Какова массовая доля соли в итоговом растворе, если к 236,9 г насыщенного раствора карбоната натрия (растворимость

Pelikan

37

Хорошо, рассмотрим задачу поэтапно.

1. Составим уравнение реакции между карбонатом натрия (Na2CO3) и соляной кислотой (HCl):

\[ Na2CO3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + CO2 + H2O \]

2. Рассчитаем количество вещества Na2CO3 в насыщенном растворе. Для этого воспользуемся формулой:

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

где n - количество вещества (в молях), m - масса вещества (в граммах), M - молярная масса вещества (в г/моль).

Молярная масса Na2CO3 = 2 * молярная масса Na + молярная масса C + 3 * молярная масса O

Молярная масса Na = 22,99 г/моль
Молярная масса C = 12,01 г/моль
Молярная масса O = 16,00 г/моль

Молярная масса Na2CO3 = 2 * 22,99 + 12,01 + 3 * 16,00 = 105,99 г/моль

Подставив значения в формулу, найдем количество вещества Na2CO3:

\[ n_{Na2CO3} = \frac{236,9}{105,99} = 2,233 \ моль \ Na2CO3 \]

3. Рассчитаем массу NaCl, образующегося в реакции. Для этого воспользуемся соотношением между Na2CO3 и NaCl в уравнении реакции:

1 моль Na2CO3 образует 2 моль NaCl

Масса NaCl = n_{Na2CO3} \cdot (2 \ моль \ NaCl \cdot M_{NaCl})

Молярная масса NaCl = 22,99 г/моль + 35,45 г/моль = 58,44 г/моль

Подставив значения в формулу, найдем массу NaCl:

\[ m_{NaCl} = 2,233 \cdot (2 \cdot 58,44) = 261,28 \ г \ NaCl \]

4. Рассчитаем количество вещества HCl в 10%-ном растворе. Для этого воспользуемся формулой:

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

Молярная масса HCl = 1 * молярная масса H + 1 * молярная масса Cl

Молярная масса H = 1,01 г/моль
Молярная масса Cl = 35,45 г/моль

Молярная масса HCl = 1,01 + 35,45 = 36,46 г/моль

Подставив значения в формулу, найдем количество вещества HCl:

\[ n_{HCl} = \frac{0,10 \cdot 292}{36,46} = 0,810 \ моль \ HCl \]

5. Рассчитаем количество вещества NaOH в 20%-ном растворе. Для этого воспользуемся формулой:

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

Молярная масса NaOH = 23,00 г/моль + 16,00 г/моль + 1,01 г/моль = 40,01 г/моль

Подставив значения в формулу, найдем количество вещества NaOH:

\[ n_{NaOH} = \frac{0,20 \cdot 80}{40,01} = 0,400 \ моль \ NaOH \]

6. Рассчитаем количество вещества HCl, что было израсходовано в реакции с NaOH. Из уравнения реакции видно, что 2 моль HCl соответствуют 1 моль NaOH. Следовательно, количество вещества HCl, израсходованного в реакции, будет:

\[ n_{HClНТ} = 2 \cdot n_{NaOH} = 2 \cdot 0,4 = 0,800 \ моль \ HCl \]

7. Рассчитаем массу неизрасходованного HCl. Из общего количества HCl (израсходованного и неизрасходованного) вычтем количество HCl, израсходованного в реакции:

\[ m_{HCl_0} = n_{HCl} \cdot M_{HCl} - n_{HClНT} \cdot M_{HCl} \]

Подставив значения в формулу, найдем массу неизрасходованного HCl:

\[ m_{HCl_0} = 0,810 \cdot 36,46 - 0,800 \cdot 36,46 = 29,380 \ г \ HCl \]

8. Рассчитаем общую массу итогового раствора. Общая масса итогового раствора будет равна сумме масс насыщенного раствора карбоната натрия, соляной кислоты и гидроксида натрия:

\[ m_0 = 236,9 + 292 + 80 = 608,9 \ г \]

9. Рассчитаем массовую долю соли в итоговом растворе. Массовая доля соли будет равна отношению массы NaCl к общей массе итогового раствора, умноженному на 100%:

\[ массовая \ доля \ соли = \frac{m_{NaCl}}{m_0} \cdot 100% \]

Подставив значения в формулу, найдем массовую долю соли:

\[ массовая \ доля \ соли = \frac{261,28}{608,9} \cdot 100% = 42,92% \]

Таким образом, массовая доля соли в итоговом растворе составляет 42,92%.