Масса соли и избытка при смешивании растворов щелочи и кислоты
Смешали 80 г 10%-го раствора гидроксида натрия и 14,6 г 25%-го раствора соляной кислоты. Вычислите: массу образовавшейся соли; массовую долю соли в образовавшемся растворе; массу оставшегося в избытке реагента; массовую долю оставшегося в избытке реагента в растворе.
Дано
`m(text{р-ра } NaOH) = 80 text{ г}`
`ω(NaOH) = 10%`
`m(text{р-ра } HCl) = 14.6 text{ г}`
`ω(HCl) = 25%`
Найти
`m(NaCl) = text{ ?}`
`ω(NaCl) = text{ ?}`
`m_text{изб.}(в-ва) = text{ ?}`
`ω_text{изб.}(в-ва) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции нейтрализации:
`NaOH + HCl = NaCl + H_2O`
Найдём массы чистых реагентов в исходных растворах:
`m(NaOH) = (ω(NaOH)*m(text{р-ра } NaOH))/100 = (10*80)/100 = 8 text{ г}`
`m(HCl) = (ω(HCl)*m(text{р-ра } HCl))/100 = (25*14.6)/100 = 3.65 text{ г}`
Найдём количества веществ реагентов:
`n(NaOH) = (m(NaOH))/(M(NaOH)) = 8/40 = 0.2 text{ моль}`
`n(HCl) = (m(HCl))/(M(HCl)) = 3.65/36.5 = 0.1 text{ моль}`
По уравнению реакции вещества реагируют в соотношении 1:1. Соляная кислота в недостатке, поэтому расчёт ведём по ней.
Количество вещества хлорида натрия равно количеству вещества соляной кислоты:
`n(NaCl) = n(HCl) = 0.1 text{ моль}`
Найдём массу образовавшейся соли:
`m(NaCl) = n(NaCl)*M(NaCl) = 0.1*58.5 = 5.85 text{ г}`
Количество вещества прореагировавшего гидроксида натрия равно количеству соляной кислоты:
`n_text{прореаг.}(NaOH) = n(HCl) = 0.1 text{ моль}`
Количество непрореагировавшего гидроксида натрия:
`n_text{изб.}(NaOH) = n(NaOH) - n_text{прореаг.}(NaOH) = 0.2 - 0.1 = 0.1 text{ моль}`
Найдём массу избытка гидроксида натрия:
`m_text{изб.}(NaOH) = n_text{изб.}(NaOH)*M(NaOH) = 0.1*40 = 4 text{ г}`
Найдём массу конечного раствора:
`m_text{итог.}(р-ра) = m(text{р-ра } NaOH) + m(text{р-ра } HCl) = 80 + 14.6 = 94.6 text{ г}`
Вычислим массовую долю хлорида натрия в конечном растворе:
`ω(NaCl) = (100*m(NaCl))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*5.85)/94.6 = 6.184%`
Вычислим массовую долю избыточного гидроксида натрия в конечном растворе:
`ω_text{изб.}(NaOH) = (100*m_text{изб.}(NaOH))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*4)/94.6 = 4.228%`
Ответ
`m(NaCl) = 5.85 text{ г}`
`ω(NaCl) = 6.184%`
`m_text{изб.}(NaOH) = 4 text{ г}`
`ω_text{изб.}(NaOH) = 4.228%`