ГЛАВНАЯ » РЕШЕБНИК

2023-03-04   
В растворе содержатся хлорид натрия и бромид натрия, причем массовая доля растворенных веществ равна 22%. Через образец этого раствора массой 20 г пропустили избыток газообразного хлора. Раствор выпарили досуха и прокалили, получив сухой остаток массой 3,51 г. Определите массовые доли хлорида натрия и бромида натрия в исходном растворе.


Решение:


Масса растворенных веществ в образце раствора составляет:

$m(NaCl) + m(NaBr) = m \omega (NaCl + NaBr)$;
$m(NaCl) + m(NaBr) = 20 \cdot 0,22 г = 4,4 г$.

Обозначим массу хлорида натрия в исходной смеси буквой $x$, т. е.

$m(NaCl)=x г$.

Тогда

$m(NaBr) = (4,4 - x) г$.

При пропускании хлора через раствор происходит реакция:

$2NaBr + Cl_{2} = Br_{2} + 2NaCl$

Массу хлорида натрия, образующегося в результате реакции $m^{ \prime} (NaCl)$, обозначим буквой $y$, т. е. $m^{ \prime} (NaCl) = y г$.

Проводя выпаривание раствора и прокаливание остатка, удаляют воду, хлор и бром. Сухой остаток - это хлорид натрия, масса которого суммируется из массы исходного хлорида натрия и массы $NaCL$, полученного в результате реакции:

$m(NaCl) + m^{ \prime} (NaCl) = 3,51 г$,

или

$x+y = 3,51$. (а)

Определяем количество вещества $NaBr$ в исходной смеси и количество вещества $NaCl$, полученного в результате реакции:

$n(NaBr) = \frac{m(NaBr)}{M(NaBr)}; n(NaBr) = \frac{4,4-x}{103} моль$;
$n^{ \prime} (NaCl) = \frac{m^{ \prime}(NaCl) }{M(NaCl)}; n^{ \prime}(NaCl) = \frac{y}{58,5} моль$.

Из уравнения реакции следует, что $n(NaBr) = n^{ \prime} (NaCl)$, или

$\frac{4,4-x}{103} = \frac{y}{58,5}$. (б)

Решая систему уравнений (а) и (б), находим: $x = 2,34$, т. е. $m(NaCl) = 2,34 г$.

Вычисляем массу бромида натрия в растворе:

$m(NaBr) = [m(NaCl) + m(NaBr)] - m(NaCl); m (NaBr) = (4,4 - 2,34) г = 2,06 г$.

Рассчитываем массовые доли хлорида и бромида натрия в растворе:

$\omega (NaCl) = \frac{m(NaCl)}{m}; \omega(NaCl) = \frac{2,34}{20} = 0,117$, или 11,7%;
$\omega (NaBr) = \frac{m(NaBr)}{m}; \omega(NaBr) = \frac{2,06}{20} = 0,103$, или 10,3%;