Смешали раствор едкого кали и плавиковой кислоты
Смешали 126,13 мл 12%-го раствора едкого кали (плотность раствора – 1,11 г/см3) и 8,93 мл 40%-го раствора плавиковой кислоты (плотность раствора – 1,12 г/см3). Вычислите: массу образовавшейся соли; массовую долю этой соли в растворе; массовую долю реагента, оставшегося в растворе после реакции.
Дано
`ω(KOH) = 12%`
`V(text{р-ра } KOH) = 126.13 text{ мл}`
`ρ(text{р-ра } KOH) = 1.11 text{ г/см}^3`
`ω(HF) = 40%`
`V(text{р-ра } HF) = 8.93 text{ мл}`
`ρ(text{р-ра } HF) = 1.12 text{ г/см}^3`
Найти
`m(KF) = text{ ?}`
`ω(KF) = text{ ?}`
`ω_text{изб.}(реагента) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции нейтрализации:
`KOH + HF = KF + H_2O`
Найдём массы исходных растворов:
`m(text{р-ра } KOH) = ρ(text{р-ра } KOH)*V(text{р-ра } KOH) = 1.11*126.13 = 140 text{ г}`
`m(text{р-ра } HF) = ρ(text{р-ра } HF)*V(text{р-ра } HF) = 1.12*8.93 = 10 text{ г}`
Найдём массы чистых реагентов:
`m(KOH) = (ω(KOH)*m(text{р-ра } KOH))/100 = (12*140)/100 = 16.8 text{ г}`
`m(HF) = (ω(HF)*m(text{р-ра } HF))/100 = (40*10)/100 = 4 text{ г}`
Найдём количества веществ реагентов:
`n(KOH) = (m(KOH))/(M(KOH)) = 16.8/56 = 0.3 text{ моль}`
`n(HF) = (m(HF))/(M(HF)) = 4/20 = 0.2 text{ моль}`
По уравнению реакции вещества реагируют в соотношении 1:1. Плавиковая кислота в недостатке, поэтому расчёт ведём по ней.
Количество вещества фторида калия равно количеству вещества плавиковой кислоты:
`n(KF) = n(HF) = 0.2 text{ моль}`
Найдём массу образовавшейся соли:
`m(KF) = n(KF)*M(KF) = 0.2*58 = 11.6 text{ г}`
Количество вещества прореагировавшего гидроксида калия равно количеству плавиковой кислоты:
`n_text{прореаг.}(KOH) = n(HF) = 0.2 text{ моль}`
Количество непрореагировавшего гидроксида калия:
`n_text{изб.}(KOH) = n(KOH) - n_text{прореаг.}(KOH) = 0.3 - 0.2 = 0.1 text{ моль}`
Найдём массу избытка гидроксида калия:
`m_text{изб.}(KOH) = n_text{изб.}(KOH)*M(KOH) = 0.1*56 = 5.6 text{ г}`
Найдём массу конечного раствора:
`m_text{итог.}(р-ра) = m(text{р-ра } KOH) + m(text{р-ра } HF) = 140 + 10 = 150 text{ г}`
Вычислим массовую долю фторида калия в конечном растворе:
`ω(KF) = (100*m(KF))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*11.6)/150 = 7.733%`
Вычислим массовую долю избыточного гидроксида калия в конечном растворе:
`ω_text{изб.}(KOH) = (100*m_text{изб.}(KOH))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*5.6)/150 = 3.733%`
Ответ
`m(KF) = 11.6 text{ г}`
`ω(KF) = 7.733%`
`ω_text{изб.}(KOH) = 3.733%`