Давайте разберёмся с задачей поэтапно и подробно.
Дано:
- Масса раствора серной кислоты (H₂SO₄): 196 г
- Массовая доля H₂SO₄: 3%
- Масса раствора гидроксида натрия (NaOH): 84 г
- Массовая доля NaOH: 5%
Задача:
Определить, хватит ли данной серной кислоты для полной нейтрализации 84 г раствора NaOH.
Шаг 1. Найдём массу растворённого H₂SO₄ в исходном растворе
Масса H₂SO₄:
[
m_{H_2SO_4} = \frac{3}{100} \times 196,г = 5.88,г
]
Шаг 2. Найдём массу NaOH в растворе
Масса NaOH:
[
m_{NaOH} = \frac{5}{100} \times 84,г = 4.2,г
]
Шаг 3. Запишем уравнение нейтрализации
Нейтрализация происходит по уравнению:
[
H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O
]
Это означает, что 1 молекула H₂SO₄ реагирует с 2 молекулами NaOH.
Шаг 4. Найдём количество веществ (моли) для реакции
- Молярные массы:
- H₂SO₄: 98 г/моль
- NaOH: 40 г/моль
Количество вещества (моли):
[
n_{H_2SO_4} = \frac{m_{H_2SO_4}}{M_{H_2SO_4}} = \frac{5.88,г}{98,г/моль} \approx 0.06, \textоль
]
[
n_{NaOH} = \frac{m_{NaOH}}{M_{NaOH}} = \frac{4.2,г}{40,г/моль} = 0.105,моль
]
Шаг 5. Расчёт по стехиометрии
Из уравнения реакции:
- 1 моль H₂SO₄ реагирует с 2 моль NaOH.
Должен расходоваться:
[
n_{H_2SO_4} \times 2 = 0.06 \times 2 = 0.12,моль,NaOH
]
Но у нас есть только:
[
0.105,моль,NaOH
]
Это меньше необходимого количества по соотношению 1:2. Значит, серной кислоты может не хватить для полного нейтрализации всех NaOH.
Ответ:
Раствора серной кислоты с массо́й 196 г и концентрацией 3% не хватает для полной нейтрализации 84 г раствора NaOH с концентрацией 5%, так как необходимо примерно 0.12 моль H₂SO₄, а есть только 0.06 моль, что меньше.
Если есть дополнительные вопросы или нужно более кратко — скажите!
