Bài 46: Luyện tập chương 6 – Bài 9 trang 191 SGK Hóa học 10 Nâng cao. Oleum là gì?
Oleum là gì?
a] Hãy xác định công thức của oleum A, biết rằng sau khi hòa tan 3,38 g A vào nước, người ta phải dùng 800ml dung dịch KOH 0,1M để trung hòa dung dịch A.
b] Cần hòa tan bao nhiêu gam oleum A vào 200g nước để được dung dịch H2SO4 10%.
Oleum là dung dịch \[{H_2}S{O_4}\,\,98\% \] hấp thụ SO3 được oleum H2SO4.nSO3.
\[{H_2}S{O_4} + nS{O_3}\,\, \to \,\,{H_2}S{O_4}.nS{O_3}\]
a] Xác định công thức oleum.
\[\eqalign{ & {H_2}S{O_4} + 2KOH\,\, \to \,\,{K_2}S{O_4} + 2{H_2}O\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\left[ 1 \right] \cr & 0,04\,\,\,\,\,\, \leftarrow \,\,0,08 \cr} \]
Ta có nKOH = 0,8.0,1 = 0,08 [mol]
Khi hòa tan oleum vào nước có quá trình
\[{H_2}S{O_4}.nS{O_3} + n{H_2}O\,\, \to \,\,\left[ {n + 1} \right]{H_2}S{O_4}\,\,\,\,\,\,\,\left[ 2 \right]\]
Quảng cáo - Advertisements
Từ [2] và đề bài ta có \[{{98 + 80n} \over {3,38}} = {{n + 1} \over {0,04}}\]
Giải ra được n = 3. Vậy công thức phân tử oleum là H2SO4.3SO3.
b] Gọi a là số mol oleum H2SO4.3SO3.
Moleum = 98 + 240=338u \[ \Rightarrow {m_{oleum}} = 338a\]
Khi hòa tan oleum vào nước có phản ứng sau:
\[\eqalign{ & {H_2}S{O_4}.3S{O_3} + 3{H_2}O\,\, \to \,\,4{H_2}S{O_4} \cr & \,\,\,\,\,\,\,1\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\;\;\;\;\;\;\;\;\;4 \cr & \,\,\,\,\,\,a\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\;\;\;\;\;\;\;\;\;4a \cr} \]
Khối lượng H2SO4 khi hòa tan a mol oleum: 98.4a = 392a
\[{{392a} \over {338a + 200}} = {{10} \over {100}} \to a = 0,0558\,\,\left[ {mol} \right]\]
Vậy mOleum phải dùng = \[338.0,0558 = 18,86 \] [gam].
Công thức của Olenum là H2SO4.nSO3. Oleum là tên gọi của axit sunfuric được biểu thị theo công thức là H2SO4.nSO3 với n được định nghĩa là hàm lượng mol lưu huỳnh trioxit tự do.
Mục lục nội dung
Trắc nghiệm: Công thức của Olenum là gì?
A. H2SO4.nSO2
B. H2SO4.nH2O
C. H2SO4.nSO3
D. H2SO4 đặc
Trả lời
Đáp án đúng: C. H2SO4.nSO3
Công thức của Olenum là H2SO4.nSO3
Giải thích của giáo viên Top lời giải vì sao chọn đáp án C
Công thức của Olenum là H2SO4.nSO3. Oleum là tên gọi của axit sunfuric được biểu thị theo công thức là H2SO4.nSO3 với n được định nghĩa là hàm lượng mol lưu huỳnh trioxit tự do.
Kiến thức vận dụng để trả lời câu hỏi
1. Oleum là gì?
Khái niệm: Oleum là tên gọi của axit sunfuric được biểu thị theo công thức H2SO4.nSO3 với n được định nghĩa là hàm lượng mol lưu huỳnh trioxit tự do.
Tên gọi khác: axit Nordhausen, axit sunfuric bốc khói.
Hỗn hợp giữa SO3 với H2O đều gọi là axit sunfuric. Nếu tỷ lệ này SO3/H2O 1 được gọi là oleum.
Nồng độ của Oleum hoặc được biểu diễn theo % của SO3 [gọi là % oleum].
Các nồng độ chủ yếu thường gặp của Oleum là 40% oleum [109% H2SO4] và 65% oleum [114,6% H2SO4].
2. Phương pháp sản xuất oleum
Oleum được sản xuất trong quá trình tiếp xúc, trong đó lưu huỳnh bị oxy hóa thành lưu huỳnh trioxide và được hòa tan trong axit sunfuric đậm đặc.
Vì SO3 có thể tan trong H2SO4 tạo H2SO4.nSO3 [oleum], oleum xuất hiện nhiều nhất trong giai đoạn SO3 +H2O → H2SO4.
Axit trong giai đoạn này là axit đậm đặc sau đó được pha loãng.
