VnDoc.com

Oleum là gì? Công thức của oleum

Dạng bài tập Oleum

Bài trước

Tải về

Bài sau

Lớp: Lớp 11

Môn: Hóa Học

Bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống

Loại File: PDF

Phân loại: Tài liệu Tính phí

Dạng bài tập SO3 - Oleum

1. Oleum là gì?
2. Phương pháp sản xuất oleum
3. Ứng dụng của Oleum
4. Bài tập vận dụng liên quan

Oleum là gì? Công thức của oleum được VnDoc biên soạn hướng dẫn các bạn tìm hiểu về Oleum, Oleum có công thức hóa học là gì, từ đó vận dụng làm các dạng bài tập tương tự. Mời các bạn tham khảo.

1. Oleum là gì?

Oleum là tên gọi của Sulfuric acid được biểu thị theo công thức H₂SO₄.nSO₃ với n được định nghĩa là hàm lượng mol sulfur trioxide tự do.

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

Hết H₂O: nSO₃ + H₂SO₄ → H₂SO₄.nSO₃

Ví dụ: 3SO₃ + H₂SO₄ → H₂SO₄.3SO₃

Tên gọi khác: Sulfuric acid bốc khói.

Công thức của oleum: H₂SO₄.nSO₃ nên khi tác dụng H₂O ta có:

H₂SO₄.nSO₃+ nH₂O → (n +1) H₂SO₄

$\Rightarrow n_{Oleum}=\frac{n_{H_2SO_4}}{n+1}$ $\Rightarrow n_{Oleum}=\frac{n_{H_2SO_4}}{n+1}$

Ví dụ:

H₂SO₄.3SO₃+ 3H₂O → 4H₂SO₄

Chú ý:

Coi H₂SO₄ ngậm H₂SO₄.nSO₃(oleum) là một dung dịch H2SO4 (áp dụng bài tập tính toán (bài tập pha chế dung dịch)

Khi pha trộn dung dịch thì có thể coi oleum là acid có nồng độ:

$C\%_{H_{2} SO_{4} } =\frac{m_{chất \: tan} }{m_{dung\: dịch}} .100\%=\frac{m_{H_{2} SO_{4}}}{m_{oleum}} .100\%$ $C\%_{H_{2} SO_{4} } =\frac{m_{chất \: tan} }{m_{dung\: dịch}} .100\%=\frac{m_{H_{2} SO_{4}}}{m_{oleum}} .100\%$

$=\frac{(n+1).98}{98+80n} .100\%$ $=\frac{(n+1).98}{98+80n} .100\%$

Khi xác định công thức của Oleum cần xác định nH₂SO₄:nSO₃ theo bài tập lập công thức

Hỗn hợp giữa SO₃với H₂O đều gọi là axit sunfuric. Nếu tỷ lệ này SO₃/H₂O < 1 được gọi là dung dịch axit sunfuric, nếu tỷ lệ 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 Sulfuric acid đậm đặc.

SO₃ có thể tan trong H₂SO₄ theo tỷ lệ nhất định và tạo ra Oleum (H₂SO₄.nSO₃), nó xuất hiện nhiều nhất trong giai đoạn sau:

SO₃ + H₂O → H₂SO₄.

Oleum có thể tác dụng với nước sinh ra H₂SO₄ đặc nóng theo phương trình:

H₂SO₄.nSO₃+ H₂O → H₂SO₄.

3. Ứng dụng của Oleum

Oleum là thành phần giúp điều chế H₂SO₄

Khi cho Oleum tác dụng với nước có thể tạo ra H₂SO₄đặc nóng

H₂SO₄.nSO₃ + H₂O → H₂SO₄

Khi SO₃được thêm vào nước sẽ tạo thành một màn mỏng là axit sulfuric nhưng khó xác định.

Thay vào đó, SO₃ được thêm vào Sulfuric acid đậm đặc dễ dàng hòa tan, tạo thành quầng sau đó được pha loãng với nước để tạo ra H₂SO₄ đậm đặc bổ sung.

