Какова массовая доля растворенной соли в образовавшемся растворе, если через 100 мл одномолярного раствора гидроксид натрия пропустили 896 мл (н.у.) углекислого газа? Учитывайте, что плотность одномолярного раствора щелочи составляет 1,04 г/мл.
Малыш
Для решения данной задачи нам потребуется использовать принцип закона Генриха о растворимости газов в растворах. Согласно этому закону, растворимость газа пропорциональна давлению газа над раствором.
В нашем случае, углекислый газ (CO2) растворяется в растворе гидроксида натрия (NaOH) в соответствии с уравнением реакции:
CO2 + 2NaOH -> Na2CO3 + H2O
Из этого уравнения видно, что каждая молекула CO2 реагирует с 2 молекулами NaOH, образуя одну молекулу Na2CO3 и одну молекулу H2O.
Давление углекислого газа можно рассчитать, используя уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT
где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа в Кельвинах.
В нашем случае, мы имеем одномолярный раствор гидроксида натрия. Один моль гидроксида натрия содержит 6,02*10^23 молекул NaOH. Поэтому, количество молекул NaOH в 100 мл одномолярного раствора составляет:
n(NaOH) = 1 моль * (6,02*10^23 молекул/1 моль) = 6,02*10^23 молекул.
Далее, нам необходимо рассчитать количество молекул CO2, используя объем исходного раствора (896 мл) и объем продукта реакции (раствора, содержащего Na2CO3 и H2O). Мы можем сделать это, потому что молярные соотношения в уравнении реакции известны:
1 объемный литр газа = 22,4 литра при нормальных условиях (0 градусов Цельсия и 1 атмосферное давление).
Таким образом, объем раствора, содержащего Na2CO3 и H2O, в молях можно рассчитать следующим образом:
V(Na2CO3 + H2O) = 896 мл * (1 л/1000 мл) * (1 моль CO2/22,4 л) = 0,04 моль CO2.
Следовательно, мы имеем 0,04 моль CO2, которые соответствуют 0,04 моль NaOH.
Теперь мы можем рассчитать массу гидроксида натрия в растворе, используя его объем и плотность:
m(NaOH) = V(NaOH) * d(NaOH),
где m(NaOH) - Масса NaOH в граммах, V(NaOH) - объем NaOH в мл, d(NaOH) - плотность NaOH в г/мл.
В нашем случае, объем NaOH составляет 100 мл, а плотность NaOH равна 1,04 г/мл. Подставляя эти значения, мы получаем:
m(NaOH) = 100 мл * 1,04 г/мл = 104 г.
Теперь мы можем рассчитать массовую долю растворенной соли, используя массу NaOH и массу раствора:
массовая доля = (масса соли / масса раствора) * 100%.
В нашем случае, масса соли (NaOH) составляет 104 г, а масса раствора (обратите внимание, что раствор содержит Na2CO3 и H2O) равна 100 г (из-за предыдущего объема 100 мл и плотности 1,04 г/мл).
Если мы рассчитаем массовую долю, мы получим:
массовая доля = (104 г / 100 г) * 100% = 104%.
Таким образом, массовая доля растворенной соли (NaOH) в образовавшемся растворе составляет 104%.
В нашем случае, углекислый газ (CO2) растворяется в растворе гидроксида натрия (NaOH) в соответствии с уравнением реакции:
CO2 + 2NaOH -> Na2CO3 + H2O
Из этого уравнения видно, что каждая молекула CO2 реагирует с 2 молекулами NaOH, образуя одну молекулу Na2CO3 и одну молекулу H2O.
Давление углекислого газа можно рассчитать, используя уравнение состояния идеального газа:
PV = nRT
где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа (в молях), R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа в Кельвинах.
В нашем случае, мы имеем одномолярный раствор гидроксида натрия. Один моль гидроксида натрия содержит 6,02*10^23 молекул NaOH. Поэтому, количество молекул NaOH в 100 мл одномолярного раствора составляет:
n(NaOH) = 1 моль * (6,02*10^23 молекул/1 моль) = 6,02*10^23 молекул.
Далее, нам необходимо рассчитать количество молекул CO2, используя объем исходного раствора (896 мл) и объем продукта реакции (раствора, содержащего Na2CO3 и H2O). Мы можем сделать это, потому что молярные соотношения в уравнении реакции известны:
1 объемный литр газа = 22,4 литра при нормальных условиях (0 градусов Цельсия и 1 атмосферное давление).
Таким образом, объем раствора, содержащего Na2CO3 и H2O, в молях можно рассчитать следующим образом:
V(Na2CO3 + H2O) = 896 мл * (1 л/1000 мл) * (1 моль CO2/22,4 л) = 0,04 моль CO2.
Следовательно, мы имеем 0,04 моль CO2, которые соответствуют 0,04 моль NaOH.
Теперь мы можем рассчитать массу гидроксида натрия в растворе, используя его объем и плотность:
m(NaOH) = V(NaOH) * d(NaOH),
где m(NaOH) - Масса NaOH в граммах, V(NaOH) - объем NaOH в мл, d(NaOH) - плотность NaOH в г/мл.
В нашем случае, объем NaOH составляет 100 мл, а плотность NaOH равна 1,04 г/мл. Подставляя эти значения, мы получаем:
m(NaOH) = 100 мл * 1,04 г/мл = 104 г.
Теперь мы можем рассчитать массовую долю растворенной соли, используя массу NaOH и массу раствора:
массовая доля = (масса соли / масса раствора) * 100%.
В нашем случае, масса соли (NaOH) составляет 104 г, а масса раствора (обратите внимание, что раствор содержит Na2CO3 и H2O) равна 100 г (из-за предыдущего объема 100 мл и плотности 1,04 г/мл).
Если мы рассчитаем массовую долю, мы получим:
массовая доля = (104 г / 100 г) * 100% = 104%.
Таким образом, массовая доля растворенной соли (NaOH) в образовавшемся растворе составляет 104%.
Знаешь ответ?