第4章习题解答

第4章 习题解答
（一）关于发烟硫酸与硫酸浓度换算、不同浓度硫酸与发烟硫酸的配制。

1、发烟硫酸换算成用硫酸含量表示：w (H 2SO 4)＝100%＋0.225w (SO 3) 2、发烟硫酸换算成用游离三氧化硫含量表示：w (SO 3)＝4.44[w (H 2SO 4)-100%] 3、其他浓度硫酸或发烟硫酸的配制计算：
m 1w 1+m 2w 2＝m w （1） m 1+m 2=m （2）
由式（1）和（2）得：2
121w w w w m
m --=
2
112w w w w m
m --=
习题4-1. w(SO 3)=65%发烟硫酸按硫酸计的浓度。

解：w (H 2SO 4)＝100%＋0.225w (SO 3)＝100%＋0.225×65%＝114.6% 习题4-2. 由20%发烟硫酸和98%硫酸配制100%H 2SO 4的计算。

解：（1）将20%发烟硫酸换算成用硫酸表示：
w (H 2SO 4)＝100%＋0.225w (SO 3)＝100%＋0.225×20%＝104.5% （2）所需发烟硫酸和浓硫酸量的计算： 已知，%100,
1000%,
98%,
5.10421====w kg m w w
由物料衡算：m 1w 1+m 2w 2＝m w 和m 1+m 2=m 得：
)(7.30798
5.1049810010002
121kg w w w w m
m =--⨯
=--=,
m 2=m-m 1=1000-307.7=692.3(kg)
习题4-3. 硫酸配制及浓度换算。

解：已知，kg
m kg m w w 650,350%,
98%,
5.1042121====
由物料衡算得：%
225.1004
2=SO H w
换算成用游离SO 3表示浓度：w (SO 3)＝4.44[w (H 2SO 4)-100%] ＝4.44×[100.225%-100%] ＝0.999%
（二）关于磺化反应硫酸用量的有关计算。

采用“∏值”表示“废酸”的浓度，以此计算硫酸或发烟硫酸用量。

以磺化液的“总酸度”来确定磺化终点。

1、“废酸”浓度的表示方法——“∏值”
“∏值”是将废酸中所含H 2SO 4的质量换算成SO 3的质量后的质量百分数。

按照投料计，“∏值”可表示为：
10098
80-98
804242⨯⨯
⨯
=
∏）
质量（消耗的原用硫酸的质量
质量废酸中所含
SO H SO H
或用磺化液中H 2SO 4和H 2O 的质量分数估算：
)
()()(63.81)()()
(98
80
1002424224242O H w SO H w SO H w O H w SO H w SO H w +⨯
=+⨯⨯
=∏
2、磺化反应所需浓硫酸或发烟硫酸的用量计算
为了消除磺化反应生成的水的稀释作用的影响，必须使用过量很多的硫酸，1 kmol 有机物在一磺化时所需浓硫酸或发烟硫酸的用量X 用下式计算：
∏
-∏-⨯
=a x 10080
式中，a ——把所用磺化剂中的H 2SO 4都折算成SO 3的浓度，即100%硫酸相当于含SO 3=6.8198
80100
=⨯，a
越高，用量X 越少。

●例4-1. “∏值”的计算。

●例4-2. 发烟硫酸用量X 计算。

3、磺化液的“总酸度”——磺化终点的确定
“总酸度”指的是将磺化液试样用氢氧化钠标准溶液滴定，然后计算：
%
10004904
.0)()a (⨯⨯⨯⋅=
移液管
容量瓶试样
总酸度V V m NaOH V OH N C
总酸度包括试样中硫酸、芳磺酸和游离SO 3均按当量换算成硫酸量的总和。

式中，.
m /g 2
104904.0a )a (/a )a (42g mol SO H ml V V ml OH N OH N V L mol OH N OH N C —试样的质量，
—；
的物质的量，
—
—；
积，—容量瓶、移液管的体—，；
的体积，——；的浓度，——试样移液管
容量瓶 ●例4-3. 磺化反应过程“总酸度”及废酸浓度计算。

习题4-5.。