Для решения этой задачи необходимо сначала определить количество вещества каждой из реагирующих веществ и затем найти массу образовавшейся соли.
- Определение количества вещества серной кислоты:
Массовая доля серной кислоты ((H_2SO_4)) составляет 10%, а масса раствора — 60 г. Таким образом, масса серной кислоты в растворе равна:
[ \text{масса } H_2SO_4 = \frac{10}{100} \times 60 \, \text{г} = 6 \, \text{г} ]
Молярная масса серной кислоты ((H_2SO_4)) равна 98 г/моль. Поэтому количество вещества серной кислоты равно:
[ n(H_2SO_4) = \frac{6 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 0.0612 \, \text{моль} ]
- Определение количества вещества гидроксида натрия:
Массовая доля гидроксида натрия ((NaOH)) составляет 15%, а масса раствора — 80 г. Таким образом, масса гидроксида натрия в растворе равна:
[ \text{масса } NaOH = \frac{15}{100} \times 80 \, \text{г} = 12 \, \text{г} ]
Молярная масса гидроксида натрия ((NaOH)) равна 40 г/моль. Поэтому количество вещества гидроксида натрия равно:
[ n(NaOH) = \frac{12 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} = 0.3 \, \text{моль} ]
- Реакция нейтрализации:
Уравнение реакции между серной кислотой и гидроксидом натрия:
[ H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O ]
Из уравнения реакции видно, что 1 моль серной кислоты реагирует с 2 молями гидроксида натрия.
- Определение предела реакции:
Имеется 0.0612 моль серной кислоты и 0.3 моль гидроксида натрия. Поскольку 0.0612 моль (H_2SO_4) требует 0.1224 моль (NaOH) (из стехиометрии реакции), то гидроксид натрия присутствует в избытке.
- Нахождение массы образовавшейся соли:
Количество вещества соли, сульфата натрия ((Na_2SO_4)), будет равно количеству вещества серной кислоты, так как серная кислота полностью прореагирует:
[ n(Na_2SO_4) = n(H_2SO_4) = 0.0612 \, \text{моль} ]
Молярная масса сульфата натрия ((Na_2SO_4)) равна 142 г/моль. Следовательно, масса соли равна:
[ \text{масса } Na_2SO_4 = 0.0612 \, \text{моль} \times 142 \, \text{г/моль} \approx 8.69 \, \text{г} ]
Таким образом, масса получившейся соли составляет примерно 8.69 г.