Определение состава смеси кислот по осадку и нейтрализации
К 125 г раствора, содержащего хлороводород и фтороводород, добавили избыток раствора нитрата серебра. При этом образовалось 57,4 г осадка. Осадок отфильтровали, а фильтрат нейтрализовали раствором гидроксида калия. На нейтрализацию было израсходовано 145,6 г 25%-ного раствора гидроксида калия. Вычислите массовые доли кислот в исходном растворе.
Дано
`m(р-ра) = 125 text{ г}`
`m(AgCl) = 57.4 text{ г}`
`m(text{р-ра } KOH) = 145.6 text{ г}`
`ω(KOH) = 25%`
Найти
`ω(HCl) = text{ ?}`
`ω(HF) = text{ ?}`
Решение
С нитратом серебра реагирует только хлороводород, так как фторид серебра растворим в воде:
`HCl + AgNO_3 = AgCl text{↓} + HNO_3`
Найдём количество вещества хлорида серебра:
`n(AgCl) = (m(AgCl))/(M(AgCl)) = 57.4/143.5 = 0.4 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества хлороводорода равно количеству вещества хлорида серебра:
`n(HCl) = n(AgCl) = 0.4 text{ моль}`
Найдём массу хлороводорода:
`m(HCl) = n(HCl)*M(HCl) = 0.4*36.5 = 14.6 text{ г}`
В фильтрате после отделения осадка находятся азотная кислота (образовавшаяся в реакции) и фтороводород. Запишем уравнения реакций нейтрализации:
`HNO_3 + KOH = KNO_3 + H_2O`
`HF + KOH = KF + H_2O`
Найдём массу гидроксида калия в растворе:
`m(KOH) = (ω(KOH)*m(text{р-ра } KOH))/100 = (25*145.6)/100 = 36.4 text{ г}`
Найдём количество вещества гидроксида калия:
`n(KOH) = (m(KOH))/(M(KOH)) = 36.4/56 = 0.65 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества азотной кислоты равно количеству вещества хлороводорода:
`n(HNO_3) = n(HCl) = 0.4 text{ моль}`
На нейтрализацию азотной кислоты потребуется столько же KOH:
`n_1(KOH) = n(HNO_3) = 0.4 text{ моль}`
Оставшееся количество KOH пошло на нейтрализацию фтороводорода:
`n_2(KOH) = n(KOH) - n_1(KOH) = 0.65 - 0.4 = 0.25 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества фтороводорода равно количеству вещества гидроксида калия, пошедшему на его нейтрализацию:
`n(HF) = n_2(KOH) = 0.25 text{ моль}`
Найдём массу фтороводорода:
`m(HF) = n(HF)*M(HF) = 0.25*20 = 5 text{ г}`
Вычислим массовые доли кислот в исходном растворе:
`ω(HCl) = (100*m(HCl))/(m(р-ра)) = (100*14.6)/125 = 11.68%`
`ω(HF) = (100*m(HF))/(m(р-ра)) = (100*5)/125 = 4%`
Ответ
`ω(HCl) = 11.68%`
`ω(HF) = 4%`