К 36% раствору карбоната натрия Na2CO3 (р=1.13 г/см3) объемом 400 мл добавили к 250 мл 16% раствора серной кислоты H2SO4 (р=1.11 г/см3) . Какой объем 2.5 н. соляной кислоты НС1…

Чтобы решить задачу, необходимо выполнить несколько шагов, учитывая данные о растворах и их концентрации. Начнем с расчета количества реагентов и последующего анализа.

Шаг 1: Рассчитаем количество карбоната натрия (Na₂CO₃) в растворе.

1.1. Вычислим массу 400 мл 36% раствора Na₂CO₃.

• Плотность раствора (р) = 1.13 г/см³
• Объем (V) = 400 мл = 400 см³

\[ \text{Масса раствора} = р \times V = 1.13 \, \text{г/см}^3 \times 400 \, \text{см}^3 = 452 \, \text{г} \]

1.2. Определим массу Na₂CO₃ в растворе.

• Концентрация = 36% значит, что 36 г Na₂CO₃ содержится в 100 г раствора.

\[ \text{Масса Na}_2CO_3 = \frac{36 \, \text{г}}{100 \, \text{г}} \times 452 \, \text{г} = 162.72 \, \text{г} \]

1.3. Рассчитаем количество молей Na₂CO₃.

• Молярная масса Na₂CO₃ = 2(23) + 12 + 3(16) = 106 г/моль

\[ n(\text{Na}_2CO_3) = \frac{162.72 \, \text{г}}{106 \, \text{г/моль}} \approx 1.538 \, \text{моль} \]

Шаг 2: Рассчитаем количество серной кислоты (H₂SO₄) в растворе.

2.1. Вычислим массу 250 мл 16% раствора H₂SO₄.

• Плотность (р) = 1.11 г/см³
• Объем (V) = 250 мл = 250 см³

\[ \text{Масса раствора} = р \times V = 1.11 \, \text{г/см}^3 \times 250 \, \text{см}^3 = 277.5 \, \text{г} \]

2.2. Определим массу H₂SO₄ в растворе.

• Концентрация = 16%, значит, что 16 г H₂SO₄ содержится в 100 г раствора.

\[ \text{Масса H}_2SO_4 = \frac{16 \, \text{г}}{100 \, \text{г}} \times 277.5 \, \text{г} = 44.4 \, \text{г} \]

2.3. Рассчитаем количество молей H₂SO₄.

• Молярная масса H₂SO₄ = 2 + 32 + 16 \times 4 = 98 г/моль

\[ n(\text{H}_2SO_4) = \frac{44.4 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 0.453 \, \text{моль} \]

Шаг 3: Определим количество необходимого реагента (HCl) для нейтрализации.

Реакция нейтрализации между Na₂CO₃ и H₂SO₄:

\[ \text{Na}_2CO_3 + \text{H}_2SO_4 \rightarrow 2\text{NaHSO}_4 + \text{CO}_2 \uparrow + \text{H}_2O \]

Здесь 1 моль Na₂CO₃ нейтрализуется 1 моль H₂SO₄.

Так как у нас 1.538 моль Na₂CO₃ и 0.453 моль H₂SO₄, сначала нейтрализуется 0.453 моль Na₂CO₃:

Оставшееся количество Na₂CO₃:

\[ n(\text{Na}_2CO_3 \, \text{ост}) = 1.538 - 0.453 = 1.085 \, \text{моль} \]

Теперь нейтрализуем оставшийся Na₂CO₃ с помощью HCl:

\[ \text{Na}_2CO_3 + 2\text{HCl} \rightarrow 2\text{NaCl} + \text{CO}_2 + \text{H}_2O \]

1 моль Na₂CO₃ требует 2 моль HCl. Следовательно, для 1.085 моль Na₂CO₃ потребуется:

\[ n(\text{HCl}) = 1.085 \times 2 = 2.17 \, \text{моль} \]

Шаг 4: Рассчитаем объем 2.5 н. HCl, необходимый для нейтрализации.

Так как 1 н. (нормальная) HCl = 1 моль/л:

Объем раствора HCl:

\[ V(\text{HCl}) = \frac{n(\text{HCl})}{C} = \frac{2.17 \, \text{моль}}{2.5 \, \text{моль/л}} = 0.868 \, \text{л} = 868 \, \text{мл} \]

Таким образом, необходимо добавить 868 мл 2.5 н. HCl для полной нейтрализации оставшегося Na₂CO₃.