Do khả năng ăn mòn kim loại ít hơn H₂SO₄nên đôi khi H₂SO₄ sẽ được cô đặc thành Oleum trong các đường ống nhà máy và được pha loãng trở lại thành acid sau khi muốn sử dụng trong các phản ứng công nghiệp
Oleum được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất nhiều loại chất nổ.

4. Bài tập vận dụng liên quan

Câu 1. Xác định công thức của Oleum A, biết rằng cần phải dùng 400ml dung dịch NaOH 0,1M để trung hòa đươc dung dịch A khi hòa tan 1,69 gam A vào nước.

Đáp án hướng dẫn giải

Gọi công thức của Oleum cần tìm là H₂SO₄.nSO₃

Ta có:

H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

0,02 mol ← 0,04 mol

H₂SO₄.nSO₃+ nH₂O → (n+1)H₂SO₄

$nH_2SO_4.nSO_3\;=\;\frac{nH_2SO_4}{(n+1)}=\;\frac{0,02}{(n\;+1)}$ $nH_2SO_4.nSO_3\;=\;\frac{nH_2SO_4}{(n+1)}=\;\frac{0,02}{(n\;+1)}$

Mặt khác ta có

$nH_2SO_4.nSO_3\;=\frac{\;1,69}{(98\;+\;80n)}$ $nH_2SO_4.nSO_3\;=\frac{\;1,69}{(98\;+\;80n)}$

⇒ $\frac{ 0,02}{(n+1)} =\frac{ 1,69}{(98 + 80n)} ⇒ n = 4$ $\frac{ 0,02}{(n+1)} =\frac{ 1,69}{(98 + 80n)} ⇒ n = 4$

Vậy công thức của oleum A là H₂SO₄.3SO₃

Câu 2. Cho 0,015 mol một loại hợp chất oleum vào nước thu được 200 ml dung dịch X. Để trung hoà 100 ml dung dịch X cần dùng 200 ml dung dịch NaOH 0,15M. Phần trăm về khối lượng của nguyên tố lưu huỳnh trong oleum trên là

Đáp án hướng dẫn giải

Ta có

H₂SO₄.nSO₃ + nH₂O→ (n+1)H₂SO₄

H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O

0,015 ← 0,03

$\frac{nH_2SO_4}{n_{oleum}}\hspace{0.278em}=\hspace{0.278em}\frac{n+1}1=\hspace{0.278em}\frac{0,015.2}{0,015}\;$ $\frac{nH_2SO_4}{n_{oleum}}\hspace{0.278em}=\hspace{0.278em}\frac{n+1}1=\hspace{0.278em}\frac{0,015.2}{0,015}\;$

(1 + n)0,015 = 0,03 → n = 1

Công thức của oleum: H₂SO₄.SO₃

$\%S=\;\frac{2.32}{98+80}.100\%\;=\;35,95\%$ $\%S=\;\frac{2.32}{98+80}.100\%\;=\;35,95\%$

Câu 3. Hoà tan 6,67 gam Oleum X vào nước thành 200ml dung dịch H₂SO₄. Lấy 10 ml dung dịch này trung hoà vừa hết 16 ml dung dịch NaOH 0,5M. Xác định công thức của X

Đáp án hướng dẫn giải

Ta có: n_NaOH = 0,016.0,5 = 0,008 mol

2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄+ 2H₂O

0,008 →0,004mol

=> nH₂SO₄ = 0,004 mol

CM_H2SO4= 0,004/0,01 = 0,4 M

Trong 0,2 lít dung dịch: n_H2SO4= 0,4.0,2 = 0,08 mol

H₂SO₄.3H₂O + nH₂O→ (n + 1)H₂SO₄

=> n_X = 0,08/(n + 1) mol

$\Rightarrow M_{X} =\frac{ [6,67(n + 1)] }{0,08}$ $\Rightarrow M_{X} =\frac{ [6,67(n + 1)] }{0,08}$

= 83,375n + 83,375 = 98 + 80n

⇔n = 4

Vậy A là H₂SO₄.4SO₃

Câu 4. Hấp thụ m gam SO₃ vào 100 gam dung dịch H₂SO₄ 96,4% thu được một loại oleum có phần trăm khối lượng SO₃ là 40,82%. Giá trị của m là bao nhiêu:

