Question

Care este concentratia procentuala a
sulfatului de sodiu in solutia obtinuta prin
amestecarea a 245 g solutie de hidroxid de
sodiu 1% si 245 g solutie de acid sulfuric
1%?
a. 0,887%
b. 0,607%
c. 0,443%
d. 0,517%
e. 0,724%

Answer 1

Răspuns: e. 0,724%

Explicație:

concentrația / 100 = masa dizolvată / masa soluției

c / 100 = md / ms

masa apei = masa soluției - masa dizolvată

m(apă) = ms - md

md(NaOH) = c(NaOH) × ms(NaOH) / 100 = 1 × 245g / 100 = 2,45g NaOH

m(H₂O sol. NaOH) = 245g - 2,45g = 242,55g

md(H₂SO₄) = c(H₂SO₄) × ms(H₂SO₄) / 100 = 1 × 245g / 100 = 2,45g H₂SO₄

m(H₂O sol. H₂SO₄) = 245g - 2,45g = 242,55g

Hidroxidul de sodiu reacționează cu acidul sulfuric conform ecuației 2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O

raportul molar n(NaOH) : n(H₂SO₄) = 2 : 1

M(NaOH) = A(Na) + A(O) + A(H) = 23 + 16 + 1 = 40 g/mol

n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) = 2,45g / 40 g/mol = 0,06125 mol

M(H₂SO₄) = 2A(H) + A(S) + 4A(O) = 2 × 1 + 32 + 4 × 16 = 98 g/mol

n(H₂SO₄) = m(H₂SO₄) / M(H₂SO₄) = 2,45g / 98 g/mol = 0,025 mol

n(NaOH) : n(H₂SO₄) = 0,06125 : 0,025 = 6,125 : 2,5 => NaOH este în exces cu 0,01125 mol (0,45g), iar calculele trebuie făcute în funcție de H₂SO₄

Conform ecuației reacției,

1 mol H₂SO₄.....1 mol Na₂SO₄.....2 mol H₂O

0,025 mol H₂SO₄.....x mol Na₂SO₄.....y mol H₂O

x = 0,025 mol Na₂SO₄

y = 0,025 × 2 = 0,05 mol H₂O

M(Na₂SO₄) = 2A(Na) + A(S) + 4A(O) = 2 × 23 + 32 + 4 × 16 = 142 g/mol

M(H₂O) = 2A(H) + A(O) = 2 × 1 + 16 = 18 g/mol

m(Na₂SO₄) = n(Na₂SO₄) × M(Na₂SO₄) = 0,025 mol × 142 g/mol = 3,55g Na₂SO₄ (md)

m(H₂O) = n(H₂O) × M(H₂O) = 0,05 mol × 18 g/mol = 0,9g H₂O

ms(Na₂SO₄) = m(H₂O sol. NaOH) + m(H₂O sol. H₂SO₄) + m(H₂O reacție) + m(Na₂SO₄) + m(NaOH nereacționat) = 242,55g + 242,55g + 0,9g + 3,55g + 0,45g = 490g

c(Na₂SO₄) = md(Na₂SO₄) × 100 / ms(Na₂SO₄)

c(Na₂SO₄) = 3,55g × 100 / 490g = 0,724%

-Mihai