Какое количество 15%-ного раствора соляной кислоты необходимо для растворения смеси гидрокарбоната и карбоната натрия

Roza_7832

23

Давайте решим эту задачу пошагово.

Шаг 1: Найдем массу раствора гидрокарбоната и карбоната натрия.

Пусть x - масса смеси гидрокарбоната и карбоната натрия. Так как массовая доля карбоната в смеси составляет 61,3%, то масса карбоната натрия будет составлять 0,613x.

Шаг 2: Найдем количество раствора гидроксида натрия.

Объем раствора гидроксида натрия составляет 144 мл.

Шаг 3: Определим массу гидроксида натрия.

Массу гидроксида натрия можно найти, умножив его объем на плотность. В данном случае, масса гидроксида натрия будет равна \(144 \, \text{мл} \times 1,11 \, \text{г/мл} = 159,84 \, \text{г}\).

Шаг 4: Рассчитаем количество 15%-ного раствора соляной кислоты.

Предположим, что нам нужно x грамм 15%-ного раствора соляной кислоты. Масса сольвента (воды) в растворе будет составлять (100 - 15)% = 85%. Тогда масса сольвента можно рассчитать следующим образом: \(0,85x \, \text{г}\).

Шаг 5: Напишем уравнение реакции между карбонатом натрия и гидроксидом натрия.

\[
Na_2CO_3 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O
\]

Данная реакция показывает, что для полного реагирования 1 моль карбоната натрия требуется 2 моля гидроксида натрия.

Шаг 6: Рассчитаем молярную массу карбоната натрия и гидроксида натрия.

Молярная масса карбоната натрия (\(Na_2CO_3\)) составляет примерно 105,99 г/моль, а молярная масса гидроксида натрия (\(NaOH\)) равна приблизительно 39,997 г/моль.

Шаг 7: Рассчитаем количество молей карбоната натрия.

Количество молей карбоната натрия можно вычислить, разделив его массу на молярную массу:

\[
\text{Количество молей} = \frac{\text{Масса}}{\text{Молярная масса}} = \frac{0,613x}{105,99 \, \text{г/моль}}
\]

Шаг 8: Рассчитаем количество молей гидроксида натрия.

Аналогично, количество молей гидроксида натрия будет равно:

\( \text{Количество молей} = \frac{\text{Масса}}{\text{Молярная масса}} = \frac{159,84 \, \text{г}}{39,997 \, \text{г/моль}} \)

Шаг 9: Рассчитаем соотношение между молями карбоната натрия и гидроксида натрия.

Учитывая балансировку реакции, заметим, что для полного реагирования 1 моль карбоната натрия требуется 2 моля гидроксида натрия. Тогда соотношение можно записать следующим образом:

\( \frac{\text{Количество молей гидроксида натрия}}{\text{Количество молей карбоната натрия}} = \frac{2}{1} \)

Шаг 10: Решим уравнение, чтобы найти значение x.

Рассмотрим соотношение из шага 9:

\( \frac{\frac{159,84}{39,997}}{\frac{0,613x}{105,99}} = \frac{2}{1} \)

Решим данное уравнение для определения значения x:

\( \frac{159,84}{39,997} \cdot \frac{105,99}{0,613} = 439,80x \)

Итак, значение x будет равно:

\( x = \frac{\frac{159,84}{39,997} \cdot \frac{105,99}{0,613}}{439,80} \)

Расчитав данное выражение, получаем значение x.

Поэтому, масса 15%-ного раствора соляной кислоты, необходимая для растворения смеси гидрокарбоната и карбоната натрия, будет равна найденному значению x.