дано:
- объем раствора серной кислоты (H2SO4) = 100 см³ = 0,1 л
- плотность раствора NaOH = 1,09 г/см³
- массовая доля NaOH = 8%
- осадок при добавлении хлорида бария = 0,233 г
найти:
- объем раствора NaOH, необходимый для полной нейтрализации раствора H2SO4
решение:
1. Сначала найдем количество молей серной кислоты в 10 см³ раствора, из которого образуется 0,233 г осадка.
Осадок – это сульфат бария (BaSO4), который образуется по реакции:
BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 ↓ + 2HCl.
Молярная масса BaSO4 ≈ 137 + 32 + 16*4 = 233 г/моль.
Количество молей BaSO4 = масса / молярная масса = 0,233 г / 233 г/моль = 0,001 моль.
2. Так как на 1 моль H2SO4 образуется 1 моль BaSO4, то количество молей H2SO4 в 10 см³ раствора равно 0,001 моль.
3. Теперь найдем количество молей H2SO4 в 100 см³ раствора:
В 100 см³ (или 0,1 л) будет:
n(H2SO4) = 0,001 моль * (100 см³ / 10 см³) = 0,01 моль.
4. Запишем уравнение реакции нейтрализации NaOH и H2SO4:
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O.
Из уравнения видно, что для нейтрализации 1 моль H2SO4 требуется 2 моль NaOH.
Количество молей NaOH, необходимых для нейтрализации:
n(NaOH) = 2 * n(H2SO4) = 2 * 0,01 моль = 0,02 моль.
5. Найдем массу NaOH, которая потребуется:
Молярная масса NaOH ≈ 23 + 16 + 1 = 40 г/моль.
Масса NaOH = n(NaOH) * M(NaOH) = 0,02 моль * 40 г/моль = 0,8 г.
6. Теперь рассчитаем объем 8% раствора NaOH, содержащего 0,8 г NaOH:
Массовая доля NaOH = m(NaOH) / m(раствора) = 0,08.
Следовательно:
m(раствора) = m(NaOH) / 0,08 = 0,8 г / 0,08 = 10 г.
7. Теперь найдём объем 8% раствора NaOH, зная его плотность:
Плотность = масса / объем, откуда объем = масса / плотность.
Объем раствора NaOH = m(раствора) / плотность = 10 г / 1,09 г/см³ ≈ 9,17 см³.
ответ:
Для полной нейтрализации 100 см³ раствора серной кислоты потребуется примерно 9,17 см³ раствора NaOH.