Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Составим уравнение химической реакции между гидроксидом натрия и серной кислотой. Это реакция нейтрализации, в результате которой образуются соль (сульфат натрия) и вода:
$2NaOH + H_{2}SO_{4} \rightarrow Na_{2}SO_{4} + 2H_{2}O$

2. Рассчитаем количество вещества серной кислоты, масса которой дана в условии. Для этого воспользуемся формулой $n = \frac{m}{M}$.
Молярная масса серной кислоты $M(H_{2}SO_{4}) = 1 \cdot 2 + 32 + 16 \cdot 4 = 98$ г/моль.
$n(H_{2}SO_{4}) = \frac{4,9 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} = 0,05$ моль.

3. Определим количество вещества гидроксида натрия, необходимое для реакции. Согласно уравнению реакции, коэффициенты перед $NaOH$ и $H_{2}SO_{4}$ относятся как $2 : 1$. Это значит, что щёлочи потребуется в два раза больше, чем кислоты:
$n(NaOH) = 2 \cdot n(H_{2}SO_{4}) = 2 \cdot 0,05 \text{ моль} = 0,1$ моль.

4. Вычислим массу чистого гидроксида натрия (растворённого вещества).
Молярная масса гидроксида натрия $M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40$ г/моль.
$m(NaOH) = n(NaOH) \cdot M(NaOH) = 0,1 \text{ моль} \cdot 40 \text{ г/моль} = 4$ г.

5. Теперь найдём массу раствора гидроксида натрия. Зная массовую долю щёлочи ($\omega = 10\%$, что в долях единицы составляет $0,1$), используем формулу $m_{\text{р-ра}} = \frac{m_{\text{в-ва}}}{\omega}$:
$m_{\text{р-ра}}(NaOH) = \frac{4 \text{ г}}{0,1} = 40$ г.

Ответ: 40 г.

Источник: ФИПИ