Дано:
- Объем раствора серной кислоты = V
- Объем раствора хлорида бария = 2V
- В реакцию вступила половина кислоты
- 170 мл раствора NaOH в два раза большей концентрации, чем концентрация раствора хлорида бария, нейтрализует тот же объем кислоты
Найти:
- Объем раствора серной кислоты, V
Решение:
1. Запишем уравнение реакции между серной кислотой (H2SO4) и хлоридом бария (BaCl2):
H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 (осадок) + 2 HCl
2. Запишем уравнение реакции между серной кислотой и гидроксидом натрия (NaOH):
H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O
3. Пусть концентрация раствора хлорида бария = C. Концентрация раствора NaOH = 2C.
4. Количество моль серной кислоты в объеме V = n(H2SO4).
5. В первом случае, в реакцию вступает половина серной кислоты, то есть количество H2SO4, реагирующее с BaCl2 = n(H2SO4)/2.
6. В результате реакции с NaOH на нейтрализацию этого же объема кислоты (V) затрачено 170 мл раствора NaOH:
n(NaOH) = 170 мл * 2C = 0.170 л * 2C = 0.34C моль
7. С учетом стехиометрии реакции H2SO4 + 2 NaOH, на нейтрализацию 1 моль H2SO4 требуется 2 моль NaOH, то есть:
n(H2SO4) = 0.34C / 2 = 0.17C моль
8. В исходном растворе серной кислоты было n(H2SO4) = 0.17C моль. Поскольку в реакцию с BaCl2 вступила половина кислоты, объем H2SO4, вступивший в реакцию = 0.17C моль, а весь объем раствора серной кислоты V = 2 * 0.17C моль = 0.34C моль.
9. Так как V = 0.34C, где C — концентрация раствора хлорида бария.
10. Отсюда объем V равен 0.34 литра.
Ответ:
Объем раствора серной кислоты V = 0.34 литра.