Для решения задачи нужно понять, какие реакции проходят между веществами и как соотносятся их массы.
- У нас есть масса гидроксида калия (KOH) равная 10,5 г.
- И масса серной кислоты (H2SO4) ПТД равняется 5,2 г.
- Нам нужно найти массу сульфата калия (K2SO4).
Поскольку KOH реагирует с H2SO4 с образованием K2SO4 и воды, начнём с уравнения реакции:
\[ 2 KOH + H2SO4 \rightarrow K2SO4 + 2 H2O \]
Из уравнения видно, что для образования 1 моля K2SO4 требуется 2 моля KOH и 1 моль H2SO4.
Теперь необходимо определить количество вещества каждого реагента:
- Молярная масса KOH ≈ 56,11 г/моль.
- Молярная масса H2SO4 ≈ 98,08 г/моль.
Теперь вычислим количество молей для KOH: \[ n(KOH) = \frac{m(KOH)}{M(KOH)} = \frac{10,5 \, \text{г}}{56,11 \, \text{г/моль}} \approx 0,187 \, \text{моль} \]
И количество молей для H2SO4: \[ n(H2SO4) = \frac{m(H2SO4)}{M(H2SO4)} = \frac{5,2 \, \text{г}}{98,08 \, \text{г/моль}} \approx 0,053 \, \text{моль} \]
Согласно коэффициентам в уравнении, на 2 моли KOH требуется 1 моль H2SO4, соответственно, мы увидим, сколько K2SO4 мы можем получить:
Для 0,187 моль KOH:
- Потребуется \( \frac{0,187}{2} = 0,0935 \, \text{моль H2SO4} \)
Но у нас только 0,053 моль H2SO4, поэтому реагента H2SO4 не хватает. Следовательно, его количество будет лимитирующим.
Теперь найдем, сколько K2SO4 можно получить из 0,053 моль H2SO4:
- По уравнению 1 моль H2SO4 дает 1 моль K2SO4, значит, мы можем получить 0,053 моль K2SO4.
Молярная масса K2SO4 ≈ 174,26 г/моль.
Теперь вычислим массу K2SO4: \[ m(K2SO4) = n(K2SO4) \cdot M(K2SO4) = 0,053 \, \text{моль} \cdot 174,26 \, \text{г/моль} \approx 9,23 \, \text{г} \]
Таким образом, масса сульфата калия (K2SO4) составит примерно 9,23 грамма.
