Вычисление объёма 20% раствора щёлочи для обработки 40 г соли
Дано 40 г раствора, содержащего 5% хлорида алюминия. Сколько потребуется миллилитров раствора (ρ = 1,2 г/см3), содержащего 0,2 массовой доли, или 20%, гидроксида натрия, чтобы хлорид алюминия полностью превратить в тетрагидроксоалюминат натрия?
Дано
`m(text{р-ра } AlCl_3) = 40 text{ г}`
`ω(AlCl_3) = 5%`
`ρ(text{р-ра } NaOH) = 1.2 text{ г/см}^3`
`ω(NaOH) = 20%`
Найти
`V(text{р-ра } NaOH) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции хлорида алюминия с избытком гидроксида натрия с образованием тетрагидроксоалюмината натрия:
`AlCl_3 + 4NaOH = Na[Al(OH)_4] + 3NaCl`
Найдём массу хлорида алюминия в исходном растворе:
`m(AlCl_3) = (ω(AlCl_3)*m(р-ра))/100 = (5*40)/100 = 2 text{ г}`
Найдём количество вещества хлорида алюминия:
`n(AlCl_3) = (m(AlCl_3))/(M(AlCl_3)) = 2/133.5 = 0.01498 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества гидроксида натрия в 4 раза больше количества хлорида алюминия:
`n(NaOH) = 4*n(AlCl_3) = 4*0.01498 = 0.05992 text{ моль}`
Найдём массу чистого гидроксида натрия:
`m(NaOH) = n(NaOH)*M(NaOH) = 0.05992*40 = 2.397 text{ г}`
Рассчитаем массу 20%-ного раствора гидроксида натрия:
`m(text{р-ра } NaOH) = (100*m(NaOH))/(ω(NaOH)) = (100*2.397)/20 = 11.98 text{ г}`
Найдём объём раствора гидроксида натрия:
`V(text{р-ра } NaOH) = (m(text{р-ра } NaOH))/(ρ(text{р-ра } NaOH)) = 11.98/1.2 = 9.983 text{ мл}`
Ответ
`V(text{р-ра } NaOH) = 9.983 text{ мл}`