Давайте подробно решим задачу поэтапно.
Дано:
- Масса исходного раствора серной кислоты: ( m_1 = 250,г )
- Масса добавленного 10%-ного раствора гидроксида натрия: ( m_2 = 280,г )
- Концентрация раствора NaOH: 10% (то есть в 100 г раствора содержится 10 г NaOH)
Цель:
Найти массовую долю серной кислоты в исходном растворе.
Шаг 1. Определим количество NaOH в добавляемом растворе
Концентрация NaOH: 10%, значит:
[
m_{\mathrm{NaOH, добавленный}} = \frac{10}{100} \times 280,г = 28,г
]
Шаг 2. Определим мольное соотношение
Молярные массы:
- H₂SO₄: ≈ 98 г/моль
- NaOH: ≈ 40 г/моль
Количество NaOH в молях:
[
n_{\mathrm{NaOH}} = \frac{28,г}{40,г/моль} = 0,7,моль
]
Шаг 3. Реакция нейтрализации
Серная кислота реагирует с гидроксидом натрия по реакции:
[
\mathrm{H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O}
]
Из реакции видно, что одна моля H₂SO₄ реагирует с двумя молями NaOH.
Количество H₂SO₄ в молях:
[
n_{\mathrm{H_2SO_4}} = \frac{n_{\mathrm{NaOH}}}{2} = \frac{0,7}{2} = 0,35,моль
]
Шаг 4. Определим массу H₂SO₄
Масса серной кислоты в исходном растворе:
[
m_{\mathrm{H_2SO_4}} = n_{\mathrm{H_2SO_4}} \times M_{\mathrm{H_2SO_4}} = 0,35,моль \times 98,г/моль = 34,3,г
]
Шаг 5. Вычислим массовую долю серной кислоты в исходном растворе
Массовая доля — это отношение массы H₂SO₄ к массе исходного раствора:
[
\omega = \frac{m_{\mathrm{H_2SO_4}}}{m_1} \times 100% = \frac{34,3,г}{250,г} \times 100%
]
[
\omega \approx 13,72%
]
Ответ:
Массовая доля серной кислоты в исходном растворе составляет примерно 13,72%.
