Какова масса 5%-ного раствора соляной кислоты, требуемая для нейтрализации 1140 г 9%-ного раствора гидроксида бария?

Konstantin

38

Для решения данной задачи, нам потребуется использовать концепцию эквивалентности в реакциях нейтрализации.

Шаг 1: Найдем количество гидроксида бария в 9%-ном растворе.
Масса гидроксида бария равна 9% от массы раствора:
\[Масса\,гидроксида\,бария = 0.09 \times 1140 \,г = 102.6 \,г\]

Шаг 2: Найдем количество соляной кислоты, необходимое для нейтрализации данного количества гидроксида бария.
При нейтрализации раствора гидроксида бария с раствором соляной кислоты, количество раствора, содержащее эквивалентное количество гидроксида бария и соляной кислоты, называется эквивалентным объемом.

Молярные массы гидроксида бария (Ba(OH)2) и соляной кислоты (HCl) составляют:
Молярная масса гидроксида бария:
\[Мол.масса\,Ba(OH)2 = 137.33\,г/моль + 2 \times (16.00\,г/моль + 1.01\,г/моль) = 171.31\, г/моль\]

Молярная масса соляной кислоты:
\[Мол.масса\,HCl = 1.01\,г/моль + 35.45\,г/моль = 36.46\,г/моль\]

Шаг 3: Теперь мы можем рассчитать количество гидроксида бария, эквивалентное 102.6 г гидроксида бария.
Количество гидроксида бария в молях:
\[Количество \,молей\,гидроксида\,бария = \frac{масса\,гидроксида\,бария}{мол.масса\,гидроксида\,бария} = \frac{102.6\,г}{171.31\,г/моль} \approx 0.599\,моль\]

Шаг 4: Так как реакция нейтрализации между гидроксидом бария и соляной кислотой имеет стехиометрию 2:1 (2 моля соляной кислоты на каждые 1 моль гидроксида бария), нам потребуется удвоить количество молей гидроксида бария для получения количества молей соляной кислоты.
\[Количество\,молей\,HCl = 2 \times 0.599\,моль = 1.198\,моль\]

Шаг 5: Найдем массу 5%-ного раствора соляной кислоты, содержащего 1.198 моль.
Масса соляной кислоты равна массе раствора, умноженной на процент содержания:
\[Масса\,HCl = 5\% \times Масса\,раствора\,HCl = 0.05 \times Масса\,раствора\,HCl\]

Так как количество вещества (моль) соляной кислоты равно количеству вещества (моль) гидроксида бария, мы можем записать следующее равенство:
\[Количество\,молей\,HCl = \frac{масса\,HCl}{мол.масса\,HCl}\]
Используя данное равенство, мы можем записать следующее уравнение:
\[\frac{масса\,HCl}{мол.масса\,HCl} = 1.198\,моль\]
Отсюда можно найти массу 5%-ного раствора соляной кислоты:
\[Масса\,раствора\,HCl = \frac {мол.масса\,HCl \times 1.198 \,моль}{0.05} \approx 87.39\,г\]

Таким образом, масса 5%-ного раствора соляной кислоты, необходимая для нейтрализации 1140 г 9%-ного раствора гидроксида бария, составляет около 87,39 г.