Массовая доля щелочи после реакции натрия с раствором щелочи
Навеску натрия массой 4,6 г опустили в химический стакан, в котором находится 8%-й раствор гидроксида натрия массой 250 г. Вычислите массовую долю гидроксида натрия в растворе после реакции.
Дано
`m(Na) = 4.6 text{ г}`
`m_text{исх.}(р-ра) = 250 text{ г}`
`ω_text{исх.}(NaOH) = 8%`
Найти
`ω_text{итог.}(NaOH) = text{?}`
Решение
Натрий реагирует с водой, содержащейся в растворе, с образованием гидроксида натрия и водорода:
`2Na + 2H_2O = 2NaOH + H_2 text{↑}`
Найдём количество вещества натрия:
`n(Na) = (m(Na))/(M(Na)) = 4.6/23 = 0.2 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества образовавшегося NaOH равно количеству вещества натрия:
`n_text{обр.}(NaOH) = n(Na) = 0.2 text{ моль}`
Найдём массу вновь образовавшегося NaOH:
`m_text{обр.}(NaOH) = n_text{обр.}(NaOH) * M(NaOH) = 0.2 * 40 = 8 text{ г}`
Найдём массу NaOH, которая уже была в исходном растворе:
`m_text{исх.}(NaOH) = (ω_text{исх.}(NaOH) * m_text{исх.}(р-ра)) / 100 = (8 * 250) / 100 = 20 text{ г}`
Общая масса NaOH в конечном растворе:
`m_text{итог.}(NaOH) = m_text{исх.}(NaOH) + m_text{обр.}(NaOH) = 20 + 8 = 28 text{ г}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества водорода в 2 раза меньше количества натрия:
`n(H_2) = (n(Na))/2 = 0.2/2 = 0.1 text{ моль}`
Найдём массу выделившегося водорода:
`m(H_2) = n(H_2) * M(H_2) = 0.1 * 2 = 0.2 text{ г}`
Масса конечного раствора равна массе исходного раствора плюс масса добавленного натрия минус масса выделившегося водорода:
`m_text{итог.}(р-ра) = m_text{исх.}(р-ра) + m(Na) - m(H_2) = 250 + 4.6 - 0.2 = 254.4 text{ г}`
Вычислим массовую долю NaOH в конечном растворе:
`ω_text{итог.}(NaOH) = (100 * m_text{итог.}(NaOH)) / (m_text{итог.}(р-ра)) = (100 * 28) / 254.4 = 11.01%`
Ответ
`ω_text{итог.}(NaOH) = 11.01%`