Рассчитать расход пирита, содержащего 78% FeS2, и воздуха (О2 – 21%, N2 – 79%) в производстве 540 кг серной кислоты. Выход SО2 15% от теоретически возможного, Степень превращения SО3 – 50%, а выход готового продукта 70% от теоретически возможного.
1. Найдем массу пирита, необходимую для производства 540 кг серной кислоты. Для этого нужно учесть содержание серы в молекуле FeS2 и молярную массу пирита.
Информация:
- Содержание серы в пирите (FeS2) - 78%
- Молярная масса пирита (FeS2) - 119.98 г/моль
Расчет:
Масса серы = Масса серной кислоты * (Выход SО2 / 100) * (1 / Степень превращения SО3) * (1 / (Содержание серы в пирите / 100))
Масса серы = 540 кг * (15 / 100) * (1 / 0.5) * (1 / (78 / 100))
2. Рассчитаем массу кислорода (O2) и азота (N2), необходимую для реакции с пиритом. Для этого нужно учесть содержание кислорода и азота в воздухе, а также массовые соотношения природного воздуха.
Информация:
- Содержание кислорода в воздухе - 21%
- Содержание азота в воздухе - 79%
- Молярная масса кислорода (O2) - 31.998 г/моль
- Молярная масса азота (N2) - 28.014 г/моль
Расчет:
Масса кислорода = Масса пирита * (Содержание кислорода в воздухе / 100) * (1 / (Молярная масса кислорода (O2) / Молярная масса пирита (FeS2)))
Масса азота = Масса пирита * (Содержание азота в воздухе / 100) * (1 / (Молярная масса азота (N2) / Молярная масса пирита (FeS2)))
3. Найдем массу газа воздуха в целом, суммируя массу кислорода и азота.
Масса воздуха = Масса кислорода + Масса азота
4. Рассчитаем массу серы (S), полученной в результате реакции пирита с воздухом. Для этого нужно учесть массу пирита и молярные соотношения.
Информация:
- Молярная масса серы (S) - 32.06 г/моль
Расчет:
Масса серы = Масса пирита * (Молярная масса серы (S) / Молярная масса пирита (FeS2))
5. Рассчитаем массу оксида серы (SO2), полученного в результате реакции серы с кислородом. Для этого нужно учесть массу серы и молярные соотношения.
Информация:
- Молярная масса оксида серы (SO2) - 64.06 г/моль
Расчет:
Масса SO2 = Масса серы * (Молярная масса оксида серы (SO2) / Молярная масса серы (S))
6. Рассчитаем массу серной кислоты (H2SO4), полученной в результате реакции оксида серы (SO2) с водой. Для этого нужно учесть массу SO2 и молярные соотношения.
Информация:
- Молярная масса серной кислоты (H2SO4) - 98.09 г/моль
Расчет:
Масса H2SO4 = Масса SO2 * (Молярная масса серной кислоты (H2SO4) / Молярная масса оксида серы (SO2))
7. На последнем шаге, найдем массу готовой серной кислоты, учитывая ее выход.
Масса готовой серной кислоты = Масса H2SO4 * (Выход готового продукта / 100)
Все расчеты учесть, а натурные учеты провести на каждом этапе.
Надеюсь, этот ответ понятен школьнику. Если возникнут дополнительные вопросы, пожалуйста, сообщите мне.
1. Найдем массу пирита, необходимую для производства 540 кг серной кислоты. Для этого нужно учесть содержание серы в молекуле FeS2 и молярную массу пирита.
Информация:
- Содержание серы в пирите (FeS2) - 78%
- Молярная масса пирита (FeS2) - 119.98 г/моль
Расчет:
Масса серы = Масса серной кислоты * (Выход SО2 / 100) * (1 / Степень превращения SО3) * (1 / (Содержание серы в пирите / 100))
Масса серы = 540 кг * (15 / 100) * (1 / 0.5) * (1 / (78 / 100))
2. Рассчитаем массу кислорода (O2) и азота (N2), необходимую для реакции с пиритом. Для этого нужно учесть содержание кислорода и азота в воздухе, а также массовые соотношения природного воздуха.
Информация:
- Содержание кислорода в воздухе - 21%
- Содержание азота в воздухе - 79%
- Молярная масса кислорода (O2) - 31.998 г/моль
- Молярная масса азота (N2) - 28.014 г/моль
Расчет:
Масса кислорода = Масса пирита * (Содержание кислорода в воздухе / 100) * (1 / (Молярная масса кислорода (O2) / Молярная масса пирита (FeS2)))
Масса азота = Масса пирита * (Содержание азота в воздухе / 100) * (1 / (Молярная масса азота (N2) / Молярная масса пирита (FeS2)))
3. Найдем массу газа воздуха в целом, суммируя массу кислорода и азота.
Масса воздуха = Масса кислорода + Масса азота
4. Рассчитаем массу серы (S), полученной в результате реакции пирита с воздухом. Для этого нужно учесть массу пирита и молярные соотношения.
Информация:
- Молярная масса серы (S) - 32.06 г/моль
Расчет:
Масса серы = Масса пирита * (Молярная масса серы (S) / Молярная масса пирита (FeS2))
5. Рассчитаем массу оксида серы (SO2), полученного в результате реакции серы с кислородом. Для этого нужно учесть массу серы и молярные соотношения.
Информация:
- Молярная масса оксида серы (SO2) - 64.06 г/моль
Расчет:
Масса SO2 = Масса серы * (Молярная масса оксида серы (SO2) / Молярная масса серы (S))
6. Рассчитаем массу серной кислоты (H2SO4), полученной в результате реакции оксида серы (SO2) с водой. Для этого нужно учесть массу SO2 и молярные соотношения.
Информация:
- Молярная масса серной кислоты (H2SO4) - 98.09 г/моль
Расчет:
Масса H2SO4 = Масса SO2 * (Молярная масса серной кислоты (H2SO4) / Молярная масса оксида серы (SO2))
7. На последнем шаге, найдем массу готовой серной кислоты, учитывая ее выход.
Масса готовой серной кислоты = Масса H2SO4 * (Выход готового продукта / 100)
Все расчеты учесть, а натурные учеты провести на каждом этапе.
Надеюсь, этот ответ понятен школьнику. Если возникнут дополнительные вопросы, пожалуйста, сообщите мне.