Смешали растворы едкого натра и азотной кислоты
Смешали 102,46 мл 16%-го раствора едкого натра (плотность раствора – 1,22 г/см3) и 305,83 мл 5%-го раствора азотной кислоты (плотность раствора – 1,03 г/см3). Вычислите: массу образовавшейся соли; массовую долю этой соли в растворе; массовую долю реагента, оставшегося в растворе после реакции.
Дано
`V(text{р-ра } NaOH) = 102.46 text{ мл}`
`ω(NaOH) = 16%`
`ρ(text{р-ра } NaOH) = 1.22 text{ г/см}^3`
`V(text{р-ра } HNO_3) = 305.83 text{ мл}`
`ω(HNO_3) = 5%`
`ρ(text{р-ра } HNO_3) = 1.03 text{ г/см}^3`
Найти
`m(NaNO_3) = text{ ?}`
`ω(NaNO_3) = text{ ?}`
`ω_text{изб.}(реагента) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции нейтрализации:
`NaOH + HNO_3 = NaNO_3 + HO`
Найдём массы исходных растворов:
`m(text{р-ра } NaOH) = ρ(text{р-ра } NaOH)*V(text{р-ра } NaOH) = 1.22*102.46 = 125 text{ г}`
`m(text{р-ра } HNO_3) = ρ(text{р-ра } HNO_3)*V(text{р-ра } HNO_3) = 1.03*305.83 = 315 text{ г}`
Найдём массы чистых реагентов:
`m(NaOH) = (ω(NaOH)*m(text{р-ра } NaOH))/100 = (16*125)/100 = 20 text{ г}`
`m(HNO_3) = (ω(HNO_3)*m(text{р-ра } HNO_3))/100 = (5*315)/100 = 15.75 text{ г}`
Найдём количества веществ реагентов:
`n(NaOH) = (m(NaOH))/(M(NaOH)) = 20/40 = 0.5 text{ моль}`
`n(HNO_3) = (m(HNO_3))/(M(HNO_3)) = 15.75/63 = 0.25 text{ моль}`
По уравнению реакции вещества реагируют в соотношении 1:1. Азотная кислота в недостатке, поэтому расчёт ведём по ней.
Количество вещества нитрата натрия равно количеству вещества азотной кислоты:
`n(NaNO_3) = n(HNO_3) = 0.25 text{ моль}`
Найдём массу образовавшейся соли:
`m(NaNO_3) = n(NaNO_3)*M(NaNO_3) = 0.25*85 = 21.25 text{ г}`
Количество вещества прореагировавшего гидроксида натрия равно количеству азотной кислоты:
`n_text{прореаг.}(NaOH) = n(HNO_3) = 0.25 text{ моль}`
Количество непрореагировавшего гидроксида натрия:
`n_text{изб.}(NaOH) = n(NaOH) - n_text{прореаг.}(NaOH) = 0.5 - 0.25 = 0.25 text{ моль}`
Найдём массу избытка гидроксида натрия:
`m_text{изб.}(NaOH) = n_text{изб.}(NaOH)*M(NaOH) = 0.25*40 = 10 text{ г}`
Найдём массу конечного раствора:
`m_text{итог.}(р-ра) = m(text{р-ра } NaOH) + m(text{р-ра } HNO_3) = 125 + 315 = 440 text{ г}`
Вычислим массовую долю нитрата натрия в конечном растворе:
`ω(NaNO_3) = (100*m(NaNO_3))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*21.25)/440 = 4.83%`
Вычислим массовую долю избыточного гидроксида натрия в конечном растворе:
`ω_text{изб.}(NaOH) = (100*m_text{изб.}(NaOH))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*10)/440 = 2.273%`
Ответ
`m(NaNO_3) = 21.25 text{ г}`
`ω(NaNO_3) = 4.83%`
`ω_text{изб.}(NaOH) = 2.273%`