Массовые доли веществ после смешивания растворов щелочи и кислоты
Смешали 20%-й раствор гидроксида натрия массой 140 г и 10%-й раствор ортофосфорной кислоты массой 294 г. Вычислите массовые доли веществ в растворе после реакции.
Дано
`m(text{р-ра } NaOH) = 140 text{ г}`
`ω(NaOH) = 20%`
`m(text{р-ра } H_3PO_4) = 294 text{ г}`
`ω(H_3PO_4) = 10%`
Найти
`ω(солей) = text{ ?}`
Решение
Найдём массы чистых реагентов:
`m(NaOH) = (ω(NaOH)*m(text{р-ра } NaOH))/100 = (20*140)/100 = 28 text{ г}`
`m(H_3PO_4) = (ω(H_3PO_4)*m(text{р-ра } H_3PO_4))/100 = (10*294)/100 = 29.4 text{ г}`
Найдём количества веществ реагентов:
`n(NaOH) = (m(NaOH))/(M(NaOH)) = 28/40 = 0.7 text{ моль}`
`n(H_3PO_4) = (m(H_3PO_4))/(M(H_3PO_4)) = 29.4/98 = 0.3 text{ моль}`
Найдем количества образовавшихся веществ по уравнениям реакций:
`underset(0.3 text{ моль})(H_3PO_4) + underset(0.3 text{ моль})(NaOH) = underset(0.3 text{ моль})(NaH_2PO_4) + H_2O`
`underset(0.3 text{ моль})(NaH_2PO_4) + underset(0.3 text{ моль})(NaOH) = underset(0.3 text{ моль})(Na_2HPO_4) + H_2O`
`underset(0.1 text{ моль})(Na_2HPO_4) + underset(0.1 text{ моль})(NaOH) = underset(0.1 text{ моль})(Na_3PO_4) + H_2O`
В результате реакций количества образовавшихся веществ:
`n(Na_3PO_4) = 0.1 text{ моль}`
`n(Na_2HPO_4) = 0.3 - 0.1 = 0.2 text{ моль}`
Найдём массы солей:
`m(Na_3PO_4) = n(Na_3PO_4)*M(Na_3PO_4) = 0.1*164 = 16.4 text{ г}`
`m(Na_2HPO_4) = n(Na_2HPO_4)*M(Na_2HPO_4) = 0.2*142 = 28.4 text{ г}`
Масса конечного раствора равна сумме масс исходных растворов:
`m_text{итог.}(р-ра) = m(text{р-ра } NaOH) + m(text{р-ра } H_3PO_4) = 140 + 294 = 434 text{ г}`
Вычислим массовые доли солей в конечном растворе:
`ω(Na_3PO_4) = (100*m(Na_3PO_4))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*16.4)/434 = 3.779%`
`ω(Na_2HPO_4) = (100*m(Na_2HPO_4))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*28.4)/434 = 6.543%`
Ответ
`ω(Na_3PO_4) = 3.779%`
`ω(Na_2HPO_4) = 6.543%`