Question

Який об’єм розчину з масовою часткою гідрооксиду натрію 20% і густиною 1,22 г/мл необхідний для нейтралізації одноосновної карбонової кислоти вагою 14,8 г? Кислота має склад: вуглець (масова частка 48,65%), кисень (43,24%), водень (8,11%).

Answer 1

Відповідь:

48,8 мл

Пояснення:

Определяем мольные соотношение элементов в молекуле кислоты - это будут индексы

С = 48,65 / 12 = 4,0541

О = 43,24 / 16 = 2, 7025

Н = 8,11 / 1 = 8,11

Приводим соотношения к целым числам ( число атомов не бывает дробным числом) делим на самое меньшее число, получаем:

С - 3

О - 2

Н - 6 Это пропановая кислота С3Н6О2 или СН₃СН₂СООН

Mr(СН₃СН₂СООН) = 74 г/моль

Определяем количество вещества кислоты

n(СН₃СН₂СООН) = m / Mr = 14,8г / 74 г/моль = 0,2 моль

Определяем количество вещества NaOH  за реакцией:

СН₃СН₂СООН + NaOH = СН₃СН₂СООNa + H₂O

 1                              1

 0, 2                        0,2   m (NaOH) = n* Mr = 0,2 моль * 40г/моль = 8 г

Определяем массу раствора (NaOH),  m(раствора) = m((NaOH) / ω =

8 г / 0,2 = 40 г

Определяем объем раствора

V(раствора) = ρ * m(раствора) = 1,22 г/мл * 40г = 48,8 мл

Answer 2

Для розв'язання цього завдання, спочатку ми повинні знайти масову кількість карбонової кислоти, яку необхідно нейтралізувати, і потім визначити об'єм розчину гідрооксиду натрію, необхідний для цієї реакції.

1. Знайдемо масу гідрооксиду натрію (NaOH), необхідну для нейтралізації 14,8 г карбонової кислоти (H2CO3).

Спочатку знайдемо масову кількість молекули H2CO3. За вмістом вуглецю і кисню в карбоновій кислоті:

• Маса вуглецю в H2CO3 = 48,65% * 14,8 г = 7,18 г
• Маса кисню в H2CO3 = 43,24% * 14,8 г = 6,46 г

Тепер знайдемо кількість молей H2CO3:

• Маса вуглецю (C) = 7,18 г / маса атома вуглецю (12 г/моль) = 0,598 моль
• Маса кисню (O) = 6,46 г / маса атома кисню (16 г/моль) = 0,404 моль

Масова кількість H2CO3 дорівнює сумі масових кількостей вуглецю і кисню:

• Масова кількість H2CO3 = 0,598 моль + 0,404 моль = 1,002 моль

Тепер розглянемо реакцію нейтралізації між H2CO3 і NaOH: H2CO3 + 2NaOH -> Na2CO3 + 2H2O

З реакції видно, що одна моль H2CO3 реагує з двома молями NaOH. Отже, масова кількість NaOH, необхідна для нейтралізації 1,002 молі H2CO3, дорівнює 2,004 моль.

2. Знайдемо масу гідрооксиду натрію (NaOH), необхідну для нейтралізації цієї кількості H2CO3:

Маса NaOH = масова кількість NaOH (молі) * маса молекули NaOH (г/моль)

Маса молекули NaOH (г/моль) = маса атома натрію (23 г/моль) + маса атома кисню (16 г/моль) + маса атома водню (1 г/моль) = 40 г/моль

Маса NaOH = 2,004 моль * 40 г/моль = 80,16 г

3. Тепер, знаючи масу NaOH, яку необхідно розчинити в гідрооксиді натрію, ми можемо знайти об'єм розчину NaOH з масовою часткою 20% і густиною 1,22 г/мл. Масова частка вказує, що в 100 г розчину 20 г NaOH, тобто 80 г - це вода.

Об'єм розчину NaOH можна знайти за допомогою формули: Об'єм (мл) = Маса (г) / Густина (г/мл)

Маса NaOH = 80,16 г Густина розчину = 1,22 г/мл

Об'єм розчину NaOH = 80,16 г / 1,22 г/мл ≈ 65,70 мл

Отже, для нейтралізації 14,8 г карбонової кислоти необхідно приблизно 65,70 мл розчину гідрооксиду натрію з масовою часткою 20% і густиною 1,22 г/мл.