Для решения данной задачи нам нужно будет вычислить объем раствора соляной кислоты (HCl) с массовой долей 15%, который потребуется для реакции с гидроксидом натрия (NaOH). Процедура включает несколько шагов.
Шаг 1: Найти количество вещества NaOH
Сначала найдем число молей гидроксида натрия. Для этого используем формулу:
\[ n = \frac{m}{M} \]
где:
- \( n \) — число молей,
- \( m \) — масса вещества (в граммах),
- \( M \) — молярная масса вещества (в граммах на моль).
Молярная масса NaOH:
- Натрий (Na) = 23 г/моль
- Кислород (O) = 16 г/моль
- Водород (H) = 1 г/моль
Таким образом, молярная масса NaOH: \[ M_{NaOH} = 23 + 16 + 1 = 40 \, \text{г/моль} \]
Теперь подставим значения в формулу: \[ n_{NaOH} = \frac{8 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} = 0.2 \, \text{моль} \]
Шаг 2: Найти необходимое количество HCl для реакции
Реакция между NaOH и HCl происходит по следующему уравнению: \[ NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O \]
Из уравнения видно, что 1 моль NaOH реагирует с 1 моль HCl. Значит, нам нужно 0.2 моль HCl: \[ n_{HCl} = 0.2 \, \text{моль} \]
Шаг 3: Вычислить массу HCl, необходимую для реакции
Молярная масса HCl:
- Водород (H) = 1 г/моль
- Хлор (Cl) = 35.5 г/моль
Таким образом, молярная масса HCl: \[ M_{HCl} = 1 + 35.5 = 36.5 \, \text{г/моль} \]
Теперь можем найти массу HCl: \[ m_{HCl} = n_{HCl} \times M_{HCl} = 0.2 \, \text{моль} \times 36.5 \, \text{г/моль} = 7.3 \, \text{г} \]
Шаг 4: Найти объем раствора HCl
Теперь, используя массовую долю, найдем объем раствора с массовой долей 15%:
- Массовая доля (w) = \(\frac{m_{solute}}{m_{solution}} = 0.15\)
Пусть \( V \) — объем раствора, а его плотность равна 1.07 г/см³. Тогда масса раствора будет равна: \[ m_{solution} = \rho \cdot V = 1.07 \, \text{г/см}^3 \cdot V \]
Теперь выразим массу HCl через массу раствора: \[ 7.3 \, \text{г} = 0.15 \cdot m_{solution} \]
Подставим выражение для массы раствора: \[ 7.3 = 0.15 \cdot (1.07 \cdot V) \]
Теперь найдем \( V \): \[ 7.3 = 0.1605 \cdot V \] \[ V = \frac{7.3}{0.1605} \approx 45.5 \, \text{см}^3 \]
Ответ
Чтобы провести реакцию с 8 граммами гидроксида натрия, потребуется примерно 45.5 см³ раствора соляной кислоты с массовой долей 15%.