Какова молярная концентрация гидроксида натрия в растворе с 30.78% массовой долей NaOH и плотностью 1.34 г/см3?

Для решения этой задачи нам потребуется использовать формулы и концепции химии. Давайте начнем с определения молярной концентрации и массовой доли.

Молярная концентрация представляет собой количество вещества, выраженное в молях, на единицу объема раствора. Она измеряется в молях на литр (моль/л).

Массовая доля представляет собой отношение массы определенного компонента к общей массе раствора. Она измеряется в процентах (%).

Итак, нам дано, что массовая доля NaOH в растворе составляет 30.78%. Это означает, что в 100 г раствора содержится 30.78 г NaOH.

Мы также знаем плотность раствора, которая равна 1.34 г/см3. Плотность определяет отношение массы раствора к его объему.

Прежде чем продолжить с решением этой задачи, нам потребуется рассчитать молярную массу гидроксида натрия (NaOH). Молярная масса это сумма атомных масс каждого атома, содержащегося в молекуле соответствующего вещества.

Молярная масса Na составляет около 22.99 г/моль, а молярная масса О составляет около 16.00 г/моль, а масса Н составляет около 1.01 г/моль.

Теперь мы можем рассчитать молярную массу NaOH:

\( \text{Молярная масса NaOH} = (\text{Масса Na} + \text{Масса O} + \text{Масса H})\)

\( \text{Молярная масса NaOH} = (22.99 \, \text{г/моль} + 16.00 \, \text{г/моль} + 1.01 \, \text{г/моль})\)

\( \text{Молярная масса NaOH} = 40.00 \, \text{г/моль}\)

Молярная масса NaOH равна 40.00 г/моль.

Теперь у нас есть все необходимые данные для решения задачи.

Шаг 1: Рассчитаем количество NaOH в граммах, содержащееся в 100 г раствора:

\( \text{Масса NaOH} = \text{Массовая доля NaOH} \times \text{Масса раствора} \)

\( \text{Масса NaOH} = 30.78 \, \% \times 100 \, \text{г} \)

\( \text{Масса NaOH} = 30.78 \, \text{г} \)

Шаг 2: Рассчитаем количество молей NaOH:

\( \text{Количество молей NaOH} = \frac{\text{Масса NaOH}}{\text{Молярная масса NaOH}} \)

\( \text{Количество молей NaOH} = \frac{30.78 \, \text{г}}{40.00 \, \text{г/моль}} \)

\( \text{Количество молей NaOH} = 0.7695 \, \text{моль} \)

Шаг 3: Рассчитаем объем раствора в литрах:

\( \text{Объем раствора} = \frac{\text{Масса раствора}}{\text{Плотность}} \)

\( \text{Объем раствора} = \frac{100 \, \text{г}}{1.34 \, \text{г/см}^3} \)

\( \text{Объем раствора} = 74.63 \, \text{см}^3 \)

\( \text{Объем раствора} = 0.07463 \, \text{л} \)

Шаг 4: Рассчитаем молярную концентрацию (М) гидроксида натрия:

\( \text{Молярная концентрация} = \frac{\text{Количество молей NaOH}}{\text{Объем раствора}} \)

\( \text{Молярная концентрация} = \frac{0.7695 \, \text{моль}}{0.07463 \, \text{л}} \)

\( \text{Молярная концентрация} = 10.32 \, \text{M} \)

Таким образом, молярная концентрация гидроксида натрия в растворе составляет 10.32 M.