Дано:
1. Общая масса раствора NaOH и KOH: m(solution) = 13,6 г.
2. Число молекул серной кислоты: N(H2SO4) = 9,03 ∙ 10^22 молекул.
Найти: массу KOH в исходном растворе.
Решение:
1. Сначала определим количество моль серной кислоты:
Число Авогадро: N_A = 6,022 ∙ 10^23 молекул/моль.
n(H2SO4) = N(H2SO4) / N_A = 9,03 ∙ 10^22 / 6,022 ∙ 10^23 ≈ 0,150 моль.
2. Напишем уравнение реакции с серной кислотой:
H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O,
H2SO4 + 2 KOH → K2SO4 + 2 H2O.
Из уравнений видно, что 1 моль H2SO4 реагирует с 2 моль NaOH или 2 моль KOH. То есть:
- Для NaOH: n(NaOH) = 2 * n(H2SO4) = 2 * 0,150 = 0,300 моль.
- Для KOH: n(KOH) = 2 * n(H2SO4) = 2 * 0,150 = 0,300 моль.
3. Теперь найдем массу NaOH и KOH:
Молярные массы:
M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль,
M(KOH) = 39 + 16 + 1 = 56 г/моль.
4. Используем обозначения для масс NaOH и KOH:
m(NaOH) + m(KOH) = 13,6 г.
Можно выразить массы через количество моль:
m(NaOH) = n(NaOH) * M(NaOH) = 0,300 моль * 40 г/моль = 12 г,
m(KOH) = n(KOH) * M(KOH) = 0,300 моль * 56 г/моль = 16,8 г.
5. Так как m(NaOH) + m(KOH) должно быть равно 13,6 г, а мы нашли больше:
Получаем систему:
12 + x = 13,6
где x — это масса KOH.
6. Решим уравнение:
x = 13,6 - 12 = 1,6 г.
Ответ:
Масса KOH в исходном растворе составляет 1,6 г.