Дано:
- Концентрация соляной кислоты (HCl): 15% (масс. доля), плотность = 1,075 г/мл
- Объем 3%-ного раствора гидроксида бария (Ba(OH)2): 274 мл, плотность = 1,04 г/мл
Найти:
- Объем 15%-ного раствора HCl, необходимый для нейтрализации
Решение:
1. Найдем массу гидроксида бария (Ba(OH)2) в 274 мл раствора.
Плотность 3%-ного раствора Ba(OH)2 = 1,04 г/мл
Объем раствора = 274 мл
Масса раствора = объем × плотность
= 274 мл × 1,04 г/мл
= 284,96 г
2. Определим массу Ba(OH)2 в растворе:
Массовая доля Ba(OH)2 = 3% = 0,03
Масса Ba(OH)2 = масса раствора × массовая доля
= 284,96 г × 0,03
= 8,5488 г
3. Найдем количество молей Ba(OH)2:
Молекулярная масса Ba(OH)2 = 137,3 (Ba) + 2 × (16 + 1) (OH)
= 137,3 + 2 × 17
= 137,3 + 34
= 171,3 г/моль
Моли Ba(OH)2 = масса Ba(OH)2 / молекулярная масса
= 8,5488 г / 171,3 г/моль
≈ 0,0499 моль
4. Реакция нейтрализации между HCl и Ba(OH)2 описывается уравнением:
Ba(OH)2 + 2 HCl → BaCl2 + 2 H2O
По уравнению реакции 1 моль Ba(OH)2 требует 2 моль HCl.
Необходимое количество моль HCl = 2 × количество моль Ba(OH)2
= 2 × 0,0499 моль
= 0,0998 моль
5. Найдем массу 15%-ного раствора HCl:
Плотность 15%-ного раствора HCl = 1,075 г/мл
Молекулярная масса HCl = 1 + 35,5 = 36,5 г/моль
Массовая доля HCl = 15% = 0,15
Масса HCl = 0,15 × масса раствора
Количество моль HCl = масса HCl / молекулярная масса HCl
= (0,15 × масса раствора) / 36,5
Объем раствора HCl = масса раствора / плотность
= 0,15 × масса раствора / (36,5 × плотность)
Подставим:
Количество моль HCl = 0,0998 моль
Объем раствора HCl = количество моль HCl × (молекулярная масса HCl / плотность HCl)
= 0,0998 моль × (36,5 / 1,075)
≈ 3,4 мл
Плотность 15%-ного раствора HCl = 1,075 г/мл
Объем 15%-ного раствора HCl = масса / плотность
= (0,0998 моль × 36,5 г/моль) / 1,075 г/мл
≈ 3,4 мл
Ответ:
Объем 15%-ного раствора HCl, необходимый для нейтрализации, составляет примерно 22,63 мл.