Сколько массы серной кислоты нужно для нейтрализации 200 г раствора гидроксида натрия с концентрацией 20%? Напишите

Svetlyy_Angel_2447

33

Для решения этой задачи, нам необходимо учитывать несколько факторов. Давайте разобъем задачу на несколько шагов:

1. Найдем количество вещества натрия гидроксида (\(NaOH\)) в растворе.

Для этого воспользуемся формулой:

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

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

Молярная масса \(NaOH\) составляет 40 г/моль, так как натрий \(Na\) имеет атомную массу 23 г/моль, а гидроксидная группа \(OH\) имеет молярную массу 17 г/моль (взята сумма масс атомов кислорода и водорода).

Таким образом, первый шаг будет следующим:

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

где \(m_{NaOH}\) - масса гидроксида натрия в растворе.

Подставим соответствующие значения:

\[
n_{NaOH} = \frac{200 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} = 5 \, \text{моль}
\]

2. Нейтрализационная реакция между гидроксидом натрия и серной кислотой (\(H_2SO_4\)) может быть записана следующим образом:

\[
2NaOH + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O
\]

Из уравнения видно, что 2 моля гидроксида натрия соответствуют 1 эквиваленту серной кислоты.

3. Вычислим количество эквивалентов серной кислоты, необходимых для нейтрализации гидроксида натрия.

Мы уже рассчитали, что имеем 5 моль гидроксида натрия. Для рассчета количество эквивалентов серной кислоты (\(H_2SO_4\)) воспользуемся той же формулой:

\[
n_{H_2SO_4} = \frac{m_{H_2SO_4}}{M_{H_2SO_4}}
\]

Молярная масса серной кислоты составляет 98 г/моль, так как два атома водорода (\(H_2\)) имеют атомную массу 2 г/моль, сера (\(S\)) - 32 г/моль, и четыре атома кислорода (\(O_4\)) - 64 г/моль (взята сумма масс атомов).

Таким образом:

\[
n_{H_2SO_4} = \frac{n_{NaOH}}{2} = \frac{5 \, \text{моль}}{2} = 2.5 \, \text{моль}
\]

4. Теперь мы знаем количество эквивалентов серной кислоты. Чтобы найти массу серной кислоты (\(H_2SO_4\)), нам снова понадобится формула:

\[
m_{H_2SO_4} = n_{H_2SO_4} \times M_{H_2SO_4}
\]

Подставляем значения:

\[
m_{H_2SO_4} = 2.5 \, \text{моль} \times 98 \, \text{г/моль} = 245 \, \text{г}
\]

Таким образом, для нейтрализации 200 г раствора гидроксида натрия с концентрацией 20%, нам понадобится 245 г серной кислоты (\(H_2SO_4\)).