Какой объем 8Н раствора гидроксида натрия потребуется для приготовления 2 л 5%-ного раствора (ρ=1,031г/мл).
Давайте решим задачу поэтапно с подробными объяснениями.
Задача:
Какой объем 8Н раствора гидроксида натрия потребуется для приготовления 2 л 5%-ного раствора (ρ=1,031 г/мл)?
Шаг 1. Понять, что требуется
Нам нужно найти объем исходного раствора гидроксида натрия с концентрацией 8Н, из которого мы приготовим 2 литра раствора с концентрацией 5%.
Шаг 2. Определить, что означает "8Н"
- "Н" — нормальностыша раствора.
- 1 Н (нормальность) — количество эквивалентов растворенного вещества в 1 литре раствора.
- Гидроксид натрия (NaOH) — однозаменное основание, поэтому его молярная масса напрямую связана с нормальностью.
Шаг 3. Определить концентрацию исходного раствора (в эквивалентах на литр)
- Концентрация 8Н значит, что в 1 литре раствора содержится 8 эквивалентов NaOH.
- Эквивалентность NaOH равна его молярной массе, потому что NaOH однозаменный.
Молярная масса NaOH:
Na — 23 г/моль,
O — 16 г/моль,
H — 1 г/моль.
Молярная масса:
23 + 16 + 1 = 40 г/моль.
Поскольку NaOH однозаменный,
1 эквивалент NaOH = 40 г.
Объем исходного раствора (V_исход): нужно найти.
Шаг 4. Вычисляем массу раствора, необходимую для приготовления 2 л 5%-ного раствора
- Плотность 5% раствора: 1,031 г/мл,
- Объем: 2 л = 2000 мл,
Масса 5%-ного раствора:
\[ М_итога = ρ \times V = 1,031 \text{ г/мл} \times 2000 \text{ мл} = 2062 \text{ г} \]
Шаг 5. Определяем массу растворенного NaOH в конечном растворе
- В 5%-ном растворе 5% — означает 5 г NaOH на 100 г раствора.
- Тогда масса NaOH:
\[ М_{NaOH} = 0,05 \times 2062\, \text{г} \approx 103,1\, \text{г} \]
Шаг 6. Определяем количество эквивалентов NaOH в конечном растворе
Каждый грамм NaOH — это 1/40 моль (эквиваленты), потому что молярная масса 40 г/моль.
Количество эквивалентов в финальном растворе:
\[ E_{итог} = \frac{М_{NaOH}}{М_{NaOH\,молярн}} = \frac{103,1\, \text{г}}{40\, \text{г/моль}} = 2,5775\, \text{моль} \]
Нормальность — это количество эквивалентов на литр:
\[ C_{конц} = \frac{E_{итог}}{V} = \frac{2,5775\, \text{экв}}{2\, \text{л}} = 1,28875\, \text{Н} \]
Важно: Это — фактическая концентрация NaOH в растворе, который мы хотим получить.
Шаг 7. Рассчитываем сколько необходимо исходного раствора (V_исход)
- Исходный раствор имеет концентрацию 8Н (экв/л).
- Мы знаем, что:
\[ V_{исход} \times C_{исход} = V_{итог} \times C_{конц} \]
или, точнее,
\[ V_{исход} \times 8\, \text{Н} = V_{итог} \times 1,28875\, \text{Н} \]
Подставляем V_итог = 2000 мл:
\[ V_{исход} = \frac{2000\, \text{мл} \times 1,28875}{8} \approx \frac{2577.5}{8} \approx 322\, \text{мл} \]
Ответ:
Для приготовления 2 литров 5%-ного раствора гидроксида натрия потребуется примерно 322 мл 8Н раствора.
Если нужен более точный расчет или объяснения, готов помочь!
