Question

Hidroxidul de sodiu este utilizat în foarte multe procese industriale, câteva exemple fiind: fabricarea hârtiei, textilelor, săpunurilor și detergenților. La 200g soluție de hidroxid de sodiu cu partea de masă a NaOH egală cu 8% s-a adăugat 200g soluție de acid sulfuric cu partea de masă a H2SO4 egală cu 9,8 %. Care este partea de masă a sării obținute în urma reacției? ​

Answer 1

Răspuns:

7,1%

Explicație:

Soluția de NaOH: concentrația = 8%; masa soluției = 200g

Soluția de H₂SO₄: concentrația = 9,8%; masa soluției = 200g

concentrația = masa dizolvată × 100 / masa soluției

c = md × 100 / ms

masa soluției = masa dizolvată + masa apei

ms = md + m(apă)

md(NaOH) = c(NaOH) × ms(NaOH) / 100 = 8 × 200g / 100 = 16g

md(H₂SO₄) = c(H₂SO₄) × ms(H₂SO₄) / 100 = 9,8 × 200g / 100 = 19,6g

m(apă sol. NaOH) = ms(NaOH) - md(NaOH) = 200g - 16g = 184g

m(apă sol. H₂SO₄) = ms(H₂SO₄) - md(H₂SO₄) = 200g - 19,6g = 180,4g

Ecuația reacției dintre hidroxidul de sodiu și acidul sulfuric este 2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O

Din ecuația reacției, raportul molar n(NaOH) : n(H₂SO₄) = 2 : 1

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

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

n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) = 16g / 40 g/mol = 0,4 mol

n(H₂SO₄) = m(H₂SO₄) / M(H₂SO₄) = 19,6g / 98 g/mol = 0,2 mol

n(NaOH) : n(H₂SO₄) = 0,4 : 0,2 = 2 : 1 → Nu sunt reactanți în exces (așadar putem calcula masa sării obținute în funcție de oricare reactant).

Sarea obținută în urma reacției este sulfatul de sodiu - Na₂SO₄.

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

Conform ecuației reacției,

98g H₂SO₄ formează.....142g Na₂SO₄

19,6g H₂SO₄ formează.....x g Na₂SO₄

x = 19,6g × 142g / 98g = 28,4g Na₂SO₄ (md)

În același mod calculăm și masa apei obținute din reacție.

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

98g H₂SO₄ formează.....36g H₂O

19,6g H₂SO₄ formează.....y g H₂O

y = 19,6g × 36g / 98g = 7,2g H₂O (reacție)

ms(Na₂SO₄) = md(Na₂SO₄) + m(H₂O reacție) + m(H₂O sol. NaOH) + m(H₂O sol. H₂SO₄) = 28,4g + 7,2g + 184g + 180,4g = 400g

c(Na₂SO₄) = md(Na₂SO₄) × 100 / ms(Na₂SO₄) = 28,4g × 100 / 400g = 7,1%

-Mihai