Question

Задача: К раствору гидроксида натрия массой 40 г с массовой долей щелочи 20% добавили серную кислоту массой 10 г с массовой долей кислоты 30%.Какая среда будет в растворе по окончанию реакции?Вычислите массу образовавшейся при этом соли.

Answer 1

2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O
pH = 7, т.е. нейтральная среда
m(NaOH) = m(раствора)*w = 40*0,2 = 8 г
m/M = 8/40 = 0,2 моль
m(H₂SO₄) = m(раствора)*w. = 10*0,3 = 3 г
n(H₂SO₄) = m/M = 3/98 = 0,03 моль
n(NaOH) > n(H₂SO₄) => расчет ведется по недостатку
n(Na₂SO₄) = n(H₂SO₄) = 0,03 моль
m(Na₂SO₄) = n*M = 0,03*142 = 4,26 г

Answer 2

Сначала найдем количество гидроксида натрия в растворе: Массовая доля гидроксида натрия = (масса гидроксида натрия / общая масса раствора) * 100% = (40 г / (40 г + 10 г)) * 100% = 80%

Теперь найдем количество серной кислоты в растворе: Массовая доля серной кислоты = (масса серной кислоты / общая масса раствора) * 100% = (10 г / (40 г + 10 г)) * 100% = 20%

Так как массовая доля гидроксида натрия больше массовой доли серной кислоты, то в начале реакции раствор будет щелочным.

Рассмотрим реакцию: NaOH + H2SO4 -> Na2SO4 + 2H2O

Согласно уравнению реакции, серная кислота и гидроксид натрия реагируют, образуя соль натрия (Na2SO4) и воду (H2O). После реакции в растворе останется соль натрия, которая будет образована при реакции.

Для определения массы образовавшейся соли найдем, какой из реагентов является ограничивающим. Для этого составим уравнение реакции на основе количества вещества: n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) = 40 г / 40 г/моль = 1 моль n(H2SO4) = m(H2SO4) / M(H2SO4) = 10 г / 98 г/моль = 0.102 моль

Так как количество вещества серной кислоты больше, чем количество вещества гидроксида натрия, то серная кислота является ограничивающим реагентом.

Масса образовавшейся соли: m(Na2SO4) = n(H2SO4) * M(Na2SO4) = 0.102 моль * 142 г/моль = 14.484 г

Таким образом, по окончанию реакции в растворе образуется соль натрия массой примерно 14.484 г. После реакции в растворе будет нейтральная среда, так как оба реагента полностью реагируют, и pH раствора станет близким к 7.