Какова масса вещества в конечном растворе, если к раствору, содержащему 12 г гидроксида натрия, добавляют раствор

Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать химическую реакцию между гидроксидом натрия (NaOH) и серной кислотой (H₂SO₄). Эта реакция приводит к образованию серной кислоты и сульфата натрия (Na₂SO₄).

Сначала посчитаем количество вещества (в молях) для каждого из реагентов, используя их молярную массу и количество вещества (массу), указанные в условии задачи:

Молярная масса гидроксида натрия (NaOH) = 22,99 г/моль + 16,00 г/моль + 1,01 г/моль = 39,00 г/моль

Молярная масса серной кислоты (H₂SO₄) = 2 * (1,01 г/моль) + 32,07 г/моль + 4 * (16,00 г/моль) = 98,09 г/моль

Количество вещества гидроксида натрия (NaOH) = 12 г / 39,00 г/моль = 0,31 моль

Количество вещества серной кислоты (H₂SO₄) = 9,8 г / 98,09 г/моль = 0,10 моль

Теперь мы должны определить, какая из реакционных веществ является ограничивающим реагентом. Ограничивающий реагент - это тот, который будет исчерпан первым, останется каким-то количеством от другого реагента.

Исходя из сбалансированного уравнения реакции и коэффициентов перед каждым компонентом, видно, что молекула NaOH требует 2 молекул H₂SO₄. Отношение между количеством вещества NaOH и H₂SO₄ составляет 2:1.

Таким образом, мы видим, что 1 моль NaOH требует 2 моль H₂SO₄. У нас есть 0,31 моль NaOH и 0,10 моль H₂SO₄. Как раз для 1 моля NaOH требуется 2 моля H₂SO₄, поэтому H₂SO₄ будет ограничивающим реагентом.

Теперь мы можем рассчитать количество вещества образующегося продукта, сульфата натрия (Na₂SO₄). Исходя из уравнения реакции, каждая моль H₂SO₄ образует 1 моль Na₂SO₄.

Таким образом, количество вещества Na₂SO₄, образующегося в результате реакции, равно количеству вещества H₂SO₄, которое мы рассчитали ранее:

Количество вещества Na₂SO₄ = 0,10 моль

Наконец, рассчитаем массу образующегося Na₂SO₄, используя его молярную массу:

Молярная масса сульфата натрия (Na₂SO₄) = 22,99 г/моль + 22,99 г/моль + 32,07 г/моль + 4 * (16,00 г/моль) = 142,04 г/моль

Масса Na₂SO₄ = Количество вещества Na₂SO₄ * Молярная масса Na₂SO₄ = 0,10 моль * 142,04 г/моль = 14,20 г

Таким образом, масса сульфата натрия в конечном растворе, полученном после реакции, составляет 14,20 г.