Сколько серной кислоты нужно для нейтрализации 250 граммов раствора, которая содержит 15% гидроксида калия?

Для решения данной задачи нам необходимо учесть химическую реакцию между серной кислотой (H₂SO₄) и гидроксидом калия (KOH). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

H₂SO₄ + 2KOH -> K₂SO₄ + 2H₂O

Из уравнения видно, что для нейтрализации 1 моль серной кислоты требуется 2 моля гидроксида калия. Также, нам дано, что раствор содержит 15% гидроксида калия.

Шаг 1: Найдем молярную массу гидроксида калия (KOH). Атомная масса калия (K) составляет примерно 39.1 г/моль, а масса атома кислорода (O) – примерно 16.0 г/моль. Масса одного атома водорода (H) составляет примерно 1.0 г/моль. Следовательно, молярная масса гидроксида калия:

KOH = 39.1 г/моль + 16.0 г/моль + 1.0 г/моль = 56.1 г/моль

Шаг 2: Найдем количество гидроксида калия, содержащегося в 250 граммах раствора с 15% содержанием гидроксида калия. Для этого необходимо умножить массу раствора на его концентрацию:

Масса гидроксида калия = 250 г * 0.15 = 37.5 г

Шаг 3: Рассчитаем количество молей гидроксида калия, используя молярную массу, найденную на шаге 1:

Количество молей гидроксида калия = масса гидроксида калия / молярная масса гидроксида калия = 37.5 г / 56.1 г/моль = 0.668 моль

Шаг 4: Используя химическое уравнение реакции, найдем количество молей серной кислоты, необходимое для нейтрализации 0.668 моль гидроксида калия. Согласно уравнению реакции, на 2 моля гидроксида калия приходится 1 моль серной кислоты:

Количество молей серной кислоты = 0.668 моль / 2 = 0.334 моль

Шаг 5: Наконец, определим массу серной кислоты, которая потребуется для нейтрализации данного количества гидроксида калия. Для этого умножим количество молей серной кислоты на ее молярную массу. Молярная масса H₂SO₄ равна примерно 98.1 г/моль:

Масса серной кислоты = количество молей серной кислоты * молярная масса серной кислоты = 0.334 моль * 98.1 г/моль ≈ 32.7 г

Таким образом, для нейтрализации 250 граммов раствора, содержащего 15% гидроксида калия, потребуется примерно 32.7 грамма серной кислоты.