Рассчитайте массу гидроксида калия, необходимую для полной нейтрализации 122,5 г раствора с массовой долей серной кислоты 60 %. В ответе запишите уравнение реакции, о которой идёт речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин). (числа в задаче умножить на 9,6)
Для решения задачи необходимо выполнить несколько шагов, включая определение количества серной кислоты (H₂SO₄) в данном растворе и расчет необходимого количества гидроксида калия (KOH) для нейтрализации.
Определяем массу серной кислоты в растворе:
- Масса раствора \( m_{\text{раствора}} = 122,5 \, \text{г} \)
- Массовая доля серной кислоты \( w_{\text{H₂SO₄}} = 60\% = 0,6 \)
\[ m_{\text{H₂SO₄}} = m_{\text{раствора}} \times w_{\text{H₂SO₄}} = 122,5 \, \text{г} \times 0,6 = 73,5 \, \text{г} \]
Перемножим на 9,6:
\[ m_{\text{раствора}}^{\text{нов}} = 122,5 \, \text{г} \times 9,6 = 1176 \, \text{г} \] \[ m_{\text{H₂SO₄}}^{\text{нов}} = 73,5 \, \text{г} \times 9,6 = 705,6 \, \text{г} \]
Выводим уравнение реакции: Реакция нейтрализации серной кислоты с гидроксидом калия выглядит следующим образом:
\[ \text{H₂SO₄} + 2 \, \text{KOH} \rightarrow \text{K₂SO₄} + 2 \, \text{H₂O} \]
Это уравнение показывает, что 1 моль серной кислоты реагирует с 2 молями гидроксида калия.
Находим количество молей серной кислоты: Молярная масса серной кислоты (H₂SO₄) составляет \( 98 \, \text{г/моль} \).
\[ n_{\text{H₂SO₄}} = \frac{m_{\text{H₂SO₄}}^{\text{нов}}}{M_{\text{H₂SO₄}}} = \frac{705,6 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 7,19 \, \text{моль} \]
Находим количество молей гидроксида калия, необходимое для нейтрализации: Поскольку на 1 моль серной кислоты необходимо 2 моля KOH:
\[ n_{\text{KOH}} = 2 \times n_{\text{H₂SO₄}} \approx 2 \times 7,19 \, \text{моль} \approx 14,38 \, \text{моль} \]
Теперь находим массу гидроксида калия: Молярная масса KOH составляет \( 56 \, \text{г/моль} \).
\[ m_{\text{KOH}} = n_{\text{KOH}} \times M_{\text{KOH}} = 14,38 \, \text{моль} \times 56 \, \text{г/моль} \approx 805,28 \, \text{г} \]
Таким образом, для полной нейтрализации 122,5 г раствора с 60 % серной кислотой потребуется примерно 805,28 г гидроксида калия (KOH).
