Массовые доли хлоридов после нейтрализации кислоты щелочами
Для нейтрализации 182,5 г 10%-го раствора соляной кислоты использовали 60 г 20%-го раствора гидроксида натрия. Оставшуюся соляную кислоту нейтрализовали гидроксидом калия. После выпаривания воды получили смесь хлоридов. Вычислите массовую долю каждой соли в этой смеси.
Дано
`m_text{исх.}(text{р-ра } HCl) = 182.5 text{ г}`
`ω_text{исх.}(HCl) = 10%`
`m(text{р-ра } NaOH) = 60 text{ г}`
`ω(NaOH) = 20%`
Найти
`ω(NaCl) = text{ ?}`
`ω(KCl) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции нейтрализации с NaOH:
`NaOH + HCl = NaCl + H_2O`
Найдём массу хлороводорода в исходном растворе:
`m_text{исх.}(HCl) = (ω_text{исх.}(HCl)*m_text{исх.}(text{р-ра } HCl))/100 = (10*182.5)/100 = 18.25 text{ г}`
Найдём массу гидроксида натрия в растворе:
`m(NaOH) = (ω(NaOH)*m(text{р-ра } NaOH))/100 = (20*60)/100 = 12 text{ г}`
Найдём количество вещества хлороводорода и гидроксида натрия:
`n_text{исх.}(HCl) = (m_text{исх.}(HCl))/(M(HCl)) = 18.25/36.5 = 0.5 text{ моль}`
`n(NaOH) = (m(NaOH))/(M(NaOH)) = 12/40 = 0.3 text{ моль}`
По уравнению вещества реагируют 1:1. Гидроксид натрия в недостатке, поэтому он прореагирует полностью.
`n_text{с NaOH}(HCl) = n(NaOH) = 0.3 text{ моль}`
Количество образовавшегося хлорида натрия:
`n(NaCl) = n(NaOH) = 0.3 text{ моль}`
Масса хлорида натрия:
`m(NaCl) = n(NaCl)*M(NaCl) = 0.3*58.5 = 17.55 text{ г}`
Оставшуюся кислоту нейтрализуют гидроксидом калия:
`KOH + HCl = KCl + H_2O`
Остаток хлороводорода после реакции с NaOH:
`n_text{ост.}(HCl) = n_text{исх.}(HCl) - n_text{с NaOH}(HCl) = 0.5 - 0.3 = 0.2 text{ моль}`
Количество вещества хлорида калия равно количеству оставшегося хлороводорода:
`n(KCl) = n_text{ост.}(HCl) = 0.2 text{ моль}`
Масса хлорида калия:
`m(KCl) = n(KCl)*M(KCl) = 0.2*74.5 = 14.9 text{ г}`
После выпаривания воды получаем смесь солей. Найдём её общую массу:
`m(смеси) = m(NaCl) + m(KCl) = 17.55 + 14.9 = 32.45 text{ г}`
Вычислим массовые доли солей в этой смеси:
`ω(NaCl) = (100*m(NaCl))/(m(смеси)) = (100*17.55)/32.45 = 54.08%`
`ω(KCl) = (100*m(KCl))/(m(смеси)) = (100*14.9)/32.45 = 45.92%`
Ответ
`ω(NaCl) = 54.08%`
`ω(KCl) = 45.92%`