Хватит ли 100 г 29,4%-ого раствора серной кислоты для нейтрализации 40 г 10%-ого раствора гидроксида натрия?
Чтобы определить, хватит ли 100 г 29,4%-ого раствора серной кислоты для нейтрализации 40 г 10%-ого раствора гидроксида натрия, начнем с расчета количества активных веществ в обоих растворах.
Найдем количество вещества гидроксида натрия (NaOH): Молярная масса NaOH = 23 (Na) + 16 (O) + 1 (H) = 40 г/моль.
В 10%-ом растворе NaOH 40 г содержится: \[ 40 \, \text{г} \times 0,10 = 4 \, \text{г} \, \text{NaOH}. \]
Теперь вычислим количество вещества NaOH: \[ n({NaOH}) = \frac{4 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} = 0,1 \, \text{моль}. \]
Реакция нейтрализации: Реакция между серной кислотой (H₂SO₄) и гидроксидом натрия (NaOH) происходит по следующему уравнению: \[ H₂SO₄ + 2NaOH \rightarrow Na₂SO₄ + 2H₂O. \] Из уравнения видно, что для нейтрализации 1 моль H₂SO₄ необходимо 2 моля NaOH.
Значит, 0,1 моль NaOH потребует: \[ n({H₂SO₄}) = \frac{0,1 \, \text{моль}}{2} = 0,05 \, \text{моль}. \]
Теперь найдем, сколько H₂SO₄ содержится в 100 г 29,4%-ого раствора: Молярная масса H₂SO₄ = 2 (H) + 32 (S) + 16×4 (O) = 98 г/моль.
В 29,4%-ом растворе 100 г содержится: \[ 100 \, \text{г} \times 0,294 = 29,4 \, \text{г} \, H₂SO₄. \]
Теперь вычислим количество вещества H₂SO₄: \[ n({H₂SO₄}) = \frac{29,4 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 0,3 \, \text{моль}. \]
Сравним, сколько H₂SO₄ у нас есть с необходимым количеством для нейтрализации: Нам нужно всего 0,05 моль H₂SO₄, а у нас их 0,3 моль.
Таким образом, 100 г 29,4%-ого раствора серной кислоты вполне достаточно для нейтрализации 40 г 10%-ого раствора гидроксида натрия.
