2023-01-19
К раствору серной кислоты прибавили едкий натр. Образовалось 3,6 г гидросульфата и 2,84 г сульфата натрия. Определить, сколько было в растворе серной кислоты и сколько прибавлено едкого натра.
Решение:
Реакция нейтрализации серной кислоты едким натром проходит по таким уравнениям:
$H_{2}SO_{4} + NaOH = NaHSO_{4} + H_{2}O$;
$NaHSO_{4} + NaOH = Na_{2}SO_{4} + H_{2}O$.
или
$\underset{98}{ \underline{H_{2}SO_{4}}} + \underset{40}{ \underline{NaOH}} = \underset{120}{ \underline{NaHSO_{4}}} + H_{2}O$;
$H_{2}SO_{4} + \underset{2 \cdot 40}{ \underline{2NaOH}} = \underset{142}{ \underline{Na_{2}SO_{4}}} + 2H_{2}O$.
Первый способ. По условию задач образовалось 3,6 г, или $\frac{3,6}{120} = 0,03$ моль, гидросульфата натрия и 2,84 г, или $\frac{2,84}{142} = 0,02$ моль, сульфата натрия. Из уравнений реакций нейтрализации серной кислоты видно, что 0,03 моль Iгидросульфата и 0,02 моль сульфата натрия могут образоваться соответственно из 0,03 и 0,02 моль серной кислоты. Значит, в растворе было 0,05 моль ($0,03 + 0,02 = 0,05$), или $0,05 \cdot 98 = 4,9$ г, серной кислоты. Из приведенных уравнений реакций нейтрализации видно, что 0,05 моль серной кислоты образуют сначала 0,05 моль гидросульфата натрия, на что расходуется 0,05 моль едкого натра, а потом 0,02 моль гидросульфата превратятся в 0,02 моль сульфата натрия, на что израсходуется еще 0,02 моль едкого натра. Значит, для нейтрализации 4,9 г серной кислоты, содержащейся в растворе, добавили 0,07 моль ($0,05 + 0,02 = 0,07$), или $0,07 \cdot 40 = 4,8$ г, едкого натра, в результате чего образовалось 3,6 г гидросульфата и 2,84 г сульфата натрия.
Второй способ. По условию задачи образовалось 3,6 г гидросульфата и 2,84 г сульфата натрия. Из первого уравнения нейтрализации серной кислоты видно, что
120 г $NaHSO_{4}$ образуются из 98 г $H_{2}SO_{4}$,
3,6 г $NaHSO_{4}$ образуются из $x$ г $H_{2}SO_{4}$,
$x = \frac {98 \cdot 3,6}{120} = 2,94$ г.
120 г $NaHSO_{4}$ образуются из 40 г $NaOH$,
3,6 г $NaHSO_{4}$ образуются из $x_{1}$ г $NaOH$
$x_{1} = \frac {40 \cdot 3,6}{120} = 1,2$ г.
Из второго уравнения реакции нейтрализации видно, что
142 г $Na_{2}SO_{4}$ образуются из 98 г $H_{2}SO_{4}$,
2,84 г $Na_{2}SO_{4}$ образуются из $x_{2}$ г $H_{2}SO_{4}$
$x_{2} = \frac {98 \cdot 2,84}{142} = 1,96$ г.
142 г $Na_{2}SO_{4}$ образуются из 80 г $NaOH$,
2,84 г $Na_{2}SO_{4}$ образуются из $x_{3}$ г $NaOH$
$x_{3} = \frac {80 \cdot 2,84}{142} = 1,6$ г.
Значит, для образования 3,6 г гидросульфата и 2,84 г сульфата натрия нужно 4,9 г серной кислоты и 2,8 г едкого натра.