Навеску гидроксида натрия массой 6.4г растворили в 150 мл серной кислоты с концентрацией 0.5 моль/л объём полученного раствора довели до 200мл и отобрали из него пробу объёмом 20.0 мл добавленной к раствору фенолфталеин окрасился в малиновый цвет какой минимальный объём серной кислоты с концентрацией 0.05 моль / л следует добавить чтобы фенолфталеин стал бесцветным ответ выразить в миллилитрах округлить до десятых
Для решения задачи начнем с анализа данных, которые у нас есть.
Определим количество моль серной кислоты (H₂SO₄): Концентрация H₂SO₄ равна 0.5 моль/л, а объем – 150 мл. Сначала переведем объем в литры: \[ 150 \, \text{мл} = 0.150 \, \text{л} \] Теперь вычислим количество молей H₂SO₄: \[ n_{\text{H₂SO₄}} = C \cdot V = 0.5 \, \text{моль/л} \times 0.150 \, \text{л} = 0.075 \, \text{моль} \]
Определим количество моль гидроксида натрия (NaOH): Молярная масса NaOH составляет примерно 40 г/моль. Найдем количество моль NaOH в 6.4 г: \[ n_{\text{NaOH}} = \frac{6.4 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} = 0.16 \, \text{моль} \]
Реакция между NaOH и H₂SO₄: Уравнение реакции: \[ 2 \, \text{NaOH} + \text{H₂SO₄} \rightarrow \, \text{Na₂SO₄} + 2 \, \text{H₂O} \] Из уравнения видно, что для нейтрализации 1 моль H₂SO₄ требуется 2 моля NaOH. Проверим, достаточно ли NaOH для нейтрализации H₂SO₄: Для 0.075 моль H₂SO₄ нужно: \[ n_{\text{NaOH, required}} = 2 \times n_{\text{H₂SO₄}} = 2 \times 0.075 = 0.15 \, \text{моль} \] У нас есть 0.16 моль NaOH, значит, вся H₂SO₄ будет нейтрализована и останется излишек NaOH: \[ n_{\text{NaOH, excess}} = n_{\text{NaOH}} - n_{\text{NaOH, required}} = 0.16 - 0.15 = 0.01 \, \text{моль} \]
Отбор пробы: Из общего объема раствора 200 мл отобрали 20 мл. Теперь определим количество NaOH в 20 мл: Сначала находим общее количество NaOH в 200 мл: \[ n_{\text{NaOH, total}} = 0.16 \, \text{моль} \quad (\text{всё в растворе}) \] Теперь найдем, сколько NaOH в 20 мл: \[ n_{\text{NaOH, in 20 ml}} = n_{\text{NaOH, total}} \times \frac{20 \, \text{мл}}{200 \, \text{мл}} = 0.16 \, \text{моль} \times 0.1 = 0.016 \, \text{моль} \]
Добавление серной кислоты: При добавлении серной кислоты с концентрацией 0.05 моль/л необходимо знать, сколько моль нужно добавить, чтобы бесцветить фенолфталеин. Для этой задачи нам нужно будет нейтрализовать оставшийся 0.01 моль NaOH. Количество серной кислоты, необходимое для нейтрализации 0.01 моль NaOH: Поскольку необходимо 1 моль H₂SO₄ на 2 моль NaOH: \[ n_{\text{H₂SO₄, needed}} = \frac{0.01}{2} = 0.005 \, \text{моль} \]
Переводим количество H₂SO₄ в миллилитры: Чтобы найти объем нужной кислоты, нужно воспользоваться формулой: \[ V = \frac{n}{C} = \frac{0.005 \, \text{моль}}{0.05 \, \text{моль/л}} = 0.1 \, \text{л} = 100 \, \text{мл} \]
Таким образом, минимальный объем серной кислоты с концентрацией 0.05 моль/л, который следует добавить, равен 100 мл.
