Question

Сколько гидроксида натрия и кварцевого песка , содержащего 10% примесей, Потребуется для получения 12, 2 кг силиката натрия

Answer 1

M(NaOH) = 40 г/моль
M(SiO2) = 60 г/моль
M(Na2SiO3) = 122 г/моль
n(Na2SiO3) = 12.2 кг/122 кг/кмоль = 0,1 кмоль
2NaOH + SiO2 = Na2SiO3 + H2O
Из уравнения реакции следует, что
n(SiO2) = n(Na2SiO3) = 0.1 кмоль
m'(SiO2) = 0,1 кмоль * 60 кг/кмоль = 6 кг
w(SiO2) = 100% - 10% = 90% = 0.9
m(SiO2) = 6 кг/0,9 = 6,67 кг
n(NaOH) = 0.1 кмоль*2 = 0,2 кмоль
m(NaOH) = 0.2 кмоль*40 кг/кмоль = 8 кг
Ответ: Для получения 12,2 кг силиката натрия необходимо взять для реакции 8 кг гидроксида натрия, или 0,2 кмоль и 6,67 кг кварцевого песка, содержащего 10% примесей, или 0,1 кмоль чистого без примесей кварцевого песка SiO2.

Answer 2

Для решения данной задачи, давайте сначала определим, какие реакции происходят при получении силиката натрия из гидроксида натрия (NaOH) и кварцевого песка (SiO2).

Реакция с гидроксидом натрия: \[ SiO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2SiO_3 + H_2O. \]

Эта реакция показывает, что на один моль кварцевого песка требуется 2 моля гидроксида натрия для получения одного моля силиката натрия.

Теперь, учитывая, что в кварцевом песке 10% примесей, то 90% составляет чистый SiO2. Предположим, что у нас есть \( x \) масса кварцевого песка. Тогда масса чистого SiO2 будет \( 0.9x \).

Молярная масса SiO2: 60.08 г/моль Молярная масса NaOH: 39.997 г/моль

Теперь, мы знаем, что для каждого моля SiO2 требуется 2 моля NaOH. Таким образом, количество молей NaOH, необходимых для реакции, будет равно половине количества молей SiO2.

Масса гидроксида натрия (NaOH) равна: \[ \text{Масса NaOH} = \frac{\text{Мольная масса NaOH} \times \text{Мольная масса SiO2}}{2} \times \frac{0.9x}{\text{Мольная масса SiO2}}. \]

Теперь, зная массу гидроксида натрия, можно использовать реакцию для нахождения массы силиката натрия (Na2SiO3). Из реакции видно, что на один моль SiO2 образуется один моль Na2SiO3. Следовательно, масса силиката натрия равна: \[ \text{Масса Na}_2\text{SiO}_3 = \text{Масса NaOH} \times \frac{\text{Мольная масса Na}_2\text{SiO}_3}{\text{Мольная масса NaOH}}. \]

Теперь, когда у нас есть масса силиката натрия, равная 12,2 кг, и известна масса гидроксида натрия, мы можем решить уравнение относительно \( x \) и, таким образом, найти массу кварцевого песка.