Question

К 380 мл раствора карбоната натрия с массовой долей соли 10% и плотностью 1,046 г/мл постепенно при перемешивании добавляли раствор хлорида алюминия с молярной концентрацией соли 2,5 моль/л и плотностью 1,06 г/мл до того момента, когда началось выделение газа. Рассчитайте массовые доли веществ в растворе, который получится при постепенном добавлении того же объема такого же раствора карбоната натрия к раствору хлорида алюминия той же концентрации и того же объема, который был затрачен в первом опыте.

Answer 1

Дано:
1. Объем раствора карбоната натрия: V(Na2CO3) = 380 мл = 0,380 л
2. Массовая доля Na2CO3: w(Na2CO3) = 10% = 0,1
3. Плотность раствора Na2CO3: ρ(Na2CO3) = 1,046 г/мл
4. Молярная концентрация раствора хлорида алюминия: C(AlCl3) = 2,5 моль/л
5. Плотность раствора AlCl3: ρ(AlCl3) = 1,06 г/мл

Находим массу раствора карбоната натрия:

m(Na2CO3) = V(Na2CO3) * ρ(Na2CO3) = 0,380 л * 1,046 г/мл = 397,48 г

Находим массу Na2CO3 в растворе:

m(Na2CO3) = m(раствора) * w(Na2CO3) = 397,48 г * 0,1 = 39,748 г

Находим массу хлорида алюминия в растворе, добавляемом в первом опыте.

Для начала определим количество вещества AlCl3:

C(AlCl3) = 2,5 моль/л. Для 0,380 л раствора:

n(AlCl3) = C(AlCl3) * V(AlCl3) = 2,5 моль/л * 0,380 л = 0,95 моль

Теперь найдем массу AlCl3:

M(AlCl3) = 26,98 (Al) + 3 * 35,45 (Cl) = 133,33 г/моль

m(AlCl3) = n(AlCl3) * M(AlCl3) = 0,95 моль * 133,33 г/моль = 126,65 г

Теперь определим массу конечного раствора:

m(конечного раствора) = m(Na2CO3) + m(AlCl3) - m(CO2) - m(Al(OH)3)

Сначала найдем массы образующихся газов и осадков:

m(CO2) = n(CO2) * M(CO2) = 0,1875 моль * 44 г/моль = 8,25 г

m(Al(OH)3) = n(Al(OH)3) * M(Al(OH)3) = 0,125 моль * 78 г/моль = 9,75 г

Теперь подставим значения:

m(конечного раствора) = 397,48 г + 126,65 г - 8,25 г - 9,75 г = 506,13 г

Теперь найдем массовые доли NaCl и Na2CO3 в конечном растворе.

Для NaCl:

n(NaCl) = 0,1875 моль (из реакции)

M(NaCl) = 22,99 (Na) + 35,45 (Cl) = 58,44 г/моль

m(NaCl) = n(NaCl) * M(NaCl) = 0,1875 моль * 58,44 г/моль = 10,95 г

Теперь массовая доля NaCl в конечном растворе:

w(NaCl) = m(NaCl) / m(конечного раствора) * 100% = 10,95 г / 506,13 г * 100% ≈ 2,16%

Для Na2CO3:

m(Na2CO3) = 39,748 г

w(Na2CO3) = m(Na2CO3) / m(конечного раствора) * 100% = 39,748 г / 506,13 г * 100% ≈ 7,85%

Ответ:
w(NaCl) ≈ 2,16%; w(Na2CO3) ≈ 7,85%.