активация проводилась с использованием ортофосфорной кислоты.

2.1.1. Реактивация активного угля

Уголь пиказина сушили и затем смешивали с измельченным КОН в соотношении 1: 3 (м / м). Обработку проводили в муфельной печи при температуре 750 ° C в атмосфере нейтрального газа (N 2 ). Смесь быстро нагревали до 700 ° C, а затем температуру повышали до 750 ° C со скоростью 10 ° C / мин. После достижения этой температуры реакционную смесь выдерживали 30 мин, а затем охлаждали до температуры окружающей среды.Все это время нейтральный газ (N 2 ) протекал внутри печи со скоростью 30 л / мин. Когда реакционная смесь достигала температуры окружающей среды, ее нейтрализовали 5% -ным раствором HCl. Модифицированный таким образом уголь придавал раствору зеленый цвет, который сохранялся в течение начального периода отмывки. После каждой последующей отмывки от калиевого основания суспензию декантировали, разбавляли дистиллированной водой и измеряли ее значение pH. Эту обработку повторяли несколько раз, пока pH фильтрата не достигал 6.5. Когда был достигнут заданный pH, активированный уголь отделяли от раствора фильтрованием при пониженном давлении 10–15 мм рт. Ст., Промывая фильтровальный пирог дистиллированной водой, который затем сушили при температуре 120 ° C. Модифицированный продукт был получен с выходом 60,5% (м / м). Активированный уголь, модифицированный КОН, был обозначен как Picazine K.

3. Оценка свойств Активный уголь и продукт реактивации
3.1. Ситовый анализ

Для определения распределения по размерам частиц обоих активных углей был проведен размерный анализ [7] для обоих активных углей (рис. 1).

Результаты и расчетные значения эквивалентного диаметра доказывают, что уголь пиказина подвергается значительному разрушению в результате высокотемпературной обработки КОН, и полученный продукт показывает два преобладающих размера частиц (примерно 0,2 и 0,7 мм). , Изменение размера частиц активных углей, как и сама модификация, существенно влияет на значения различных видов плотностей.

3.2. Измерения плотности

Важными характеристиками адсорбентов являются их плотности: объемная плотность (), кажущаяся плотность () и реальная плотность ().Объемная плотность определялась с помощью прибора для определения характеристик порошка [8], кажущаяся плотность определялась с использованием замещения ртутью, а реальная плотность определялась с помощью анализатора плотности оболочки GeoPyc 1330 [9].

Объемы пор () для обоих углеродов были рассчитаны с использованием следующего уравнения:

Общая пористость (), которая включает объем межчастичного пространства и объем, присутствующий внутри частиц адсорбента, была определена по следующей формуле:

Результаты определение плотности и значения, рассчитанные из (1) и (2), приведены в таблице 1.


Свойства Picazine Picazine K

Насыпная плотность (), г / см 3 0,204 0,120
Кажущаяся плотность (), г / см 3 0,450 0,325
Реальная плотность (), г / см 3 1,777 2,669
Объем пор (), см 3 / см 3 1.660 2,702
Общая пористость (
.

Смотрите также