Как рассчитать массы раствора гидроксида натрия и калия с массовыми долями 4,00% и 20,0%, чтобы при их смешивании получить раствор массой 240 г с массовой долей KOH, равной 12,0%?
Химия 11 класс Растворы и их свойства
Для решения данной задачи нам необходимо определить массы растворов гидроксида натрия (NaOH) и гидроксида калия (KOH), которые будут смешаны, чтобы получить раствор с заданной массой и массовой долей KOH. Давайте разберем это пошагово.
Шаг 1: Определение данныхЧтобы найти массу KOH в конечном растворе, используем формулу для массовой доли:
m(KOH) = (массовая доля KOH) * (массa раствора)
Подставим известные значения:
m(KOH) = 12,0% * 240 г = 0,12 * 240 г = 28,8 г
Шаг 3: Определение массы NaOH в конечном раствореТеперь мы можем найти массу NaOH в растворе. Для этого используем общую массу раствора:
m(NaOH) = m_total - m(KOH)
m(NaOH) = 240 г - 28,8 г = 211,2 г
Шаг 4: Определение массы раствора NaOH и KOHМы знаем, что:
Теперь можем выразить массы растворов NaOH и KOH:
m(NaOH_раствор) = m(NaOH) / (массовая доля NaOH) = 211,2 г / 0,04 = 5280 г
m(KOH_раствор) = m(KOH) / (массовая доля KOH) = 28,8 г / 0,20 = 144 г
Шаг 5: ПроверкаТеперь проверим, удовлетворяют ли полученные массы растворов условию задачи:
Общая масса полученного раствора:
m_total = m(NaOH_раствор) + m(KOH_раствор) = 5280 г + 144 г = 5424 г
Это значение значительно превышает 240 г, что указывает на необходимость пересмотра расчетов.
Шаг 6: Определение пропорцийВместо этого, давайте определим, сколько растворов нам нужно смешать, чтобы получить 240 г раствора с нужной массовой долей. Обозначим:
Тогда у нас есть система уравнений:
Решим первое уравнение для y:
y = 240 - x
Подставим это во второе уравнение:
0,04x + 0,20(240 - x) = 28,8
0,04x + 48 - 0,20x = 28,8
-0,16x = 28,8 - 48
-0,16x = -19,2
x = 120 г
Теперь найдем y:
y = 240 - 120 = 120 г
Итак, окончательный ответ:Для получения 240 г раствора с массовой долей KOH 12,0% необходимо взять: