Есть ли достаточно раствора щелочи для полноценной нейтрализации кислоты в растворе массой 500 г с массовой долей H2SO4

Sharik

6

Для решения данной задачи нам необходимо выполнить несколько шагов. Давайте начнем с расчета количества H2SO4 в растворе.

Шаг 1: Расчет количества H2SO4 в растворе
Массовая доля H2SO4 равна 0,2, что означает, что в 100 г раствора содержится 0,2 г H2SO4.

Таким образом, масса H2SO4 в нашем растворе равна:
массовая доля × масса раствора = 0,2 × 500 г = 100 г H2SO4

Шаг 2: Расчет количества NaOH для нейтрализации
В химии нейтрализация кислоты осуществляется с помощью основания. В данном случае, чтобы нейтрализовать H2SO4, нам понадобится NaOH.

Для полноценной нейтрализации H2SO4 требуется стехиометрическое соотношение между H2SO4 и NaOH:
1 моль H2SO4 реагирует с 2 молями NaOH

Вычислим количество NaOH, необходимое для нейтрализации всего H2SO4 в нашем растворе.

Молярная масса H2SO4 = 98 г/моль
Молярная масса NaOH = 40 г/моль

Количество молей H2SO4 в растворе:
количество молей = масса H2SO4 / молярная масса H2SO4 = 100 г / 98 г/моль ≈ 1,02 моль

Количество молей NaOH, необходимое для нейтрализации всего H2SO4:
количество молей NaOH = количество молей H2SO4 × (2 моля NaOH / 1 моль H2SO4) = 1,02 моль × 2 ≈ 2,04 моль NaOH

Шаг 3: Расчет массы NaOH
Теперь мы можем вычислить массу NaOH, необходимую для нейтрализации H2SO4.

Масса NaOH = количество молей NaOH × молярная масса NaOH = 2,04 моль × 40 г/моль = 81,6 г NaOH

Шаг 4: Проверка достаточности раствора NaOH
Для проверки достаточности раствора NaOH нам необходимо сравнить его массу с полученной массой NaOH.

Масса раствора NaOH = масса раствора - масса H2SO4 = 500 г - 100 г = 400 г NaOH

Таким образом, масса 400 г NaOH в растворе достаточна для нейтрализации 100 г H2SO4.

Шаг 5: Расчет значения pH раствора после нейтрализации
pH раствора после нейтрализации зависит от соотношения между концентрациями ионов водорода (H+) и гидроксидных (OH-) ионов. В данном случае, после нейтрализации H2SO4 раствором NaOH, ионы H+ и OH- реагируют друг с другом, образуя молекулы воды (H2O).

Так как H2SO4 является кислотой, ее нейтрализация приведет к образованию воды и соли. В данном случае после нейтрализации образуется соль Na2SO4.

pH солей зависит от результирующей соли и ее константы гидролиза. В данном случае результирующий солью является Na2SO4.

Na2SO4 является нейтральной солью, поэтому pH раствора после окончания реакции будет около 7 (7 - значение pH нейтральной среды).

Таким образом, после окончания реакции значение pH раствора будет около 7.