Смешали 200 мл 5%-ого раствора гидроксида натрия плотностью 1.05 г/мл и 100 мл 10% раствора азотной кислоты (плотность 1.07 г/мл) определите среду полученного раствора и массовую долю нитрата натрия в нем.

Дано: Vр-ра (NaOH) = 200 мл

w (NaOH) = 5 %=0,05

p (NaOH) = 1,05 г/мл

Vр-ра (HNO₃) = 100 мл

w (HNO₃) = 10 % = 0,10

p (HNO₃) = 1,07 г/мл

Найти: w (NaNO₃), рН

Решение.

NaOH + HNO₃ = NaNO₃ + H₂O + Q

Из уравнения реакции видно, что вещества реагируют в отношении 1 моль на 1 моль. Найдем химические количества кислоты и щелочи.

1) mр-ра (NaOH) = p*V = 1,05*200 = 210 (г)

M (NaOH) = 40 (г/моль)

n (NaOH) = (m/M) = (w*mр-раNaOH) / M (NaOH) = (0,05*210) / 40 = 0,2625 (моля)

2) mр-ра (HNO₃) = р*V = 1,07*100 = 107 (г)

М (HNO₃) = 63 (г/моль)

m (HNO₃) = w*mр-раHNO₃ = 0,1*107 = 10,7 (г)

n (HNO₃) = m/M = 10,7/63 ≈ 0,1698 (моля)

3) химическое количество щелочи больше, она останется в избытке.

n ост. = 0.2625 - 0,1698 = 0,0927 моля. Vобщ. = (200+100) / 1000 = 0,3 (л)

C (NaOH) = n ост./Vобщ. = 0,0927/0,3 = 0,309 (моля в литре)

Поскольку щелочь сильная, она диссоциирована, и [OH⁻] = C (NaOH), оказавшейся в избытке и не нейтрализованной.

pH = 14 - pOH = 14 + lg0,309 = 14 - 0,513 ≈ 13,5

4) нитрата натрия образуется в количестве 0,1698 моля.

M (NaNO₃) = 85 (г/моль)

m (NaNO₃) = n*M = 0,1698*85 = 14,433 ≈ 14,4 (г)

mр-ра = 210 + 107 = 317 г

w (NaNO₃) = [m (NaNO₃) / mр-ра]*100% = (14,4/317) * 100% ≈ 4,5%

Ответ: 4,5% массовая доля нитрата натрия, среда - щелочная, рН=13,5