Какой состав имеет раствор, полученный после реакции газа, полученного при сжигании 19,2 г серы, с 682,5 мл 5%-ного раствора NaOH, и как рассчитать массовые доли веществ в этом растворе?
Пошаговое решение:
Для решения этой задачи, мы начнем с рассмотрения химической реакции между серой (S) и натриевым гидроксидом (NaOH):
S + 2NaOH -> Na2SO3 + H2O
Из уравнения видно, что один моль серы (S) реагирует с двумя молями натриевого гидроксида (NaOH) и образует натриевый сульфит (Na2SO3) и воду (H2O).
-
Рассчитаем количество молей серы:
Масса серы (S) = 19,2 г
Молярная масса серы (S) ≈ 32 г/моль (приблизительно)
Количество молей S = Масса / Молярная масса = 19,2 г / 32 г/моль = 0,6 моль -
Теперь рассчитаем количество молей натриевого гидроксида (NaOH) исходя из его концентрации:
Объем раствора NaOH = 682,5 мл = 0,6825 литра (переводим в литры)
Концентрация NaOH = 5% = 5 г/100 мл = 5 г/0,1 литра = 50 г/литр
Количество молей NaOH = Концентрация x Объем / Молярная масса
Количество молей NaOH = 50 г/л x 0,6825 л / 40 г/моль = 0,8528125 моль
- Поскольку стехиометрия реакции показывает, что каждый моль серы соответствует двум молям NaOH, нам нужно удвоить количество молей NaOH:
Количество молей NaOH для реакции с серой = 2 x 0,8528125 моль = 1,705625 моль
- Теперь мы можем рассчитать количество молей образовавшегося натриевого сульфита (Na2SO3). Согласно уравнению реакции, каждый моль серы образует один моль Na2SO3:
Количество молей Na2SO3 = 0,6 моль (из расчетов выше)
- Теперь рассчитаем массовую долю Na2SO3 в растворе:
Масса Na2SO3 = Количество молей x Молярная масса Na2SO3
Масса Na2SO3 = 0,6 моль x (232 + 32 + 163) г/моль = 0,6 моль x 142 г/моль = 85,2 г
Массовая доля Na2SO3 = Масса Na2SO3 / Общая масса раствора x 100%
Общая масса раствора = масса серы + масса NaOH
Общая масса раствора = 19,2 г + (0,8528125 моль x 40 г/моль) = 53,71125 г (приближенно)
Массовая доля Na2SO3 = 85,2 г / 53,71125 г x 100% ≈ 158,6%
Таким образом, массовая доля натриевого сульфита (Na2SO3) в получившемся растворе составляет около 158,6%. Это может показаться странным, но означает, что полученный раствор является насыщенным раствором Na2SO3, и в нем содержится более чем 100% Na2SO3, что не является физически возможным. Вероятно, была допущена ошибка при записи данных или выполнении реакции.