Решение задачи: Определение теплоты разбавления серной кислоты

Задача 2. Определить теплоту разбавления 73,2 % серной кислоты до 52,2 %. Для расчета воспользоваться данными справочника. Решение: Теплота разбавления раствора от концентрации \( C_1 \) до \( C_2 \) рассчитывается как разность интегральных теплот растворения (\( \Delta H_{раств} \)) для этих концентраций. Интегральная теплота растворения — это количество теплоты, выделяющееся при растворении 1 моля вещества в таком количестве воды, чтобы получился раствор заданной концентрации. 1. Переведем процентную концентрацию в мольное отношение \( n \) (число молей воды на 1 моль \( H_2SO_4 \)). Формула для расчета: \[ n = \frac{(100 - \omega) \cdot M_{H_2SO_4}}{\omega \cdot M_{H_2O}} \] где \( M_{H_2SO_4} = 98 \text{ г/моль} \), \( M_{H_2O} = 18 \text{ г/моль} \). Для 73,2 % раствора: \[ n_1 = \frac{(100 - 73,2) \cdot 98}{73,2 \cdot 18} = \frac{26,8 \cdot 98}{1317,6} \approx 2 \text{ моль } H_2O \] Для 52,2 % раствора: \[ n_2 = \frac{(100 - 52,2) \cdot 98}{52,2 \cdot 18} = \frac{47,8 \cdot 98}{939,6} \approx 5 \text{ моль } H_2O \] 2. Найдем по справочнику значения интегральных теплот растворения \( H_2SO_4 \) для полученных значений \( n \) (при 298 К): Для \( n_1 = 2 \): \( \Delta H_1 = -41,92 \text{ кДж/моль} \) Для \( n_2 = 5 \): \( \Delta H_2 = -58,03 \text{ кДж/моль} \) 3. Рассчитаем теплоту разбавления (\( \Delta H_{разб} \)) на 1 моль серной кислоты: \[ \Delta H_{разб} = \Delta H_2 - \Delta H_1 \] \[ \Delta H_{разб} = -58,03 - (-41,92) = -16,11 \text{ кДж/моль} \] Знак «минус» указывает на то, что процесс протекает с выделением теплоты (экзотермический процесс). Ответ: Теплота разбавления составляет -16,11 кДж на моль серной кислоты.