Какой объем воды нужно добавить к раствору, полученному при смешивании 178,5 см³ раствора уксусной кислоты с массовой долей 0,07 и 110 см³ раствора гидроксида натрия с массовой долей 0,1, чтобы массовая доля ацетата натрия в полученном растворе составила 0,04?

Химия 11 класс Растворы и их свойства объем воды раствор уксусной кислоты массовая доля ацетат натрия гидроксид натрия химия 11 класс расчет раствора смешивание растворов Новый

Для решения данной задачи нам нужно выполнить несколько шагов, чтобы определить, какой объем воды необходимо добавить к полученному раствору. Давайте разберем процесс поэтапно.

Шаг 1: Найти массу уксусной кислоты и гидроксида натрия в растворах.

• Для уксусной кислоты:
• Объем раствора уксусной кислоты: 178,5 см³.
• Массовая доля уксусной кислоты: 0,07.
• Масса уксусной кислоты = Объем * Массовая доля = 178,5 см³ * 0,07 = 12,495 г.
• Для гидроксида натрия:
• Объем раствора гидроксида натрия: 110 см³.
• Массовая доля гидроксида натрия: 0,1.
• Масса гидроксида натрия = Объем * Массовая доля = 110 см³ * 0,1 = 11 г.

Шаг 2: Определить количество образовавшегося ацетата натрия.

При реакции уксусной кислоты с гидроксидом натрия образуется ацетат натрия и вода. Реакция проходит по следующему уравнению:

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O

Из уравнения видно, что уксусная кислота и гидроксид натрия реагируют в соотношении 1:1. Следовательно, мы можем определить, какой из реагентов является лимитирующим.

• Масса уксусной кислоты: 12,495 г.
• Масса гидроксида натрия: 11 г.

Теперь найдем количество молей каждого вещества. Для этого нам понадобятся молярные массы:

• Молярная масса уксусной кислоты (CH3COOH) ≈ 60 г/моль.
• Молярная масса гидроксида натрия (NaOH) ≈ 40 г/моль.

• Количество молей уксусной кислоты = 12,495 г / 60 г/моль ≈ 0,208 моль.
• Количество молей гидроксида натрия = 11 г / 40 г/моль ≈ 0,275 моль.

В данном случае уксусная кислота является лимитирующим реагентом, так как её количество меньше. Это значит, что вся уксусная кислота прореагирует и образуется 0,208 моль ацетата натрия.

Шаг 3: Найти массу ацетата натрия.

Теперь найдем массу ацетата натрия (CH3COONa), который образуется:

• Молярная масса ацетата натрия ≈ 82 г/моль.
• Масса ацетата натрия = 0,208 моль * 82 г/моль ≈ 17,056 г.

Шаг 4: Найти общую массу раствора после реакции.

После реакции у нас есть масса уксусной кислоты, гидроксида натрия и образовавшегося ацетата натрия. Однако нам нужно учитывать только массу раствора:

• Масса уксусной кислоты: 12,495 г.
• Масса гидроксида натрия: 11 г.
• Общая масса раствора = 12,495 г + 11 г = 23,495 г.

Шаг 5: Найти массовую долю ацетата натрия в растворе.

Теперь, чтобы найти, сколько воды нужно добавить, чтобы массовая доля ацетата натрия в новом растворе составила 0,04, используем формулу:

Массовая доля = Масса вещества / Общая масса раствора.

Обозначим массу добавленной воды как x. Тогда общая масса раствора после добавления воды будет равна (23,495 г + x).

У нас есть уравнение:

0,04 = 17,056 г / (23,495 г + x).

Шаг 6: Решим уравнение относительно x.

Перемножим обе стороны на (23,495 г + x):

0,04 * (23,495 г + x) = 17,056 г.

Теперь раскроем скобки:

0,9398 г + 0,04x = 17,056 г.

Теперь выразим x:

0,04x = 17,056 г - 0,9398 г.

0,04x = 16,1162 г.

x = 16,1162 г / 0,04 = 402,905 г.

Шаг 7: Перевести массу воды в объем.

Поскольку плотность воды примерно 1 г/см³, то 402,905 г воды будет равен примерно 402,905 см³.

Ответ: Для достижения массовой доли ацетата натрия 0,04 в растворе необходимо добавить примерно 402,9 см³ воды.