100 л воздуха, загрязненного оксидом серы (IV), пропускали через раствор NaOH и добавляли к нему раствор йода, пока он не стал бесцветным. Вливание раствора хлорида бария в полученную смесь образовало 7 г соли. Если предел инертности SO2 составляет 0, 01 мг / мл, очистил ли он воздух до санитарной нормы?​

Для того, чтобы решить эту задачу, нам понадобятся знания о реакциях оксида серы (IV) с NaOH и I2, а также о реакции между раствором хлорида бария и солями.

Первым шагом мы должны определить количество оксида серы (IV) в воздухе. У нас есть 100 л загрязненного воздуха, поэтому для удобства переведем его в миллилитры. 1 л = 1000 мл, поэтому имеем 100000 мл загрязненного воздуха.

Предел инертности SO2 составляет 0,01 мг/мл, значит мы можем рассчитать максимально допустимую массу SO2 в нашем случае: 100000 мл * 0,01 мг/мл = 1000 мг = 1 г. Следовательно, если количество SO2 в воздухе меньше или равно 1 г, то воздух будет считаться очищенным до санитарной нормы.

Следующим шагом является решение уравнений реакций. Оксид серы (IV) реагирует с NaOH следующим образом:

SO2 + 2NaOH -> Na2SO3 + H2O

В данном случае воздух содержит SO2, поэтому мы можем записать уравнение реакции следующим образом:

SO2 + 2NaOH -> Na2SO3 + H2O

Также из условия задачи следует, что раствор йода I2 добавляется к смеси и продолжается, пока она не станет бесцветной. Это означает, что воздух, загрязненный SO2, окисляется до SO3, который в свою очередь реагирует с I2, образуя незагруженные соединения:

2SO2 + O2 -> 2SO3

SO3 + I2 -> H2SO4 + HI

Итак, мы знаем, что 100 л воздуха содержит SO2, реагирующий с NaOH и I2. Мы также знаем, что после добавления раствора хлорида бария в полученную смесь образовалось 7 г соли.

Раствор хлорида бария реагирует с раствором йода следующим образом, образуя нерастворимый бариййодид BaI2:

BaCl2 + 2NaI -> BaI2 + 2NaCl

7 г соли соответствует 7/378,1 моль или примерно 0,018 моль.

С учетом балансировки реакции, мы можем сказать, что 2 моль йода реагируют с 1 молью SO3, поэтому количество SO3 в реакции равно половине количества йода:

0,018 моль йода / 2 = 0,009 моль SO3

Следовательно, в реакции содержится 0,009 моль SO2.

Теперь мы можем перевести это количество в массу, используя молярную массу SO2 (64,06 г/моль):

0,009 моль * 64,06 г/моль = 0,57654 г SO2

Как видим, масса SO2 ниже предела инертности 1 г, следовательно, воздух очищен до санитарной нормы.

Таким образом, мы можем заключить, что воздух был очищен от загрязнения оксидом серы (IV) и соответствует санитарным нормам.