Через 160 г 5%-ного раствора гидроксида натрия пропустили 4,48 л (н. у.) сернистого газа. Определите массовую долю соли (%) в полученном растворе.
Для решения задачи нам нужно сначала определить, сколько вещества натрия сульфита (Na2SO3) образуется в результате реакции между гидроксидом натрия (NaOH) и сернистым газом (SO2).
Запишем уравнение реакции: \[ 2 \, \text{NaOH} + \text{SO2} \rightarrow \text{Na2SO3} + \text{H2O} \]
Определим количество сернистого газа: Из условия задачи: 4,48 л сернистого газа. Для преобразования объема газа в количество вещества (в молях) воспользуемся формулой: \[ n = \frac{V}{V_m} \] где \( V_m = 22,4 \, \text{л/моль} \) (молярный объем газа при н. у.).
Подставим значения: \[ n_{SO2} = \frac{4,48}{22,4} \approx 0,2 \, \text{моль} \]
Определим количество натрия гидроксида: 5%-ный раствор NaOH содержит 5 г NaOH на 100 г раствора. В 160 г раствора будет: \[ \text{масса NaOH} = \frac{5 \, \text{г}}{100 \, \text{г}} \cdot 160 \, \text{г} = 8 \, \text{г} \] Теперь найдем количество моль NaOH: \[ n_{NaOH} = \frac{m_{NaOH}}{M_{NaOH}} = \frac{8 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} = 0,2 \, \text{моль} \]
Определим, какое количество Na2SO3 образуется: Из уравнения реакции видно, что 2 моля NaOH реагируют с 1 молью SO2, то есть для полного реагирования 0,2 моль SO2 потребуется 0,4 моль NaOH. Однако у нас всего 0,2 моль NaOH, этого будет достаточно для реакции с 0,1 моль SO2.
Таким образом, весь NaOH будет израсходован, а количество Na2SO3, образующегося в результате реакции: \[ n_{Na2SO3} = \frac{n_{NaOH}}{2} = \frac{0,2}{2} = 0,1 \, \text{моль} \]
Найдем массу Na2SO3: Молярная масса Na2SO3: \[ M_{Na2SO3} = 2 \cdot 23 + 32 + 3 \cdot 16 = 46 + 32 + 48 = 126 \, \text{г/моль} \] Масса Na2SO3: \[ m_{Na2SO3} = n_{Na2SO3} \cdot M_{Na2SO3} = 0,1 \, \text{моль} \cdot 126 \, \text{г/моль} = 12,6 \, \text{г} \]
Найдем массовую долю соли в растворе: Масса раствора равна массе исходного раствора плюс масса образовавшейся соли: \[ m_{раствора} = 160 \, \text{г} + 12,6 \, \text{г} = 172,6 \, \text{г} \]
Массовая доля соли (Na2SO3) в растворе: \[ w(\text{Na2SO3}) = \frac{12,6 \, \text{г}}{172,6 \, \text{г}} \cdot 100 \% \approx 7,29 \% \]
Таким образом, массовая доля соли в полученном растворе составляет примерно 7,29%.
