Вычислите массу серной кислоты, необходимой для нейтрализации 200 г 20%-ного раствора гидроксида натрия.
Для решения этой задачи нам нужно разобраться с нейтрализацией, а именно — с реакцией между серной кислотой (H₂SO₄) и гидроксидом натрия (NaOH).
Определим, что такое 20%-ный раствор: 20% раствор гидроксида натрия означает, что в 100 г раствора содержится 20 г NaOH. Таким образом, для 200 г раствора: \[ \text{Масса NaOH} = \frac{20 \, \text{г NaOH}}{100 \, \text{г раствора}} \times 200 \, \text{г раствора} = 40 \, \text{г NaOH} \]
Запишем реакцию нейтрализации: Реакция между серной кислотой и гидроксидом натрия выглядит следующим образом: \[ \text{H}_2\text{SO}_4 + 2 \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2 \text{H}_2\text{O} \] Из уравнения видно, что 1 моль серной кислоты реагирует с 2 молями гидроксида натрия.
Определим количество молей NaOH: Для того чтобы узнать, сколько молей NaOH у нас есть, используем его молярную массу. Молярная масса NaOH приблизительно равна 40 г/моль. Теперь подсчитаем количество молей: \[ n_{\text{NaOH}} = \frac{m_{\text{NaOH}}}{M_{\text{NaOH}}} = \frac{40 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} = 1 \, \text{моль NaOH} \]
Определим количество молей серной кислоты, необходимое для нейтрализации: Согласно уравнению реакции, 1 моль серной кислоты (H₂SO₄) нейтрализует 2 моля NaOH. Следовательно, для 1 моля NaOH нам понадобится: \[ n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = \frac{n_{\text{NaOH}}}{2} = \frac{1 \, \text{моль NaOH}}{2} = 0.5 \, \text{моль H}_2\text{SO}_4 \]
Находим массу серной кислоты: Молярная масса серной кислоты H₂SO₄ составляет примерно 98 г/моль. Теперь мы можем рассчитать массу, необходимую для нейтрализации: \[ m_{\text{H}_2\text{SO}_4} = n_{\text{H}_2\text{SO}_4} \times M_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 0.5 \, \text{моль} \times 98 \, \text{г/моль} = 49 \, \text{г} \]
Ответ: Масса серной кислоты, необходимая для нейтрализации 200 г 20%-ного раствора гидроксида натрия, составляет 49 г.
Таким образом, мы пришли к ответу, следуя всем шагам и логике решения.
