Дано:
m(раствора NaOH) = 15,5 г V(CO2) = 0,448 дм³ = 0,448 л m(солей) = 1,90 г
Найти:
ω(NaOH) - массовая доля гидроксида натрия в исходном растворе.
Решение:
Реакции взаимодействия углекислого газа с гидроксидом натрия: NaOH + CO2 → NaHCO3 2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O
Найдем количество вещества углекислого газа: n(CO2) = V(CO2) / Vm = 0,448 л / 22,4 л/моль = 0,02 моль.
Пусть в растворе гидроксида натрия прореагировало x моль NaOH с образованием NaHCO3 и (0,02 - x) моль NaOH с образованием Na2CO3.
Из стехиометрии реакций: n(NaHCO3) = x моль n(Na2CO3) = (0,02 - x) / 2 моль.
Масса солей: m(NaHCO3) + m(Na2CO3) = m(солей) x * M(NaHCO3) + (0,02 - x) / 2 * M(Na2CO3) = 1,90 г x * 84 г/моль + (0,02 - x) / 2 * 106 г/моль = 1,90 г
Решая уравнение, получим: x = 0,01 моль.
Тогда количество вещества гидроксида натрия в исходном растворе: n(NaOH) = x + (0,02 - x) = 0,02 моль.
Масса гидроксида натрия: m(NaOH) = n(NaOH) * M(NaOH) = 0,02 моль * 40 г/моль = 0,8 г.
Массовая доля гидроксида натрия: ω(NaOH) = m(NaOH) / m(раствора NaOH) = 0,8 г / 15,5 г = 0,052.
Ответ:
Массовая доля гидроксида натрия в исходном растворе равна 5,2%.