Đáp án hướng dẫn giải

Dung dịch H₂SO₄ ban đầu chứa H₂SO₄ = 96,4gam, m_H2O= 3,6 gam

→n_H2O= 0,02 mol

SO₃+ H2O → H₂SO₄

0,2 mol ← 0,2 mol → 0,2mol

m_SO3= m − 0,2.80 (gam)

C%SO₃ = m_SO3/(100 + m).100% = (m−16)/(100 + m).100% =4 0,82%

→ m = 96

Câu 5. Cho 0,015 mol một loại hợp chất oleum vào nước thu được 200 ml dung dịch X. Để trung hoà 100ml dung dịch X cần dùng 200 ml dung dịch NaOH 0,15M. Phần trăm về khối lượng của nguyên tố lưu huỳnh trong oleum trên là bao nhiêu?

Đáp án hướng dẫn giải

Gọi công thức của oleum là H₂SO₄.nSO₃

n_NaOH= 0,2.0,15 = 0,03 mol (trong 100ml dd X)

Trong 100 ml X:

H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O

0,015 ←0 ,03

Trong 200ml X:

H₂SO₄.nSO₃ + nH₂O → (n + 1)H₂SO₄

0,015 → 0,03

→ n + 11=0,03/0,015 = 2 → n = 1

→ oleum: H₂SO₄.SO₃

$→ \%m_{S} = \frac{32.2}{(98 + 80)} .100\% = 35,95\%$ $→ \%m_{S} = \frac{32.2}{(98 + 80)} .100\% = 35,95\%$

Câu 6. Trong quy trình sản xuất sulfuric acid (H₂SO₄) có giai đoạn dùng dung dịch H₂SO₄ 98% hấp thụ sulfur trioxide (SO₃) thu được oleum (H₂SO₄ .nSO₃). Sulfur trioxide được tạo thành bằng cách oxi hoá sulfur dioxide bằng oxygen hoặc lượng dư không khí ở nhiệt độ 450°C - 500°C, chất xúc tác vanadium(V) oxide (V₂O₅) theo phương trình hoá học:

$2SO_{2} (g) + O_{2}(g)\overset{V_{2}O_{5},450^{o} C-500^{o}C}{\rightleftharpoons} 2SO_{3}(g)$ $2SO_{2} (g) + O_{2}(g)\overset{V_{2}O_{5},450^{o} C-500^{o}C}{\rightleftharpoons} 2SO_{3}(g)$ $\triangle _{r} H_{298}^{0} =-198,4kJ$ $\triangle _{r} H_{298}^{0} =-198,4kJ$

a) Viết biểu thức tính hằng số cân bằng K_C của phản ứng trên

b) Nồng độ ban đầu của SO₂ và O₂ tương ứng là 4M và 2M. Tính hằng số cân bằng của phản ứng, biết rằng khi đạt trạng thái cân bằng đã có 80% SO₂ đã phản ứng.

c) Để có 90% SO₂ đã phản ứng khi hệ đạt trạng thái cân bằng thì lúc đầu cần lấy lượng O₂ là bao nhiêu?

Hướng dẫn trả lời

5. Bài tập tự luyện

Câu 1. Cần bao nhiêu gam dung dịch H₂SO₄ 35% để hòa tan vào đó 140 gam SO₃ thì thu được dung dịch acid có nồng độ 70%.

Câu 2. Tính khối lượng SO₃ và khối lượng dung dịch 20,5% cần lấy để pha chế được 340 gam dung dịch H₂SO₄ có nồng độ 49%.

Câu 3. Có một oleum công thức H₂SO₄.3SO₃. Cần bao nhiêu gam oleum này để pha vào 100mL dung dịch H₂SO₄ 40% (d=1,31 g/mL) để tạo ra oleum có hàm lượng SO₃là 10%?

Chi tiết nội dung câu hỏi nằm trong FILE TẢI VỀ

......................

Tải về

Chọn file muốn tải về: