Чтобы найти массу \(m(K_2SO_4)\), давайте сначала рассмотрим, что нам дано: масса \(m(KOH)\) равна 10,5 г, а масса \(m(H_2SO_4)\) составляет 5,2 г.
Мы должны записать уравнение реакции между гидроксидом калия \(KOH\) и серной кислотой \(H_2SO_4\):
\[ 2KOH + H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O \]
Обратите внимание, что согласно уравнению реакции, на 2 молекулы \(KOH\) требуется 1 молекула \(H_2SO_4\), чтобы образовать 1 молекулу \(K_2SO_4\).
Посчитаем количество вещества \(n(H_2SO_4)\):
\[ n(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{M(H_2SO_4)} = \frac{5,2 г}{98 г/моль} \approx 0,053 моль \]
Здесь \(M(H_2SO_4) = 98 г/моль\) — молярная масса серной кислоты.
Теперь найдем количество вещества \(KOH\):
Молярная масса \(KOH\) составляет приблизительно 56,1 г/моль.
\[ n(KOH) = \frac{m(KOH)}{M(KOH)} = \frac{10,5 г}{56,1 г/моль} \approx 0,187 моль \]
По уравнению видно, что на 2 молекулы \(KOH\) необходимо 1 молекула \(H_2SO_4\). Следовательно, если у нас \(0,187\) моль \(KOH\), требуется \(0,0935\) моль \(H_2SO_4\) (половина от \(0,187\)).
Поскольку у нас \(0,053\) моль \(H_2SO_4\), именно она является лимитирующим веществом. Теперь рассчитаем массу образующегося \(K_2SO_4\):
В уравнении видно, что на 1 моль \(H_2SO_4\) получается 1 моль \(K_2SO_4\). Следовательно, количество вещества \(K_2SO_4\) будет равно \(0,053\) моль.
Молярная масса \(K_2SO_4\) равна \(174,3 г/моль\).
\[ m(K_2SO_4) = n(K_2SO_4) \times M(K_2SO_4) = 0,053 моль \times 174,3 г/моль \approx 9,23 г \]
Итак, масса \(K_2SO_4\) составляет приблизительно \(9,23\) грамм.