Массовые доли гидроксида натрия и калия после реакции
Навеску натрия массой 1,84 г опустили в химический стакан, в котором находится 12%-й раствор гидроксида калия массой 200 г. Вычислите массовые доли гидроксида натрия и гидроксида калия в растворе после реакции.
Дано
`m(Na) = 1.84 text{ г}`
`m_text{исх.}(р-ра) = 200 text{ г}`
`ω_text{исх.}(KOH) = 12%`
Найти
`ω_text{итог.}(NaOH) = text{?}`
`ω_text{итог.}(KOH) = text{?}`
Решение
Натрий реагирует с водой, содержащейся в растворе, с образованием гидроксида натрия и водорода. Гидроксид калия в реакцию не вступает.
`2Na + 2H_2O = 2NaOH + H_2 text{↑}`
Найдём количество вещества натрия:
`n(Na) = (m(Na))/(M(Na)) = 1.84/23 = 0.08 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества образовавшегося NaOH равно количеству вещества натрия:
`n_text{обр.}(NaOH) = n(Na) = 0.08 text{ моль}`
Найдём массу вновь образовавшегося NaOH:
`m_text{обр.}(NaOH) = n_text{обр.}(NaOH) * M(NaOH) = 0.08 * 40 = 3.2 text{ г}`
Найдём массу KOH, которая уже была в исходном растворе:
`m_text{исх.}(KOH) = (ω_text{исх.}(KOH) * m_text{исх.}(р-ра)) / 100 = (12 * 200) / 100 = 24 text{ г}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества водорода в 2 раза меньше количества натрия:
`n(H_2) = (n(Na))/2 = 0.08/2 = 0.04 text{ моль}`
Найдём массу выделившегося водорода:
`m(H_2) = n(H_2) * M(H_2) = 0.04 * 2 = 0.08 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) = 200 + 1.84 - 0.08 = 201.76 text{ г}`
Масса KOH в конечном растворе не изменилась:
`m_text{итог.}(KOH) = m_text{исх.}(KOH) = 24 text{ г}`
Вычислим массовые доли веществ в конечном растворе:
`ω_text{итог.}(NaOH) = (100 * m_text{обр.}(NaOH)) / (m_text{итог.}(р-ра)) = (100 * 3.2) / 201.76 = 1.586%`
`ω_text{итог.}(KOH) = (100 * m_text{итог.}(KOH)) / (m_text{итог.}(р-ра)) = (100 * 24) / 201.76 = 11.9%`
Ответ
`ω_text{итог.}(NaOH) = 1.586%`
`ω_text{итог.}(KOH) = 11.9%`