Какая массовая доля азотной кислоты присутствует в исходном растворе, если 12,6 г азотной кислоты нейтрализовано

Для решения этой задачи нам понадобится использовать метод эквивалентов. Давайте разделим задачу на несколько шагов и подробно рассмотрим каждый из них.

Шаг 1: Найдем количество вещества азотной кислоты, которое было нейтрализовано гидроксидом калия.

Мы знаем массу азотной кислоты, которая была нейтрализована - 12,6 г. Для нахождения количества вещества воспользуемся формулой:

\[n = \frac{m}{M}\]

где \(n\) - количество вещества, \(m\) - масса вещества, \(M\) - молярная масса вещества.

Молярная масса азотной кислоты (HNO3) равна 63 г/моль. Подставим значения в формулу и найдем количество вещества азотной кислоты:

\[n(HNO3) = \frac{12,6}{63} = 0,2 \, \text{моль}\]

Шаг 2: Найдем количество вещества гидроксида калия, которое потребовалось для нейтрализации азотной кислоты.

Мы знаем концентрацию раствора гидроксида калия - 10% или 0,1 моль/л. Чтобы найти количество вещества гидроксида калия, воспользуемся формулой:

\[n(KOH) = C \cdot V\]

где \(n(KOH)\) - количество вещества гидроксида калия, \(C\) - концентрация раствора, \(V\) - объем раствора.

Объем раствора гидроксида калия нам неизвестен, поэтому для удобства будем считать, что он равен 1 л. Подставим значения в формулу и найдем количество вещества гидроксида калия:

\[n(KOH) = 0,1 \cdot 1 = 0,1 \, \text{моль}\]

Шаг 3: Найдем количество вещества соли, которая образуется в результате реакции.

Реакция между азотной кислотой и гидроксидом калия приводит к образованию соли. Мы знаем, что в итоге получается 5% -ный раствор соли или 0,05 моль/л. Количество вещества соли можно найти по той же формуле, что и в предыдущем шаге:

\[n(\text{Salt}) = C \cdot V\]

где \(n(\text{Salt})\) - количество вещества соли, \(C\) - концентрация раствора, \(V\) - объем раствора.

Объем раствора также неизвестен, поэтому для удобства будем считать, что он равен 1 л. Подставим значения в формулу и найдем количество вещества соли:

\[n(\text{Salt}) = 0,05 \cdot 1 = 0,05 \, \text{моль}\]

Шаг 4: Найдем количество вещества азотной кислоты, которая осталась в растворе.

Так как азотная кислота и гидроксид калия реагируют в соотношении 1:1, количество вещества азотной кислоты, которое осталось в растворе, будет равно разности между изначальным количеством азотной кислоты и количеством азотной кислоты, которое было нейтрализовано:

\[n(\text{HNO3 остаток}) = n(HNO3) - n(KOH) = 0,2 - 0,1 = 0,1 \, \text{моль}\]

Шаг 5: Найдем массу остаточной азотной кислоты.

Для нахождения массы остаточной азотной кислоты воспользуемся той же формулой, что и в первом шаге:

\[m = n \cdot M\]

где \(m\) - масса вещества, \(n\) - количество вещества, \(M\) - молярная масса вещества.

Молярная масса азотной кислоты (HNO3) равна 63 г/моль. Подставим значения в формулу и найдем массу остаточной азотной кислоты:

\[m(\text{HNO3 остаток}) = 0,1 \cdot 63 = 6,3 \, \text{г}\]

Шаг 6: Найдем массовую долю азотной кислоты в исходном растворе.

Массовая доля a это отношение массы a к общей массе раствора:

\[m_a = \frac{m_a}{m_{\text{р-ра}}}\]

где \(m_a\) - масса a, \(m_{\text{р-ра}}\) - общая масса раствора.

Общая масса раствора можно найти как сумму массы азотной кислоты и массы гидроксида калия:

\[m_{\text{р-ра}} = m(\text{HNO3}) + m(\text{KOH})\]

Подставим значения для массы и найденную молекулярную массу азотной кислоты (HNO3):

\[m_{\text{р-ра}} = 12,6 + 6,3 = 18,9 \, \text{г}\]

Теперь вычислим массовую долю азотной кислоты:

\[m_a = \frac{6,3}{18,9} \approx 0,333\]

Массовая доля азотной кислоты в исходном растворе равна примерно 0,333 или 33,3%.