Номер 6, страница 97 - гдз по химии 10 класс учебник Еремин, Кузьменко

6. Раствор уксусной кислоты массой 50 г нейтрализовали 10%-м водным раствором гидроксида натрия. Потребовалось 40 г раствора щёлочи. Найдите массовую долю уксусной кислоты в растворе.

Дано:
Масса раствора уксусной кислоты: $m_{р-ра}(CH_3COOH) = 50 \text{ г}$
Масса раствора гидроксида натрия: $m_{р-ра}(NaOH) = 40 \text{ г}$
Массовая доля гидроксида натрия: $\omega(NaOH) = 10\% \text{ или } 0.1$

Перевод данных в систему СИ:
Масса раствора уксусной кислоты: $50 \text{ г} = 0.05 \text{ кг}$
Масса раствора гидроксида натрия: $40 \text{ г} = 0.04 \text{ кг}$

Найти:
Массовую долю уксусной кислоты в растворе: $\omega(CH_3COOH)$ - ?

Решение:
1. Составим уравнение реакции нейтрализации уксусной кислоты ($CH_3COOH$) гидроксидом натрия ($NaOH$):
$CH_3COOH + NaOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O$
2. Вычислим массу чистого гидроксида натрия, содержащегося в 40 г его 10%-го раствора:
$m(NaOH) = m_{р-ра}(NaOH) \times \omega(NaOH)$
$m(NaOH) = 40 \text{ г} \times 0.1 = 4 \text{ г}$
3. Рассчитаем количество вещества (число моль) гидроксида натрия. Для этого сначала найдем его молярную массу:
$M(NaOH) = M(Na) + M(O) + M(H) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$
Теперь найдем количество вещества:
$n(NaOH) = \frac{m(NaOH)}{M(NaOH)} = \frac{4 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0.1 \text{ моль}$
4. По уравнению реакции видно, что уксусная кислота и гидроксид натрия реагируют в стехиометрическом соотношении 1:1. Это означает, что количество вещества кислоты равно количеству вещества щелочи:
$n(CH_3COOH) = n(NaOH) = 0.1 \text{ моль}$
5. Теперь можем найти массу уксусной кислоты, которая прореагировала. Сначала вычислим молярную массу уксусной кислоты:
$M(CH_3COOH) = 2 \times M(C) + 4 \times M(H) + 2 \times M(O) = 2 \times 12 + 4 \times 1 + 2 \times 16 = 60 \text{ г/моль}$
Найдем массу кислоты:
$m(CH_3COOH) = n(CH_3COOH) \times M(CH_3COOH) = 0.1 \text{ моль} \times 60 \text{ г/моль} = 6 \text{ г}$
6. Наконец, определим массовую долю уксусной кислоты в исходном 50-граммовом растворе:
$\omega(CH_3COOH) = \frac{m(CH_3COOH)}{m_{р-ра}(CH_3COOH)} \times 100\%$
$\omega(CH_3COOH) = \frac{6 \text{ г}}{50 \text{ г}} \times 100\% = 0.12 \times 100\% = 12\%$

Ответ: массовая доля уксусной кислоты в растворе составляет 12%.