Смешали растворы серной кислоты массой 24~г и массовой долей кислоты равной 41\% и гидроксида натрия массой 25~г и массовой долей щелочи 32%. Взаимодействие растворов сопровождалось выделением теплоты. Когда в результате охлаждения температура полученного раствора достигла 30 градуса, он стал насыщенным. При дальнейшем охлаждении до 20 градусов из раствора выделились кристаллы, представлявшие собой десятиводный кристаллогидрат Na2SО4*10H2O. Определите массу этих кристаллов, если растворимость сульфата натрия при 30 градусах составляет 40,8~г на 100~г воды, а при 20 градусах – 19,2~г на 100~г воды.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Первым шагом определим, сколько граммов сульфата натрия растворилось при смешивании растворов.

Масса серной кислоты = 24
Массовая доля кислоты = 41
Масса серной кислоты в растворе = 24 г * 0.41 = 9.84 г

Масса гидроксида натрия = 25
Массовая доля щелочи = 32
Масса щелочи в растворе = 25 г * 0.32 = 8 г

Тепловой эффект взаимодействия растворов вызван нейтрализацией и равен теплоте растворения сульфата натрия, так как образуется нейтральное вещество. Теплота растворения сульфата натрия составляет -45,12 кДж на моль.

Поскольку раствор стал насыщенным при 30 градусах, то мы можем определить сколько сульфата натрия сначала растворилось при 30 градусах:

Масса сульфата натрия при 30 градусах = 9.84 г + 8 г = 17.84 г

Рассчитаем, сколько граммов сульфата натрия выделилось при охлаждении до 20 градусов:

Масса сульфата натрия при 20 градусах = 40.8 г - 17.84 г = 22.96 г

Теперь определим, сколько граммов кристаллов Na2SO4*10H2O выделилось при охлаждении:

Массовая доля кристаллогидрата в кристаллах = 22.96 г / (22.96 г + 19.2 г) = 0.544

Масса кристаллов Na2SO410H2O = 0.544 19.2 г = 10.45 г

Итак, масса кристаллов десятиводного кристаллогидрата сульфата натрия, выделившихся при охлаждении до 20 градусов, составляет около 10.45 г.