Для определения среды полученного раствора после смешивания одинаковых объемов растворов КОН и НСl с массовыми долями 20% каждое, нужно рассмотреть реакции, которые происходят между этими растворами.
Раствор КОН (калий гидроксид) является щелочным веществом, а раствор НСl (соляная кислота) — кислым. При смешивании этих двух веществ происходит нейтрализация по реакции:
\[ \text{KOH} + \text{HCl} \rightarrow \text{KCl} + \text{H}_2\text{O} \]
Теперь определим, какие ионы и вещества у нас есть в конечном растворе.
Масса раствора: Раз у нас одинаковые объемы растворов и обе жидкие фазы имеют одинаковую массовую долю 20%, то их концентрации по ионам определяются таким образом:
- В 100 г раствора КОН содержится 20 г KOH, что соответствует 20 г * (1/56) = 0.357 моль KOH (молярная масса KOH = 56 г/моль).
- В 100 г раствора НСl также содержится 20 г HCl, что соответствует 20 г * (1/36.5) = 0.548 моль HCl (молярная масса HCl = 36.5 г/моль).
Стехиометрия реакции: В реакции нейтрализации KOH и HCl реагируют в соотношении 1:1, то есть на 1 моль KOH требуется 1 моль HCl.
В нашем случае KOH будет лимитирующим реагентом, так как его меньше (0.357 моль по сравнению с 0.548 моль HCl).
Избыток реагентов: В результате реакции у нас останется избыток HCl. Из 0.548 моль HCl после реакции останется: \[ 0.548 - 0.357 = 0.191 \text{ моль HCl} \]
Определение среды: Оставшийся избыток HCl указывает на то, что полученный раствор все еще будет кислым, поскольку нейтрализация не завершилась полностью.
Таким образом, итоговая среда полученного раствора будет кислотной.