Question

Какое кол-во миллилитров 0,5н. раствора сульфата натрия надо долить к 100 мл раствора хлорида бария (концентрация 16%, плотность 1,156 г/см3), чтобы полностью осадить сульфат-ион?

Answer 1

Na2SO4+BaCl2=BaSO4+2NaCl
0.16=m/0.1
m=1.6г(BaCl2)
n(BaCl2)=1.6/208=0.0077моль
m(Na2SO4)=0.0077*126=0.97г
c=m/V
0.5=0.97/V
V=1.94л=1940мл

Answer 2

Чтобы решить эту задачу, мы можем воспользоваться уравнением химической реакции между хлоридом бария и сульфатом натрия:

\[\text{BaCl}_2 + \text{Na}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{BaSO}_4 + 2\text{NaCl}\]

Осадимый продукт - сульфат бария (\(\text{BaSO}_4\)).

Масса сульфата бария (\(m_{\text{BaSO}_4}\)) может быть вычислена с использованием уравнения концентрации:

\[c = \frac{m}{V \cdot M}\]

где \(c\) - концентрация, \(m\) - масса вещества, \(V\) - объем раствора, \(M\) - молярная масса.

Молярная масса бария (\(M_{\text{Ba}}\)) = 137.33 г/моль

Молярная масса серы (\(M_{\text{S}}\)) = 32.06 г/моль

Молярная масса кислорода (\(M_{\text{O}}\)) = 16.00 г/моль

\[M_{\text{BaSO}_4} = M_{\text{Ba}} + M_{\text{S}} + 4 \cdot M_{\text{O}}\]

Теперь давайте рассчитаем массу сульфата бария, которую можно получить из 100 мл раствора хлорида бария.

1. Найдем количество молей хлорида бария: \[n_{\text{BaCl}_2} = c_{\text{BaCl}_2} \cdot V_{\text{BaCl}_2}\]

где \(c_{\text{BaCl}_2}\) - концентрация хлорида бария, \(V_{\text{BaCl}_2}\) - объем раствора хлорида бария.

\[c_{\text{BaCl}_2} = 16\%\]

\[V_{\text{BaCl}_2} = 100\, \text{мл}\]

\[n_{\text{BaCl}_2} = 0.16 \cdot \frac{100}{1000}\, \text{моль} = 0.016\, \text{моль}\]

2. Теперь найдем количество молей сульфата бария: \[n_{\text{BaSO}_4} = n_{\text{BaCl}_2}\]

Так как коэффициент перед \(\text{BaSO}_4\) в уравнении реакции равен 1.

3. Рассчитаем массу сульфата бария: \[m_{\text{BaSO}_4} = n_{\text{BaSO}_4} \cdot M_{\text{BaSO}_4}\]

\[M_{\text{BaSO}_4} = 137.33 + 32.06 + 4 \cdot 16.00\, \text{г/моль}\]

\[m_{\text{BaSO}_4} = 0.016 \cdot (137.33 + 32.06 + 4 \cdot 16.00)\, \text{г} \approx 2.914\, \text{г}\]

4. Теперь определим, сколько миллилитров 0,5 нормального раствора сульфата натрия (\(c_{\text{Na}_2\text{SO}_4} = 0.5\)) необходимо для полного осаждения сульфата бария. \[n_{\text{Na}_2\text{SO}_4} = \frac{m_{\text{BaSO}_4}}{M_{\text{Na}_2\text{SO}_4}}\]

\[M_{\text{Na}_2\text{SO}_4} = 2 \cdot M_{\text{Na}} + M_{\text{S}} + 4 \cdot M_{\text{O}}\]

\[n_{\text{Na}_2\text{SO}_4} = \frac{2.914}{2 \cdot 22.99 + 32.06 + 4 \cdot 16.00}\, \text{моль}\]

5. Теперь найдем объем раствора сульфата натрия: \[V_{\text{Na}_2\text{SO}_4} = n_{\text{Na}_2\text{SO}_4} \cdot \frac{1}{c_{\text{Na}_2\text{SO}_4}}\]

\[V_{\text{Na}_2\text{SO}_4} = \frac{2.914}{2 \cdot 22.99 + 32.06 + 4 \cdot 16.00} \cdot \frac{1}{0.5}\, \text{литра}\]

\[V_{\text{Na}_2\text{SO}_4} \approx \frac{2.914}{2 \cdot 22.99 + 32.06 + 4 \cdot 16.00 \cdot 0.5} \cdot 1000\, \text{мл}\]

\[V_{\text{Na}_2\text{SO}_4} \approx \frac{2.914}{69.11 + 32.06 + 32.00} \cdot 1000\, \text{мл}\]

\[V_{\text{Na}_2\text{SO}_4} \approx \frac{2.914}{133.17} \cdot 1000\, \text{мл}\]

\[V_{\text{Na}_2\text{SO}_4} \approx 21.86\, \text{мл}\]

Итак, чтобы полностью осадить сульфат-ионы из 100 мл раствора хлорида бария концентрацией 16%, вам нужно добавить примерно 21.86 мл 0,5 нормального раствора сульфата натрия.