Яка маса розчину лугу з масовою часткою натрій гідроксиду необхідна для повної нейтралізації розчину, що містить

Markiz

23

Для того чтобы решить эту задачу, мы должны учесть баланс химического уравнения нейтралізації кислоты і луга, а именно:

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

Из уравнения видно, что для полного нейтрализации одной молекулы серной кислоты \(H_2SO_4\) требуется 2 молекулы натриевого гидроксида \(NaOH\).

Давайте сначала найдем количество молекул серной кислоты в данном растворе, используя предоставленную информацию о массовой доле и массе серной кислоты.

Массовая доля серной кислоты равна \(19,6\%\), что означает, что в \(100\) г раствора содержится \(19,6\) г серной кислоты.

Чтобы найти количество молекул серной кислоты, мы должны определить ее молярную массу. Молярная масса серной кислоты (\(H_2SO_4\)) равна сумме масс атомов в молекуле.

Масса атома водорода (Н) равна приблизительно \(1\) г/моль, серы (S) - приближенно \(32\) г/моль, а кислорода (O) - приближенно \(16\) г/моль.

Таким образом, молярная масса серной кислоты составляет:

\[2 \cdot 1 \, \text{г/моль} + 32 \, \text{г/моль} + 4 \cdot 16 \, \text{г/моль} = 98 \, \text{г/моль}\]

Далее, мы можем использовать найденную молярную массу и массу серной кислоты в граммах, чтобы вычислить количество молекул серной кислоты.

\[N = \frac{{\text{масса в граммах}}}{{\text{молярная масса}}} = \frac{{19,6 \, \text{г}}}{{98 \, \text{г/моль}}} = 0,2 \, \text{моль}\]

Так как нейтралізація требует 2 молекулы \(NaOH\) на одну молекулу \(H_2SO_4\), нам потребуется двукратное количество молекул \(NaOH\) для нейтрализации серной кислоты.

Следовательно, общее количество молекул \(NaOH\), необходимых для нейтрализации, составляет:

\[2 \cdot 0,2 \, \text{моль} = 0,4 \, \text{моль}\]

Теперь, чтобы найти массу луга (\(NaOH\)), необходимую для нейтрализации данного раствора, мы должны определить его молярную массу, которая равна сумме масс атомов в молекуле \(NaOH\).

Молярная масса \(NaOH\) равна:

\[22,99 \, \text{г/моль} + 16 \, \text{г/моль} + 1,01 \, \text{г/моль} = 40 \, \text{г/моль}\]

Используя найденную молярную массу и общее количество молекул \(NaOH\), необходимых для нейтрализации, мы можем найти массу луга (\(NaOH\)).

\[ \text{Масса луга} = \text{Общее количество молекул} \times \text{Молярная масса} = 0,4 \, \text{моль} \times 40 \, \text{г/моль} = 16 \, \text{г}\]

Таким образом, для полной нейтрализации раствора, содержащего \(20\) г серной кислоты с массовой долей \(19,6\%,\) нам понадобится \(16\) г луга (\(NaOH\)).