Массовые доли веществ после смешивания растворов кислоты и щелочи
Смешали 90 г 10%-ного раствора уксусной кислоты и 160 г 5%-ного раствора гидроксида натрия. Рассчитайте массовые доли веществ в полученном растворе.
Дано
`m(text{р-ра } CH_3COOH) = 90 text{ г}`
`ω(CH_3COOH) = 10%`
`m(text{р-ра } NaOH) = 160 text{ г}`
`ω(NaOH) = 5%`
Найти
`ω_text{итог.}(в-в) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции нейтрализации:
`CH_3COOH + NaOH = CH_3COONa + H_2O`
Найдём массы и количества веществ реагентов:
`m(CH_3COOH) = (ω(CH_3COOH)*m(text{р-ра } CH_3COOH))/100 = (10*90)/100 = 9 text{ г}`
`m(NaOH) = (ω(NaOH)*m(text{р-ра } NaOH))/100 = (5*160)/100 = 8 text{ г}`
Вычислим количества веществ:
`n(CH_3COOH) = (m(CH_3COOH))/(M(CH_3COOH)) = 9/60 = 0.15 text{ моль}`
`n(NaOH) = (m(NaOH))/(M(NaOH)) = 8/40 = 0.2 text{ моль}`
Сравниваем количества реагентов. Уксусная кислота в недостатке (0.15 < 0.2), поэтому расчёт ведём по ней.
По уравнению реакции найдем итоговые количества веществ:
`n(CH_3COONa) = n(CH_3COOH) = 0.15 text{ моль}`
`n_text{прореаг.}(NaOH) = n(CH_3COOH) = 0.15 text{ моль}`
`n_text{изб.}(NaOH) = n(NaOH) - n_text{прореаг.}(NaOH) = 0.2 - 0.15 = 0.05 text{ моль}`
Найдём массы веществ в конечном растворе:
`m(CH_3COONa) = n(CH_3COONa)*M(CH_3COONa) = 0.15*82 = 12.3 text{ г}`
`m_text{изб.}(NaOH) = n_text{изб.}(NaOH)*M(NaOH) = 0.05*40 = 2 text{ г}`
Масса конечного раствора равна сумме масс исходных растворов:
`m_text{итог.}(р-ра) = m(text{р-ра } CH_3COOH) + m(text{р-ра } NaOH) = 90 + 160 = 250 text{ г}`
Рассчитаем массовые доли веществ в конечном растворе:
`ω(CH_3COONa) = (100*m(CH_3COONa))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*12.3)/250 = 4.92%`
`ω_text{изб.}(NaOH) = (100*m_text{изб.}(NaOH))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*2)/250 = 0.8%`
Ответ
`ω(CH_3COONa) = 4.92%`
`ω_text{изб.}(NaOH) = 0.8%`