Phản ứng: H2S2O7 → H2SO4 + SO3
3. Ứng dụng của Oleum trong đời sống
Tuy tên gọi của Oleum có vẻ còn xa lạ nhưng trong thực tế nó có rất nhiều ứng dụng quan trọng trong đời sống và sản xuất mà có lẽ bạn chưa biết:
a. Trong sản xuất axit sunfuric
Với năng lực hydrat hóa cao, Oleum được sử dụng như một chất trung gian quan trọng trong sản xuất axit sunfuric .
Khi cho Oleum tính năng với nước hoàn toàn có thể tạo ra H2SO4 đặc nóng
H2SO4. nSO3 + H2O → H2SO4
b. Trong giao thông vận tải vận tải đường bộ
Là chất trung gian trong luân chuyển những hợp chất axit sunfuric trong những toa xe lửa từ những nhà máy sản xuất lọc dầu với nhau hay đến tay người tiêu dùng .
Do năng lực ăn mòn sắt kẽm kim loại ít hơn H2SO4 nên đôi lúc H2SO4 sẽ được cô đặc thành Oleum trong những đường ống nhà máy sản xuất và được pha loãng trở lại thành axit sau khi muốn sử dụng trong những phản ứng công nghiệp .
c. Thành phần giúp sản xuất thuốc nổ
Oleum được sử dụng trong sản xuất nhiều chất nổ với ngoại lệ đáng chú ý là nitrocellulose.
Để sản xuất thuốc nổ cần hỗn hợp khan có chứa axit nitric và axit sunfuric. Nhưng vì hỗn hợp axit nitric thông thường trong axit sunfuric chứa một lượng nước đáng kể và không phù hợp với các quá trình như những quá trình xảy ra trong quá trình sản xuất trinitrotoluene.
Trong công nghiệp, các hỗn hợp nitrat mạnh như Axit nitric [bốc khói rất nguy hiểm khi xử lý và vận chuyển, vì nó cực kỳ ăn mòn và dễ bay hơi] được điều chế bằng cách trộn ole với axit nitric thương mại thông thường để lưu huỳnh tự do trong lưu huỳnh tiêu thụ nước.
d. Làm chất trung gian trong vận chuyển các chất khác
Oleum là chất rất hữu ích giúp vận chuyển các hợp chất axit sunfuric trong các toa xe lửa, giữa các nhà máy lọc dầu và vận chuyển đến tay người tiêu dùng.
Ngoài ra, oleum ít ăn mòn kim loại hơn H2SO4 vì không có nước tự do để tấn công các bề mặt. Do đó, H2SO4 đôi khi được cô đặc thành Oleum cho các đường ống trong nhà máy và sau đó được pha loãng trở lại thành axit để sử dụng trong các phản ứng công nghiệp
>>> Xem thêm: Nguyên liệu sản xuất axit sunfuric trong nghiệp?
4. Một số bài tập về oleum
Bài tập 1:
Xác định công thức của Oleum A, biết rằng cần phải dùng 800ml dung dịch KOH 0,1M để trung hòa được dung dịch A khi hòa tan 3,38 gam A vào nước.
Bài giải:
Gọi CT của Oleum là H2SO4.nSO3
Ta có:
H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O
0,04 mol ← 0,08 mol
H2SO4.nSO3 + nH2O → [n+1] H2SO4
nH2SO4.nSO3 = nH2SO4/[n+1]= 0,04/[n +1]
Mặt khác:
nH2SO4.nSO3 = 3,38/[98 + 80n]
⇒ 0,04/[n+1] = 3,38/[98 + 80n] ⇒ n=3
Vậy công thức của oleum A là H2SO4.3SO3
Bài tập 2:
Cho 0,015 mol một loại hợp chất Oleum vào nước ta thu được 200ml dung dịch X. Cần 200ml dung dịch NaOH 0,15M để trung hòa 100ml dung dịch X. Tính phần trăm khối lượng nguyên tố lưu huỳnh có trong Oleum trên.
Bài giải:
Gọi CT của Oleum là H2SO4.3SO3.
Ta có: nNaOH = 0,2.0,15 = 0,03 mol [trong 100ml dung dịch X]
Trong 100ml X: H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
0,015 ← 0,03
Ở trong 200ml X: H2SO4.nSO3 + nH2O → [n+1] H2SO4
0,015 → 0,03
⇒ [n+1]/1 = 0,03/0,015 = 2 → n=1 → oleum có CT: H2SO4.SO3
⇒ %mS = [32,2/[98+80]]100% = 35,95%
Vậy trong oleum có 35,95% khối lượng nguyên tố lưu huỳnh
Bài tập 3: Hòa an hết 1,69 gam oleum với công thức H2SO4. 3SO3 vào nước dư. Để trung hòa dung dịch thu được cần X ml dung dịch KOH 1M. Vậy X bằng bao nhiêu ?
Bài giải:
Ta có : nH2SO4. 3SO3 = 1,69 / 338 = 5.10 – 3 mol
PTHH : H2SO4. 3SO3 + 3H2O → 4H2SO4
5.10 – 3 → 0,02
H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O
0,02 → 0,04
⇒ XKOH = [ 0,04 / 1 ] 1000 = 40 ml
Vậy cần 40 ml dung dịch KOH 1M