При взаимодействии 0,1 нормального раствора тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃) с избытком серной кислоты (H₂SO₄) получено 4,8 грамм серы (S). Какой объем раствора тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃) вступил в реакцию?

Решение задачи

Запишем уравнения реакции получения серы:

При взаимодействии тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃) с серной кислотой (H₂SO₄), получается тиосульфат водорода (H₂S₂O₃) (или тиосерная кислота), который разлагается с образованием сернистой кислоты (H₂SO₃) и серы (S).

Напомню, что под нормальной концентрацией понимают количество грамм-эквивалентов данного вещества, содержащегося в 1 л раствора. Нормальную концентрацию выражают в моль-экв/л или используют сокращение «н», «N».

Рассчитаем молярную массу тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃):

M (Na₂S₂O₃) = 2 ∙23 + 2 ∙ 32 + 3 ∙ 16 = 158 (г/моль).

Учитывая, что молярная масса серы (S) равна 32 г/моль, по уравнению реакции рассчитаем, какая масса раствора тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃) вступила в реакцию:

г тиосульфата натрия участвует в получении 4,8 г S

158 г тиосульфата натрия участвует в получении 32 г S

Откуда:

Рассчитаем молярную массу эквивалента тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃) по формуле:

Фактор эквивалентности (f_экв) – число, показывающее какая доля частицы (атома, молекулы) этого вещества равноценна одному иону водорода (H⁺) в реакциях обмена или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Учитывая, что атомы тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃) вступают в реакцию диспропорционирования:

из уравнений полуреакций видно, что в окислительно восстановительной реакции принимает участие 4 e^—, следовательно, fэкв = 1/4.

Рассчитаем молярную массу эквивалента тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃):

M_Э (Na₂S₂O₃) = 158 ∙ 1/4 = 39,5 (г/моль).

Из формулы нахождения нормальной концентрации раствора, выразим объем:

Получаем:

V (Na₂S₂O₃) = 23,7 / 39,5 ∙ 0,1 = 6 (л).

Ответ:

объем раствора тиосульфата натрия (Na₂S₂O₃) равен 6 литров.