Дано:
Объем раствора серной кислоты: 30 мл
Масса серной кислоты: 10 г
Объем раствора NaOH: 40 мл
Масса гидроксида натрия: 9 г
Найти:
Молярную концентрацию вещества, которое останется в избытке.
Решение с расчетом:
1. Рассчитаем количество вещества в растворе серной кислоты и в растворе гидроксида натрия:
Для раствора серной кислоты:
n(H2SO4) = масса / молярная масса
M(H2SO4) = 2*1,008 + 32,065 + 4*15,999 ≈ 98,09 г/моль
n(H2SO4) = 10 г / 98,09 г/моль ≈ 0,102 моль
Для раствора гидроксида натрия:
n(NaOH) = масса / молярная масса
M(NaOH) = 22,99 + 15,999 + 1,008 ≈ 40 г/моль
n(NaOH) = 9 г / 40 г/моль ≈ 0,225 моль
2. Найдем остаток вещества после реакции:
Поскольку реакция происходит согласно уравнению H2SO4 + 2NaOH -> Na2SO4 + 2H2O, один эквивалент H2SO4 требует два эквивалента NaOH.
Таким образом, для нейтрализации 0,102 моль H2SO4 потребуется 0,204 моль NaOH. Оставшийся избыток NaOH составит 0,225 - 0,204 = 0,021 моль.
3. Рассчитаем молярную концентрацию остаточного вещества:
Общий объем раствора после реакции = объем H2SO4 + объем NaOH = 30 мл + 40 мл = 70 мл = 0,07 л
Молярная концентрация = количество вещества / объем раствора
Молярная концентрация = 0,021 моль / 0,07 л ≈ 0,3 моль/л
Ответ:
Молярная концентрация вещества, которое останется в избытке, составляет примерно 0,3 моль/л.