9. Рассчитайте массу гидроксида натрия, необходимую для полной нейтрализации 245 г раствора с массовой долей серной кислоты 20%.

Решение:

Для начала найдем массу чистой серной кислоты (H₂SO₄) в растворе:

Масса H₂SO₄ = Масса раствора × Массовая доля H₂SO₄

\[ m_{\text{H_2SO_4}} = 245 \text{ г} \times 0.20 = 49 \text{ г} \]

Теперь запишем уравнение реакции нейтрализации серной кислоты гидроксидом натрия:

\[ \text{H}_2\text{SO}_4 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} \]

Из уравнения видно, что 1 моль H₂SO₄ реагирует с 2 моль NaOH.

Найдем молярные массы:

• M(H₂SO₄) = 2 × 1 + 32 + 4 × 16 = 2 + 32 + 64 = 98 г/моль
• M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль

Рассчитаем количество вещества серной кислоты:

\[ n_{\text{H_2SO_4}} = \frac{m_{\text{H_2SO_4}}}{M_{\text{H_2SO_4}}} = \frac{49 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль} \]

Согласно уравнению реакции, количество вещества гидроксида натрия в два раза больше:

\[ n_{\text{NaOH}} = 2 \times n_{\text{H_2SO_4}} = 2 \times 0.5 \text{ моль} = 1 \text{ моль} \]

Теперь рассчитаем массу гидроксида натрия:

\[ m_{\text{NaOH}} = n_{\text{NaOH}} \times M_{\text{NaOH}} = 1 \text{ моль} \times 40 \text{ г/моль} = 40 \text{ г} \]

Ответ:

Для полной нейтрализации потребуется 40 г гидроксида натрия.