Для решения задачи нужно рассмотреть, что происходит во время нейтрализации раствора соляной кислоты (HCl) гидроксидом калия (KOH). Начнем с того, что нам нужно узнать, сколько молей HCl содержится в 80 г раствора с массовой долей 5%.
Шаг 1: Рассчитаем массу соляной кислоты в растворе
Массовая доля HCl в растворе равна 5%, что означает, что в 100 г раствора содержится 5 г HCl. Для 80 г раствора мы можем использовать пропорцию:
[
\text{Масса HCl} = \frac{5, \text{г}}{100, \text{г}} \cdot 80, \text{г} = 4, \text{г}
]
Шаг 2: Рассчитаем количество молей HCl
Теперь нужно найти, сколько молей HCl содержится в 4 г. Для этого используем молярную массу HCl, которая составляет примерно 36,5 г/моль:
[
n_{\text{HCl}} = \frac{m_{\text{HCl}}}{M_{\text{HCl}}} = \frac{4, \text{г}}{36,5, \text{г/моль}} \approx 0,109, \text{моль}
]
Шаг 3: Напишем уравнение реакции
Уравнение нейтрализации HCl и KOH:
[
\text{HCl} + \text{KOH} \rightarrow \text{KCl} + \text{H}_2\text{O}
]
Согласно уравнению, на 1 моль HCl требуется 1 моль KOH. Это значит, что для полной нейтрализации 0,109 моль HCl нам потребуется ровно 0,109 моль KOH.
Шаг 4: Рассчитаем массу KOH
Теперь найдем массу KOH, необходимую для нейтрализации 0,109 моль. Молярная масса KOH составляет примерно 56,1 г/моль:
[
m_{\text{KOH}} = n_{\text{KOH}} \cdot M_{\text{KOH}} = 0,109, \text{моль} \cdot 56,1, \text{г/моль} \approx 6,13, \text{г}
]
Шаг 5: Рассчитаем массу раствора KOH с массовой долей 4%
Теперь нам нужно определить, какую общую массу раствора KOH (с массовой долей 4%) нужно, чтобы получить 6,13 г KOH в нем.
Если массовая доля KOH в растворе равна 4%, это означает, что на 100 г раствора приходится 4 г KOH. Теперь используя пропорцию, мы можем рассчитать массу раствора:
[
\text{Масса раствора} = \frac{\text{масса KOH}}{\text{массовая доля KOH}} = \frac{6,13, \text{г}}{0,04} \approx 153,25, \text{г}
]
Ответ
Для полной нейтрализации раствора соляной кислоты массой 80 г с массовой долей растворённого вещества 5% потребуется приблизительно 153,25 г раствора гидроксида калия с массовой долей 4%.
