|
 |
|
Pomiješani su jednaki volumeni otopine natrijeva hidroksida i 3%-tne sumporne kiseline. pH otopine nakon miješanja iznosio je 13.0. Potrebno je odrediti koliko je grama natrijeva hidroksida otopljeno u litri vode prije miješanja tih otopina da bi konačni pH nakon miješanja iznosio 13.0. Hvala na pomoći.
|
|
Ime i prezime:
Ivan Vastić
ivan.vastic.2000va@gmail.com
|
 |
 |
Ovaj zadatak nije baš najsretnije sklopljen. Prvo, gustoća 3 %-tne sumporne kiseline nije jednaka gustoći čiste vode pri istoj temperaturi. Kako temperatura nije navedena, uzet ću 25 °C za usporedbu. Pri toj temperaturi gustoća čiste vode iznosi 0,997 g/cm3, dok gustoća 3 %-tne sumporne kiseline iznosi 1,017 g/mL. Razlika od 2 % nije velika, ali vidi se na rezultatima koji imaju barem tri značajne znamenke. Doduše, značajne znamenke nisu bile osobito značajne autorima ovog zadatka.
Drugi problem je to što natrijev hidroksid otopljen u litri vode nije isto što i natrijev hidroksid otopljen u litri otopine. U prvom slučaju, naime, na kraju nećemo imati litru otopine, nego mrvicu manje. Razlika je sitna, ali opet mjerljiva, tako da se u kemiji pazi da se zapiše točno ono što jest slučaj. I, konačno, nigdje nije eksplicitno rečeno koji su volumeni pomiješani. To zapravo nije bitno za rješavanje, ali može zbuniti rješavače.
Brojke potrebne da se riješe zavrzlame s gustoćama, mogu se naći ovdje, ovdje i ovdje.
Ako slijedimo um autorâ zadatka, onda vjerojatno idemo na aproksimacije i preskačemo sve finese. Prvo ćemo iz masenog udjela i gustoće sumporne kiseline naći kolika je početna masa sumporne kiseline:
m(H2SO4) = w(H2SO4)·m(otopina)
= w(H2SO4)·V(otopina)·ρ(otopina)
Iz mase sumporne kiseline u litri otopine možemo izračunati koliko treba natrijevog hidroksida (u istom volumenu) da se ta kiselina potupno neutralizira:
m1(NaOH) = M(NaOH)·n(NaOH)
= M(NaOH)·2·n(H2SO4)
= M(NaOH)·2·m(H2SO4)/M(H2SO4)
Natrijevog hidroksida, znači, nema samo za neutralizaciju, nego još i na pretek. Taj ćemo višak izračunati iz pH konačne otopine. Pritom samo treba paziti na to da je konačan volumen duplo veći od pojedinačnih volumena:
m2(NaOH) = M(NaOH)·n2(NaOH)
= M(NaOH)·Vk(otopina)·c(otopina)
= M(NaOH)·Vk(otopina)·(10‒pOH mol/L)
= M(NaOH)·Vk(otopina)·(10pH‒14 mol/L)
Ako smo za volumen sumporne kiseline uzeli jednu litru, za volumen konačne otopine imat ćemo dvije. To je isto bitno za imati na umu jer se pH odnosi na volumen konačne smjese.
I kad smo konačno izračunali i koliki je suvišak natrijevog hidroksida, možemo tu masu pribrojiti prvoj te dobiti koliko je natrijevog hidroksida bilo u početnoj litri lužine.
Meni je ispalo da je ta polazna masa iznosila 32,5 g.
Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
aproksimativac@gmail.com
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
