Сколько объема (в см3) раствора уксусной кислоты с массовой долей 70% и плотностью 1,069 г/см3 необходимо взять

Zolotaya_Zavesa

21

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся некоторые химические знания и умения. Давайте начнем!

1. Сначала определим количество веществ в растворе гидроксида натрия, вычислив массу этого вещества. Мы можем использовать следующую формулу:

\[
\text{{масса гидроксида натрия}} = \text{{объем}} \times \text{{плотность}}
\]

В нашем случае:

\[
\text{{масса гидроксида натрия (NaOH)}} = 200 \, \text{{см}}^3 \times 1,1 \, \text{{г/см}}^3 = 220 \, \text{{г}}
\]

2. Зная массу гидроксида натрия и массовую долю уксусной кислоты, мы можем вычислить количество вещества в растворе гидроксида натрия. Для этого мы воспользуемся формулой:

\[
\text{{количество вещества}} = \text{{масса}} \div \text{{молярная масса}}
\]

Молярная масса гидроксида натрия (NaOH) равна 40 г/моль (молярная масса натрия = 23 г/моль, молярная масса кислорода = 16 г/моль, молярная масса водорода = 1 г/моль). Тогда:

\[
\text{{количество вещества гидроксида натрия}} = 220 \, \text{{г}} \div 40 \, \text{{г/моль}} = 5,5 \, \text{{моль}}
\]

3. Зная количество вещества гидроксида натрия, мы можем использовать уравнение реакции нейтрализации, чтобы определить количество вещества уксусной кислоты, необходимое для нейтрализации гидроксида натрия. Уравнение реакции нейтрализации между уксусной кислотой (CH3COOH) и гидроксидом натрия (NaOH) выглядит следующим образом:

\[
\ce{CH3COOH + NaOH -> CH3COONa + H2O}
\]

Из уравнения видно, что 1 моль уксусной кислоты соответствует 1 моль гидроксида натрия. Таким образом, количество вещества уксусной кислоты будет таким же, как количество вещества гидроксида натрия:

\[
\text{{количество вещества уксусной кислоты}} = 5,5 \, \text{{моль}}
\]

4. Теперь, зная количество вещества и массовую долю уксусной кислоты, мы можем вычислить массу уксусной кислоты в растворе. Для этого воспользуемся формулой:

\[
\text{{масса уксусной кислоты}} = \text{{количество вещества}} \times \text{{молярная масса}} \times \text{{массовая доля}}
\]

Молярная масса уксусной кислоты (CH3COOH) равна 60 г/моль (молярная масса углерода = 12 г/моль, молярная масса водорода = 1 г/моль, молярная масса кислорода = 16 г/моль). Тогда:

\[
\text{{масса уксусной кислоты}} = 5,5 \, \text{{моль}} \times 60 \, \text{{г/моль}} \times 0,7 = 231 \, \text{{г}}
\]

Таким образом, нам необходимо взять 231 г уксусной кислоты для нейтрализации раствора гидроксида натрия объемом 200 см3.

5. Для определения массовой доли соли в полученном растворе, мы должны сначала вычислить массу соли, образующейся в результате реакции нейтрализации. Из уравнения реакции нейтрализации видно, что образуется соль натрия и вода в равных количествах. Таким образом, масса соли натрия в растворе будет равна массе полученной уксусной кислоты:

\[
\text{{масса соли натрия}} = 231 \, \text{{г}}
\]

Наконец, чтобы найти массовую долю соли в растворе, мы должны разделить массу соли на общую массу раствора (уксусная кислота + вода + соль натрия):

\[
\text{{массовая доля соли}} = \frac{{\text{{масса соли натрия}}}}{{\text{{масса раствора}}}} \times 100\%
\]

Общая масса раствора определяется суммой массы уксусной кислоты, воды и соли натрия:

\[
\text{{масса раствора}} = 231 \, \text{{г}} + 200 \, \text{{г}} + 231 \, \text{{г}} = 662 \, \text{{г}}
\]

Подставим значения и вычислим:

\[
\text{{массовая доля соли}} = \frac{{231 \, \text{{г}}}}{{662 \, \text{{г}}}} \times 100\% \approx 34,9\%
\]

Таким образом, массовая доля соли в полученном растворе составляет примерно 34,9%.