Дано:
- Объем раствора карбоната натрия (Na2CO3) = 303 мл = 0.303 л
- Концентрация Na2CO3 = 10% (масс/объем)
- Плотность раствора Na2CO3 = 1.048 г/мл
- Объем раствора соляной кислоты (HCl) = 247 мл = 0.247 л
- Концентрация HCl = 1.012 моль/л
Найти:
- Концентрации Na+, CO3^2-, и Cl- в конечном растворе.
Решение:
1. Найдем массу Na2CO3 в растворе:
- Масса раствора Na2CO3 = объем × плотность = 303 мл × 1.048 г/мл = 317.544 г
- Масса Na2CO3 = 10% от массы раствора = 0.10 × 317.544 г = 31.7544 г
2. Рассчитаем количество вещества Na2CO3:
- Молярная масса Na2CO3 = 2×23 + 12 + 3×16 = 106 г/моль
- Количество Na2CO3 = масса / молярная масса = 31.7544 г / 106 г/моль = 0.299 моль
3. Найдем концентрацию Na2CO3 в растворе:
- Концентрация Na2CO3 = количество / объем = 0.299 моль / 0.303 л = 0.985 моль/л
4. Рассчитаем количество вещества HCl:
- Количество HCl = концентрация × объем = 1.012 моль/л × 0.247 л = 0.250 моль
5. Реакция нейтрализации:
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O
- Количество Na2CO3 реагирующее с HCl: 0.250 моль HCl / 2 = 0.125 моль Na2CO3
6. Определим количество Na2CO3 после реакции:
- Осталось Na2CO3 = начальное количество - реагировавшее количество = 0.299 моль - 0.125 моль = 0.174 моль
7. Найдем оставшиеся концентрации:
- Общий объем смеси = 0.303 л + 0.247 л = 0.550 л
- Концентрация Na2CO3 в конечном растворе = 0.174 моль / 0.550 л = 0.316 моль/л
- Концентрация HCl в конечном растворе = 0 моль/л (вся HCl была нейтрализована)
8. Концентрация ионов:
- Na+ и CO3^2- из Na2CO3: Na2CO3 полностью диссоциирует, в растворе будет 0.316 моль/л Na+ и 0.316 моль/л CO3^2-.
- HCl был полностью нейтрализован, поэтому концентрация Cl- = 0.250 моль / 0.550 л = 0.455 моль/л
Ответ:
- Концентрация Na+ = 0.316 моль/л
- Концентрация CO3^2- = 0.316 моль/л
- Концентрация Cl- = 0.455 моль/л