дано:
масса раствора борной кислоты = 200 г
массовая доля борной кислоты = 2,88 %
масса раствора гидроксида натрия = 200 г
массовая доля гидроксида натрия = 2,88 %
найти:
массу тетрабората натрия (Na2B4O7), образующегося при сливании растворов.
решение:
1. Найдем массу борной кислоты в 200 г раствора:
масса борной кислоты = (масса раствора * массовая доля) / 100
масса борной кислоты = (200 г * 2,88) / 100 = 5,76 г
2. Найдем массу гидроксида натрия в 200 г раствора:
масса NaOH = (масса раствора * массовая доля) / 100
масса NaOH = (200 г * 2,88) / 100 = 5,76 г
3. Теперь определим, сколько тетрабората натрия может быть получено из борной кислоты и гидроксида натрия. Реакция между борной кислотой и гидроксидом натрия описывается уравнением:
H3BO3 + NaOH → NaB(OH)4 (борная кислота реагирует с натриевым гидроксидом)
Для образования тетрабората натрия необходимо 4 молекулы NaOH на 1 молекулу H3BO3. Таким образом, нам нужно проверить, достаточно ли у нас гидроксида натрия для реакции с борной кислотой.
4. Определим количество моль H3BO3 и NaOH:
молярная масса H3BO3 ≈ 61,83 г/моль
молярная масса NaOH ≈ 40,00 г/моль
количество моль H3BO3 = масса / молярная масса
количество моль H3BO3 = 5,76 г / 61,83 г/моль ≈ 0,093 моль
количество моль NaOH = масса / молярная масса
количество моль NaOH = 5,76 г / 40,00 г/моль ≈ 0,144 моль
5. Выясним, сколько тетрабората натрия (Na2B4O7) может образоваться. Из стехиометрии реакции видно, что на каждую 1 моль H3BO3 требуется 4 моли NaOH. Поскольку у нас есть 0,093 моль H3BO3, то нужно:
необходимое количество NaOH = 0,093 моль * 4 = 0,372 моль
Однако у нас есть только 0,144 моль NaOH, следовательно, NaOH будет лимитирующим реактивом.
6. Рассчитаем, сколько тетрабората натрия получится из имеющегося количества NaOH:
из 4 моль NaOH получается 1 моль Na2B4O7. Используя информацию о количестве NaOH:
количество Na2B4O7 = количество NaOH / 4 = 0,144 моль / 4 = 0,036 моль
7. Теперь найдем массу тетрабората натрия:
молярная масса Na2B4O7 ≈ 201,22 г/моль
масса Na2B4O7 = количество Na2B4O7 * молярная масса
масса Na2B4O7 = 0,036 моль * 201,22 г/моль ≈ 7,25 г
ответ:
масса тетрабората натрия, образующегося при сливании растворов, составляет примерно 7,25 г.