Найти объем соляной кислоты Раствор, содержащий 5,0000 г образца, состоящего из 60,00 % NaOH и 40 % Na2CO3, доведен в мерной колбе до 250 мл. Какой объем 0,1925 М раствора НСl потребуется на нейтрализацию 25,00 мл этого раствора с фенолфталеином и на нейтрализацию 25,00 мл с индикатором метиловым оранжевым?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи сначала определим количество вещества натрий гидроксида (NaOH) и натрий карбоната (Na₂CO₃) в образце.

Дано:

Масса образца = 5,0000 гСостав: 60,00 % NaOH и 40,00 % Na₂CO₃

Посчитаем массу каждого компонента:

Масса NaOH:
[ \text{м}[NaOH] = 5,0000 \, \text{г} \times 0,6000 = 3,0000 \, \text{г} ]

Масса Na₂CO₃:
[ \text{м}[Na2CO3] = 5,0000 \, \text{г} \times 0,4000 = 2,0000 \, \text{г} ]

Теперь найдем количество вещества NaOH и Na₂CO₃:

Молярная масса NaOH = 22,99 + 1,01 + 16,00 = 40,00 г/моль
[ n{NaOH} = \frac{m{NaOH}}{M_{NaOH}} = \frac{3,0000 \, \text{г}}{40,00 \, \text{г/моль}} = 0,0750 \, \text{моль} ]

Молярная масса Na₂CO₃ = 2 \times 22,99 + 12,01 + 3 \times 16,00 = 105,99 г/моль
[ n{Na2CO3} = \frac{m{Na2CO3}}{M_{Na2CO3}} = \frac{2,0000 \, \text{г}}{105,99 \, \text{г/моль}} \approx 0,0189 \, \text{моль} ]

Нейтрализация NaOH

При реакции нейтрализации NaOH с HCl у нас следующий уравнение реакции:
[ NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O ]
Из уравнения видно, что 1 моль NaOH реагирует с 1 моль HCl.

Количество HCl, необходимое для нейтрализации NaOH:
[ n{HCl, NaOH} = n{NaOH} = 0,0750 \, \text{моль} ]

Нейтрализация Na₂CO₃

При реакции нейтрализации Na₂CO₃ с HCl происходит два этапа:

Один моль Na₂CO₃ реагирует с двумя молями HCl:
[ Na2CO3 + 2 HCl \rightarrow 2 NaCl + H2O + CO2 ]

Количество HCl, необходимое для нейтрализации Na₂CO₃:
[ n{HCl, Na2CO3} = 2 \times n{Na2CO3} = 2 \times 0,0189 \, \text{моль} \approx 0,0378 \, \text{моль} ]

Общее количество HCl

Общее количество HCl, необходимое для нейтрализации 25 мл раствора:

[ n{HCl, total} = n{HCl, NaOH} + n_{HCl, Na2CO3} = 0,0750 + 0,0378 \approx 0,1128 \, \text{моль} ]

Объем 0,1925 M раствора HCl

Теперь мы можем найти необходимые объем в 0,1925 M раствора HCl:
[
C{HCl} = 0,1925 \, \text{моль/л}
]
Объем HCl:
[
V{HCl} = \frac{n{HCl, total}}{C{HCl}} = \frac{0,1128 \, \text{моль}}{0,1925 \, \text{моль/л}} \approx 0,585 \, \text{л} = 585 \, \text{мл}
]

Так как мы выполняем нейтрализацию 25 мл раствора, общее требуемое количество HCl будет равно 1/10 от расчета:

[
V_{HCl} = \frac{585 \, \text{мл}}{10} = 58,5 \, \text{мл}
]

Ответ: Для нейтрализации 25 мл раствора потребуется примерно 58,5 мл 0,1925 M раствора HCl.