Для полной нейтрализации серной кислоты к 250 г ее раствора потребовалось добавить 280 г 10-процентного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю серной кислоты в…

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%.