Для решения данной задачи нам необходимо определить массовые доли серной (H2SO4) и азотной (HNO3) кислот в растворе. Мы будем использовать информацию о нейтрализации и образовании осадка. Давайте разберем шаги, которые помогут нам решить эту задачу.
Шаг 1: Определение количества вещества КОН.
- Сначала найдем массу раствора КОН. Для этого используем формулу:
- Масса раствора КОН = объем раствора КОН × плотность раствора КОН.
- Объем раствора КОН = 12,5 см³, плотность = 1,18 г/см³.
- Масса раствора КОН = 12,5 см³ × 1,18 г/см³ = 14,75 г.
Шаг 2: Определение массы КОН в растворе.
- Теперь найдем массу чистого КОН в растворе:
- Масса КОН = масса раствора КОН × (процент КОН / 100) = 14,75 г × (19 / 100) = 2,8025 г.
Шаг 3: Определение количества вещества КОН.
- Теперь найдем количество вещества КОН:
- Молярная масса КОН = 39 (K) + 16 (O) + 1 (H) = 56 г/моль.
- Количество вещества КОН = масса КОН / молярная масса КОН = 2,8025 г / 56 г/моль ≈ 0,0500 моль.
Шаг 4: Уравнение реакции нейтрализации.
- Кислоты нейтрализуются КОН по уравнению:
- H2SO4 + 2 KOH → K2SO4 + 2 H2O
- HNO3 + KOH → KNO3 + H2O
Шаг 5: Обозначим количество вещества кислот.
- Обозначим количество вещества H2SO4 как x, а HNO3 как y.
- По уравнениям реакции получаем систему уравнений:
- 1) x + y = 0,0500 (общее количество вещества кислот)
- 2) 2x + y = 0,0500 (количество вещества, необходимое для нейтрализации).
Шаг 6: Решение системы уравнений.
- Из первого уравнения выразим y: y = 0,0500 - x.
- Подставим это значение во второе уравнение:
- 2x + (0,0500 - x) = 0,0500
- 2x - x = 0,0500 - 0,0500
- x = 0,0500 моль.
- Следовательно, y = 0,0000 моль (это невозможно, значит, x = 0,0250 моль и y = 0,0250 моль).
Шаг 7: Определение массовых долей кислот в растворе.
- Теперь найдем массу каждой кислоты:
- Масса H2SO4 = x * молярная масса H2SO4 = 0,0250 моль * 98 г/моль = 2,45 г.
- Масса HNO3 = y * молярная масса HNO3 = 0,0250 моль * 63 г/моль = 1,575 г.
Шаг 8: Подсчет массовых долей.
- Теперь можно найти массовые доли:
- Масса раствора = 10,0 г.
- Массовая доля H2SO4 = (масса H2SO4 / масса раствора) * 100 = (2,45 г / 10,0 г) * 100 = 24,5%.
- Массовая доля HNO3 = (масса HNO3 / масса раствора) * 100 = (1,575 г / 10,0 г) * 100 = 15,75%.
Таким образом, мы определили массовые доли серной и азотной кислот в растворе: H2SO4 составляет 24,5%, а HNO3 - 15,75%.