Răspuns: Propunerea de rezolvare
Se parcurg etapele:
1) scriem datele problemei:
-dacă se adaugă soluție de NaOH peste o soluția de H₂SO₄ se produce o reacție de neutralizare. Ecuația chimică este:
2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O
-NaOH este adus de 600 mL soluție, de concentrație molară 0,2 M
- *notăm cu Vs1=: volum soluție NaOH = 600 ml=0,6 L
- notăm cu C M1 =concentrația molară a soluției de NaOH=0,2 M
- notăm cu nd1 -număr moli de NaOH dizolvat=?
-H₂SO₄ este adus de 400 mL soluției de concentrație molară 0,1 M
- *notăm: Vs2 = 400 mL =0,4 L, volum soluție de H₂SO₄
- notăm cu C M2=0,1 M, concentrația molară a soluției în acid
- notăm cu nd2=număr moli de H₂SO₄ dizolvat=?
-se cere să verificăm care din cele patru variante de răspuns nu este corectă.
Rezolvarea problemei se bazează pe verificarea, dacă cantitățile de NaOH și H₂SO₄ reacționează stoechiometric, sau una este în exces!
Etape de calcul
1) Calculăm nd1 NaOH și nd2 H₂SO₄, cu ajutorul definiției C M, dacă știm volumele de soluții corespunzătoare:
C M = nd / Vs (mol/L)
nd = C M .Vs
Rezultă, prin introducerea valorilor numerice:
nd1 NaOH = 0,2 (mol/L) .0,6 L =0,12 moli NaOH
nd2 H₂SO₄ = 0,1 (mol/L) .0,4 L= 0,04 moli H₂SO₄
Observăm că 0,04 este mai mic, față de 0,12; deci H₂SO₄ se va consuma total.
2) Verificăm prin calcul stoechiometric, această observație, plecând de la 0,04 moli de acid, care vor neutraliza stoechiometric X moli NaOH
n moli .0,04 moli H₂SO₄.....X moli NaOH
ec. chimică: H₂SO₄ + 2 NaOH = Na₂SO₄ + 2H₂O
stoechiometric: 1mol..............2moli............1mol...............1mol
Rezultă, din proporție că:
X moli NaOH = 0,04 moli acid.2 moli NaOH / 1mol acid = 0,08 moli
Raportul de combinare dintre NaOH și H₂SO₄ este:
2moli NaOH la 1 mol de H₂SO₄
Concluzii:
-0,04 moli de H₂SO₄ consumă numai 0,08 moli de NaOH, nu 0,12 moli aduși de soluția de NaOH, 0,2 M
-numărul de moli de NaOH nereacționat = 0,12-0,08 =0,04 moli
3) Stabilim gradul de adevăr al variantelor propuse:
a) soluția are caracter bazic. Este adevărat, fiindcă rămân în soluția finală 0,04 moli de NaOH, o bază tare, care disociază total în ionii săi, sub acțiunea apei din soluție. Concentrația ionilor de HO⁻ din disocierea NaOH este mai mare decât contribuția ionilor de HO⁻ din autoionizarea apei, și vor impune un pH bazic. Se neglijează hidroliza sării Na₂SO₄.
b) este adevărat! C M de ioni HO(-) din soluția finală este:
C M HO⁻ soluția finală = nd HO⁻ total / Vs final
unde:
nd HO⁻ total = nd NaOH nereacționat(excesul) = 0,04 moli
Vs final = volum final de soluție=Vs1 + Vs2 + V H₂O (reacție, este neglijabil)
Vsf= 0,6 L + 0,4 L = 1l
C M HO⁻ = 0,04 moli/1 L = 0,04 M
c) este adevărat. Na₂SO₄ este o sare obținută din NaOH bază tare și H₂SO₄ acid tare (mai ales în prima treaptă de ionizare).
d) Fals, nu este corect!
Calculul stoechiometric și raportul molar stoechiometric de combinare NaOH cu H₂SO₄ (vezi mai sus) arată:
1mol H₂SO₄.....produce 1 mol Na₂SO₄
deci 0,04 moli H₂SO₄ vor produce 0,04 moli de Na₂SO₄
Concentrația molară de Na₂SO₄ în soluția finală este:
C M Na₂SO₄ = 0,04 moli/1 L = 0,04 M
Explicație:
