Для решения данной задачи необходимо выполнить несколько шагов, связанных с расчетами, основанными на химических реакциях и массовых долях. Рассмотрим их подробнее:
- Определение массы гидроксида натрия в растворе:
- 10%-ный раствор гидроксида натрия (NaOH) означает, что в 100 г раствора содержится 10 г NaOH.
- Таким образом, в 100 г 10%-ного раствора содержится 10 г NaOH.
- Реакция бурого газа с гидроксидом натрия:
- Бурый газ (это оксид азота, NO2) реагирует с NaOH, образуя нитрат натрия (NaNO3) и воду (H2O).
- Уравнение реакции: 2 NaOH + 2 NO2 → 2 NaNO3 + H2O.
- Определение количества бурого газа:
- Используя закон идеальных газов, можно найти количество вещества бурого газа в молях:
- При стандартных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л. Следовательно, 2,24 л бурого газа соответствует:
- Количество вещества = 2,24 л / 22,4 л/моль = 0,1 моль NO2.
- Определение количества NaOH, необходимого для реакции:
- Согласно уравнению реакции, 2 моль NaOH реагируют с 2 моль NO2, следовательно, 0,1 моль NO2 требует 0,1 моль NaOH.
- Масса NaOH = количество вещества * молярная масса NaOH = 0,1 моль * 40 г/моль = 4 г.
- Определение массы оставшегося NaOH после реакции:
- Исходно в растворе было 10 г NaOH, после реакции осталось: 10 г - 4 г = 6 г NaOH.
- Определение общей массы раствора:
- Общая масса раствора после реакции = масса оставшегося NaOH + масса раствора = 6 г + 100 г = 106 г.
- Расчет массовой доли NaOH в растворе:
- Массовая доля NaOH = (масса NaOH / общая масса раствора) * 100% = (6 г / 106 г) * 100% ≈ 5,66%.
Таким образом, массовая доля щелочи (NaOH) в растворе, полученном при пропускании 2,24 л бурого газа в 100 г 10%-ного раствора гидроксида натрия, составляет примерно 5,66%.