Question

Intr-un pahar Berzelius,in care se gasesc 50 grame solutie 13,5% NaCl,se adaugă 50 g solutie NaOH 40% si 50g solutie HCL 36,5%.Ce concentratie va avea soluția finala obținută ?

Answer 1

Răspuns:

24%

Explicație:

Soluția 1 = soluția de NaCl

Soluția 2 = soluția de NaOH

Soluția 3 = soluția de HCl

1. Calculăm masa de NaCl și masa apei din soluția 1.

$\rm c=\dfrac{m_d}{m_s}\times100\implies m_{d}=\dfrac{c\times m_{s}}{100}$

$\rm m_{apa}=m_s-m_d$

$\rm m_{d_1}=\dfrac{50g\times13,5}{100}=\bf6,75g$

$\rm m_{apa_1}=50g-6,75g=\bf43,25g$

2. Calculăm masa de NaOH și masa apei din soluția 2.

$\rm m_{d_2}=\dfrac{50g\times40}{100}=\bf20g$

$\rm m_{apa_2}=50g-20g=\bf30g$

3. Calculăm masa de HCl și masa apei din soluția 3.

$\rm m_{d_3}=\dfrac{50g\times36,5}{100}=\bf18,25g$

$\rm m_{apa_3}=50g-18,25g=\bf31,75g$

4. NaOH reacţionează cu HCl. Deoarece știm masele ambilor reactanți, vom verifica dacă este vreunul în exces.

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

Raportul molar al reactanților este $\rm n_{NaOH}:n_{HCl}=1:1$

Acum trebuie să aflăm raportul molar pentru masele de NaOH și HCl calculate mai sus.

$\rm n=\dfrac{m}{M}$

$\rm M_{NaOH}=A_{Na}+A_O+A_H=23+16+1=40\dfrac{g}{mol}$

$\rm n_{NaOH}=\dfrac{20g\!\!\!/}{40\dfrac{g\!\!\!/}{mol}}=0,5mol$

$\rm M_{HCl}=A_H+A_{Cl}=1+35,5=36,5\dfrac{g}{mol}$

$\rm n_{HCl}=\dfrac{18,25g\!\!\!/}{36,5\dfrac{g\!\!\!/}{mol}}=0,5mol$

$\rm n_{NaOH}:n_{HCl}=0,5:0,5=1:1$

Ambii reactanți se consumă în totalitate în reacţie.

5. Calculăm masa de NaCl și masa apei formate în urma reacţiei dintre NaOH și HCl.

$\rm M_{NaCl}=A_{Na}+A_{Cl}=23+35,5=58,5\dfrac{g}{mol}$

$\rm M_{H_2O}=2\times A_H+A_O=2\times1+16=18\dfrac{g}{mol}$

‍ ‍ ‍40g‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍‍ ‍58,5g‍ ‍‍ ‍ ‍18g

NaOH + HCl → NaCl + H₂O

‍ ‍ ‍20g‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍‍ ‍x‍ ‍ ‍ ‍‍ ‍ ‍ ‍ ‍‍ ‍ ‍ ‍y

‍ x = 20 × 58,5g / 40 = 29,25g NaCl

y = 20 × 18g / 40 = 9g apă

6. Calculăm concentrația soluției finale.

Masa dizolvată finală este egală cu suma dintre masa sării din soluția 1 și masa sării formate din reacţie.

$\rm m_{d_f}=m_{d_1}+m_{NaCl_{reactie}} =6,75g+29,25g=36g$

Masa apei finală este egală cu suma dintre masele apei din soluțiile 1, 2 și 3, dar și a masei de apă formată din reacţie.

$\rm m_{apa_f}=m_{apa_1}+m_{apa_2}+m_{apa_3}+m_{apa_{reactie}} =43,25g+30g+31,75g+9g=114g$

$\rm m_{s_f}=m_{d_f}+m_{apa_f}=36g+114g=150g$

$\rm c_f=\dfrac{m_{d_f}}{m_{s_f}}\times100=\dfrac{36g\!\!\!/}{150g\!\!\!/}\times100=\bf24\%$