Какова масса водного раствора гидроксида натрия с концентрацией 15%, необходимая для полной нейтрализации

Дружище

25

Хорошо, давайте разберемся с этой задачей.

Для начала нам понадобится уравнение реакции между гидроксидом натрия (NaOH) и сернистым газом (H2SO3). Уравнение выглядит следующим образом:

\[NaOH + H2SO3 \rightarrow Na2SO3 + H2O\]

Из уравнения видно, что для полной нейтрализации 1 моль сернистого газа требуется 2 моля гидроксида натрия. Нам дана масса сернистого газа, так что первым шагом будем находить количество вещества газа.

Используем формулу количества вещества:

\[n = \frac{m}{M}\]

где \(n\) - количество вещества, \(m\) - масса вещества, \(M\) - молярная масса вещества.

Молярные массы для H2SO3 и NaOH равны 82 г/моль и 40 г/моль соответственно.

Вычислим количество вещества сернистого газа:

\[n_{H2SO3} = \frac{m_{H2SO3}}{M_{H2SO3}}\]

\[n_{H2SO3} = \frac{48 \, г}{82 \, г/моль}\]

\[n_{H2SO3} \approx 0.585 \, моль\]

Так как требуется 2 моля гидроксида натрия для полной нейтрализации 1 моля сернистого газа, нам потребуется удвоенное количество гидроксида натрия.

\[n_{NaOH} = 2 \times n_{H2SO3}\]

\[n_{NaOH} = 2 \times 0.585 \, моль\]

\[n_{NaOH} = 1.17 \, моль\]

Теперь мы знаем количество вещества гидроксида натрия, необходимое для нейтрализации. Осталось найти массу этого вещества. Используем снова формулу количества вещества:

\[m_{NaOH} = n_{NaOH} \times M_{NaOH}\]

\[m_{NaOH} = 1.17 \, моль \times 40 \, г/моль\]

\[m_{NaOH} = 46.8 \, г\]

Итак, масса водного раствора гидроксида натрия, необходимая для полной нейтрализации 48 г сернистого газа, составляет 46.8 г.

Теперь перейдем ко второй части вопроса - определение массовой доли соли в полученном растворе.

Массовая доля соли в растворе может быть найдена с использованием следующей формулы:

\[w = \frac{m_{Na2SO3}}{m_{Na2SO3} + m_{H2O}} \times 100\%\]

где \(w\) - массовая доля соли, \(m_{Na2SO3}\) - масса Na2SO3, \(m_{H2O}\) - масса H2O.

Из уравнения реакции мы знаем, что 1 моль сернистого газа соответствует 1 моль Na2SO3 и 1 моль H2O. Таким образом, количество вещества Na2SO3 и H2O будет равно количеству вещества H2SO3 и составит 0.585 моль.

Вычислим массу Na2SO3:

\[m_{Na2SO3} = n_{Na2SO3} \times M_{Na2SO3}\]

\[m_{Na2SO3} = 0.585 \, моль \times 142 \, г/моль\]

\[m_{Na2SO3} \approx 83.37 \, г\]

Масса H2O будет равна массе H2SO3, поскольку соответствующие мольные массы составляют 18 г/моль.

Таким образом, масса H2O будет равна 48 г.

Подставим значения в формулу массовой доли:

\[w = \frac{83.37 \, г}{83.37 \, г + 48 \, г} \times 100\%\]

\[w \approx 63.46\%\]

Итак, массовая доля соли в полученном растворе составляет около 63.46%.