Задание 28. К раствору гидроксида натрия массой 1200 г прибавили 490 г 40%-го раствора серной кислоты. Для нейтрализации получившегося раствора потребовалось 143 г кристаллической соды. Рассчитайте массу и массовую долю гидроксида натрия в исходном растворе.

Краткая запись:

• Масса раствора NaOH (исх.): 1200 г
• Масса раствора H₂SO₄: 490 г
• Массовая доля H₂SO₄: 40%
• Масса кристаллической соды (Na₂CO₃·10H₂O): 143 г
• Найти: Массу (m) и массовую долю (w) NaOH в исходном растворе.

Пошаговое решение:

1. Расчет массы серной кислоты (H₂SO₄) в растворе:
   m(H₂SO₄) = Масса раствора * Массовая доля = 490 г * 0,40 = 196 г.
2. Расчет массы воды в растворе H₂SO₄:
   m(H₂O) = 490 г - 196 г = 294 г.
3. Реакция нейтрализации NaOH серной кислотой:
   2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O
   Из уравнения видно, что 2 моль NaOH реагирует с 1 моль H₂SO₄.
   Молярные массы: M(NaOH) = 40 г/моль, M(H₂SO₄) = 98 г/моль.
4. Количество вещества серной кислоты:
   n(H₂SO₄) = 196 г / 98 г/моль = 2 моль.
5. Количество вещества NaOH, прореагировавшего с H₂SO₄:
   n(NaOH) прореаг. = 2 * n(H₂SO₄) = 2 * 2 моль = 4 моль.
   Масса NaOH, прореагировавшего с H₂SO₄: m(NaOH) прореаг. = 4 моль * 40 г/моль = 160 г.
6. Расчет массы кристаллической соды (Na₂CO₃·10H₂O):
   Молярная масса Na₂CO₃·10H₂O = 2*23 + 12 + 3*16 + 10*(2*1 + 16) = 46 + 12 + 48 + 10*18 = 106 + 180 = 286 г/моль.
   Количество вещества кристаллической соды: n(Na₂CO₃·10H₂O) = 143 г / 286 г/моль = 0,5 моль.
7. Реакция нейтрализации NaOH кристаллической содой:
   Считаем, что кристаллическая сода, реагируя с раствором, нейтрализует оставшийся NaOH.

Из уравнения следует, что 2 моль NaOH реагирует с 1 моль Na₂CO₃. В данном случае, кристаллическая сода выступает как основание, а NaOH также является основанием. Подразумевается, что сода нейтрализует остатки кислоты или же реагирует с остатками щелочи. Однако, логичнее предположить, что сода была использована для нейтрализации оставшейся серной кислоты, если бы она была в избытке, или же для нейтрализации избытка щелочи. Условие задачи