Question

К 500 мл раствора гидроксида бария с плотностью 1,02 г/мл постепенно при перемешивании добавляли раствор гидрокарбоната натрия с массовой долей соли 5%. К тому моменту, когда молярные концентрации ионов натрия и гидроксид-ионов в растворе сравнялись, его масса стала равной 658,3 г. Определите массовые доли и молярные концентрации веществ в растворе, который получится при медленном добавлении 100 мл такого же раствора гидроксида бария к раствору гидрокарбоната натрия, масса которого в два раза меньше, а концентрация соли в котором такая же, как в первом эксперименте. Плотность конечного раствора равна 1,05 г/мл.

Answer 1

Дано:
1. Объем раствора гидроксида бария (Ba(OH)2): V_Ba(OH)2 = 500 мл = 0,5 л
2. Плотность раствора гидроксида бария: ρ_Ba(OH)2 = 1,02 г/мл
3. Массовая доля соли в растворе NaHCO3: w_NaHCO3 = 5% = 0,05
4. Масса конечного раствора: m_конечного = 658,3 г
5. Объем добавляемого раствора гидроксида бария: V_Ba(OH)2_добавленный = 100 мл = 0,1 л
6. Масса раствора NaHCO3: m_NaHCO3 = 0,5 * 658,3 г = 329,15 г
7. Плотность конечного раствора: ρ_конечного = 1,05 г/мл

Найти:
Массовые доли и молярные концентрации веществ в конечном растворе.

Решение:

1. Рассчитаем массу раствора гидроксида бария.

   m_Ba(OH)2 = V_Ba(OH)2 * ρ_Ba(OH)2  
   m_Ba(OH)2 = 0,5 л * 1,02 г/мл * 1000 мл/л  
   m_Ba(OH)2 = 510 г

2. Рассчитаем массу раствора гидрокарбоната натрия.

   Масса NaHCO3:  
   m_NaHCO3 = 329,15 г

3. Рассчитаем массу соли в растворе NaHCO3.

   m_NaHCO3_соль = w_NaHCO3 * m_NaHCO3  
   m_NaHCO3_соль = 0,05 * 329,15 г  
   m_NaHCO3_соль = 16,4575 г

4. Рассчитаем массу конечного раствора.

   m_конечного раствора = m_Ba(OH)2 + m_NaHCO3  
   m_конечного раствора = 510 г + 329,15 г  
   m_конечного раствора = 839,15 г

5. Рассчитаем объем конечного раствора.

   V_конечного раствора = m_конечного раствора / ρ_конечного  
   V_конечного раствора = 839,15 г / 1,05 г/мл  
   V_конечного раствора = 799,24 мл

6. Рассчитаем молярные концентрации.

   Концентрация NaHCO3:  
   n_NaHCO3 = m_NaHCO3_соль / M_NaHCO3  
   n_NaHCO3 = 16,4575 г / 84 г/моль  
   n_NaHCO3 = 0,1954 моль

   c(NaHCO3) = n_NaHCO3 / V_конечного раствора  
   c(NaHCO3) = 0,1954 моль / 0,79924 л  
   c(NaHCO3) = 0,244 моль/л

7. Рассчитаем массовые доли.

   w(NaHCO3) = m_NaHCO3_соль / m_конечного раствора * 100%  
   w(NaHCO3) = 16,4575 г / 839,15 г * 100%  
   w(NaHCO3) = 1,96%

Ответ:
w(NaHCO3) = 1,96%; c(NaHCO3) = 0,244 моль/л.