Сколько миллилитров раствора нужно добавить к смеси, состоящей из 13 литров воды, 1.3 грамма NaOH и 130 граммов серной

  • 42
Сколько миллилитров раствора нужно добавить к смеси, состоящей из 13 литров воды, 1.3 грамма NaOH и 130 граммов серной кислоты, чтобы достичь нейтрализации?
Барон
25
Для решения этой задачи нам необходимо рассмотреть химическую реакцию между серной кислотой (H2SO4) и гидроксидом натрия (NaOH), которая приведет к образованию воды (H2O) и соли (Na2SO4).

Уравнение реакции выглядит следующим образом:
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O

Из уравнения видно, что одна молекула серной кислоты реагирует с двумя молекулами гидроксида натрия. Реагенты реагируют в стехиометрических пропорциях.

Теперь давайте рассчитаем количество вещества, которое у нас имеется в смеси. Для этого воспользуемся следующими формулами:

n(H2SO4) = m(H2SO4) / M(H2SO4)
n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH)

где n(H2SO4) и n(NaOH) - количество вещества серной кислоты и гидроксида натрия соответственно,
m(H2SO4) и m(NaOH) - массы серной кислоты и гидроксида натрия соответственно,
M(H2SO4) и M(NaOH) - молярные массы серной кислоты и гидроксида натрия соответственно.

Молярные массы серной кислоты и гидроксида натрия равны:
M(H2SO4) = 98 г/моль
M(NaOH) = 40 г/моль

Подставим известные значения и рассчитаем количество вещества:
n(H2SO4) = 130 г / 98 г/моль ≈ 1.33 моль
n(NaOH) = 1.3 г / 40 г/моль ≈ 0.03 моль

Исходя из уравнения реакции, для полного протекания реакции необходимо соотношение веществ 1:2 между серной кислотой и гидроксидом натрия. То есть, на каждую молекулу серной кислоты требуется две молекулы гидроксида натрия.

Следовательно, для реакции нейтрализации 1.33 моль серной кислоты потребуется:
0.03 моль NaOH/1.33 моль H2SO4 * 2 ≈ 0.045 моль NaOH

Теперь рассчитаем необходимый объем раствора гидроксида натрия. Для этого воспользуемся формулой:

V(NaOH) = n(NaOH) * Vм(NaOH),

где V(NaOH) - объем раствора гидроксида натрия,
Vм(NaOH) - молярный объем гидроксида натрия.

Молярный объем гидроксида натрия приближенно равен Vм(NaOH) ≈ 22,4 л/моль.

Подставим значения и рассчитаем объем раствора:
V(NaOH) = 0.045 моль * 22,4 л/моль ≈ 1.008 л ≈ 1008 мл

Таким образом, для достижения нейтрализации необходимо добавить примерно 1008 миллилитров (или 1.008 литров) раствора гидроксида натрия к имеющейся смеси. Это количество раствора будет достаточным для полной нейтрализации серной кислоты и образования соли и воды.