Дано:
- Масса смеси гидроксидов натрия (NaOH) и калия (KOH): 15,6 г
- Масса раствора HCl: 100 г
- Массовая доля HCl в растворе: 10,95 %
Найти: массовую долю гидроксида натрия в исходной смеси.
Решение:
1. Рассчитаем массу HCl в растворе:
Масса HCl = масса раствора * массовая доля HCl
Масса HCl = 100 г * 10,95 % = 100 г * 0,1095 = 10,95 г
2. Запишем уравнение нейтрализации между NaOH и HCl:
NaOH + HCl → NaCl + H2O
Для KOH:
KOH + HCl → KCl + H2O
Уравнения показывают, что на одну молекулу NaOH или KOH требуется одна молекула HCl для нейтрализации.
3. Определим количество молей HCl:
Молярная масса HCl ≈ 36,46 г/моль
Количество моль HCl = масса HCl / молярная масса HCl
Количество моль HCl = 10,95 г / 36,46 г/моль ≈ 0,300 моль
4. Поскольку на нейтрализацию 1 моль NaOH или KOH требуется 1 моль HCl, то общее количество моль гидроксидов в смеси равно 0,300 моль.
5. Пусть x – это масса NaOH в смеси, а y – масса KOH в смеси. Мы знаем, что:
x + y = 15,6 г (1)
Теперь выражаем количество моль NaOH и KOH через их массы:
Количество моль NaOH = x / 40 г/моль
Количество моль KOH = y / 56 г/моль
По уравнению нейтрализации:
(x / 40) + (y / 56) = 0,300 (2)
6. Подставим значение y из уравнения (1) в уравнение (2):
y = 15,6 - x
Подставляем:
(x / 40) + ((15,6 - x) / 56) = 0,300
7. Умножим обе стороны на 280 (наименьшее общее кратное 40 и 56):
7x + 5(15,6 - x) = 84
7x + 78 - 5x = 84
2x = 6
x = 3 г
8. Теперь найдем массу KOH:
y = 15,6 - x = 15,6 - 3 = 12,6 г
9. Найдем массовую долю NaOH в смеси:
Массовая доля NaOH = (масса NaOH / масса смеси) * 100%
Массовая доля NaOH = (3 г / 15,6 г) * 100% ≈ 19,23 %
Ответ: Массовая доля гидроксида натрия в исходной смеси составляет примерно 19,23 %.