Дано:
- масса 14%-го раствора гидроксида калия m1 = 500 г,
- массовая доля KOH в растворе C1 = 14%,
- массовая доля HCl в растворе C2 = 20%,
- масса раствора HCl m2 = масса раствора, необходимая для нейтрализации (будет определена в процессе решения),
- массовая доля соли в получившемся растворе = 9,5%.
Найти:
- массу воды, которую необходимо добавить, чтобы получить 9,5%-й раствор соли.
Решение:
1. Рассчитаем массу гидроксида калия в 14%-м растворе:
m(KOH) = m1 * C1 = 500 г * 0,14 = 70 г.
2. Рассчитаем массу соляной кислоты, необходимую для нейтрализации. Реакция нейтрализации:
KOH + HCl → KCl + H2O
Молекулярная масса KOH = 56 г/моль, HCl = 36,5 г/моль.
Для нейтрализации 70 г KOH нужно 70 г HCl (по молям KOH и HCl равны).
3. Рассчитаем массу раствора HCl, которая содержит 70 г HCl:
m(HCl) = (70 г / C2) = 70 г / 0,20 = 350 г.
4. Масса получившегося раствора (после нейтрализации) будет равна:
m(раствор) = m1 + m2 = 500 г + 350 г = 850 г.
5. Рассчитаем массу соли KCl, образовавшейся при реакции:
m(KCl) = m(KOH) = 70 г.
6. Теперь нам нужно добавить воду, чтобы получить раствор, в котором масса соли составляет 9,5% от общей массы раствора. Обозначим массу воды, которую нужно добавить, через m(вода). Тогда масса нового раствора будет:
m(новый раствор) = 850 г + m(вода).
Массовая доля соли в новом растворе будет:
C(новый) = m(KCl) / m(новый раствор) = 70 г / (850 г + m(вода)) = 0,095.
7. Решаем уравнение:
70 / (850 + m(вода)) = 0,095,
850 + m(вода) = 70 / 0,095 = 736,8 г,
m(вода) = 736,8 г - 850 г = -113,2 г.
Ответ:
Необходимо добавить около 113 г воды.