Для решения задачи необходимо определить, сколько гидроксида натрия (NaOH) нужно для нейтрализации 240 г раствора 20% азотной кислоты (HNO₃). Нейтрализация происходит по реакции:
[
HNO_3 + NaOH \rightarrow NaNO_3 + H_2O
]
- Находим массу азотной кислоты в растворе:
Сначала рассчитаем, сколько граммов азотной кислоты содержится в 240 г 20% раствора.
[
\text{масса HNO}_3 = \text{масса раствора} \times \text{массовая доля HNO}_3
]
[
\text{масса HNO}_3 = 240 , \text{г} \times 0.20 = 48 , \text{г}
]
Итак, в 240 г раствора содержится 48 г азотной кислоты.
- Находим количество молей азотной кислоты:
Теперь рассчитаем количество молей HNO₃, используя молярную массу HNO₃. Молярная масса HNO₃ составляет:
- H: 1 г/моль
- N: 14 г/моль
- O: 16 г/моль × 3 = 48 г/моль
Суммируем:
[
\text{M(HNO}_3\text{)} = 1 + 14 + 48 = 63 , \text{г/моль}
]
Теперь находим количество молей HNO₃:
[
n_{\text{HNO}_3} = \frac{\text{масса HNO}_3}{\text{M(HNO}_3\text{)}}
]
[
n_{\text{HNO}_3} = \frac{48 , \text{г}}{63 , \text{г/моль}} \approx 0.76 , \text{моль}
]
- Находим количество молей гидроксида натрия:
В реакции нейтрализации на 1 моль HNO₃ требуется 1 моль NaOH. Это означает, что нам понадобится 0.76 моль NaOH.
- Находим массу гидроксида натрия:
Теперь рассчитаем массу NaOH. Молярная масса NaOH составляет:
- Na: 23 г/моль
- O: 16 г/моль
- H: 1 г/моль
Суммируем:
[
\text{M(NaOH)} = 23 + 16 + 1 = 40 , \text{г/моль}
]
Теперь можем найти массу NaOH:
[
\text{масса NaOH} = n_{\text{NaOH}} \times \text{M(NaOH)}
]
[
\text{масса NaOH} = 0.76 , \text{моль} \times 40 , \text{г/моль} = 30.4 , \text{г}
]
- Ответ:
Необходимая масса гидроксида натрия для полной нейтрализации 240 г раствора 20% азотной кислоты составляет 30.4 г.
