Какое количество раствора с массовой концентрацией гидроксида натрия 32% понадобится для полной нейтрализации

Рыжик

48

Для решения данной задачи мы сначала определим количество вещества в растворе азотной кислоты, затем найдем соответствующее количество вещества гидроксида натрия, необходимое для полной нейтрализации.

Шаг 1: Определение количества вещества в растворе азотной кислоты.
Масса раствора азотной кислоты равна 70 г, а массовая доля растворенного вещества - 5%. Чтобы найти количество вещества в растворе азотной кислоты, мы используем следующую формулу:
\[ \text{количество вещества} = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}} \]

Молярная масса азотной кислоты (HNO₃) равна 63 г/моль (14 г/моль для атома азота, 3 × 16 г/моль для трех атомов кислорода).

\[ \text{количество вещества азотной кислоты} = \frac{70~\text{г}}{63~\text{г/моль}} = 1.11~\text{моль} \]

Шаг 2: Определение количества вещества гидроксида натрия для нейтрализации.
Теперь мы можем использовать уравнение реакции между азотной кислотой и гидроксидом натрия, чтобы узнать, сколько молей гидроксида натрия требуется для нейтрализации одной моли азотной кислоты.
Уравнение реакции:
\[ HNO₃ + NaOH \rightarrow NaNO₃ + H₂O \]

Из уравнения видно, что каждая молекула азотной кислоты требует одну молекулу гидроксида натрия для полной нейтрализации.

Таким образом, количество вещества гидроксида натрия, необходимое для нейтрализации, будет таким же, как количество вещества азотной кислоты:
\[ \text{количество вещества гидроксида натрия} = 1.11~\text{моль} \]

Шаг 3: Определение массы гидроксида натрия с массовой концентрацией 32%.
Массовая концентрация гидроксида натрия 32% означает, что в 100 г раствора содержится 32 г гидроксида натрия. Мы можем использовать это соотношение для определения массы гидроксида натрия, необходимого для нейтрализации:
\[ \text{масса гидроксида натрия} = \frac{\text{количество вещества} \times \text{молярная масса}}{\text{массовая концентрация}} \]

Молярная масса гидроксида натрия (NaOH) равна 40 г/моль (23 г/моль для атома натрия, 16 г/моль для атома кислорода и 1 г/моль для атома водорода).

\[ \text{масса гидроксида натрия} = \frac{1.11~\text{моль} \times 40~\text{г/моль}}{0.32} = 13.875~\text{г} \]

Итак, для полной нейтрализации 70 г раствора азотной кислоты с массовой долей растворенного вещества 5%, понадобится 13.875 г раствора с массовой концентрацией гидроксида натрия 32%.