Условие задачи

Чему равна нормальность 30%-ного раствора NaOH плотностью 1,328 г/см3? К 1 л этого раствора прибавили 5 л воды. Вычислите процентную концентрацию полученного раствора.

Решение

Нам дана следующая задача по химии, связанная с вычислением нормальности раствора и изменением массовой концентрации при его разведении.

Задача:
• Определить нормальность 30%-ного раствора NaOH, если его плотность равна 1,328 г/см³.
• К 1 литру этого раствора добавляют 5 л воды. Найти процентную концентрацию NaOH в полученном растворе.

Решение:

1. Определим нормальность исходного раствора.

а) 30%-ный раствор означает, что в 100 г раствора содержится 30 г NaOH.

б) Плотность раствора равна 1,328 г/см³, что означает, что 1 л (1000 см³) раствора имеет массу

m₍раствора₎ = 1,328 г/см³ × 1000 см³ = 1328 г.

в) Масса NaOH в 1 л раствора:

m₍NaOH₎ = 30% от 1328 г = 0,30 × 1328 г = 398,4 г.

г) Молярная масса NaOH ≈ 40 г/моль (Na = 23, O = 16, H = 1).

д) Число моль NaOH в 1 л раствора:

n = 398,4 г ÷ 40 г/моль = 9,96 моль.

е) Так как NaOH является монопротонным (однокоэффициентным) щелочным основанием, его нормальность (N) равна молярности. То есть:

N = 9,96 N (округляя, можно принять примерно 10 N).

2. Определим процентную концентрацию после разведения.

а) Исходно имеем 1 л раствора, масса которого равна 1328 г, в нём содержится 398,4 г NaOH.

б) При добавлении 5 л воды (принимаем плотность воды = 1 г/см³) масса воды равна:

m₍воды₎ = 5 л × 1000 г/л = 5000 г.

в) Общая масса нового раствора:

m₍нового раствора₎ = масса исходного раствора + масса воды = 1328 г + 5000 г = 6328 г.

г) Масса NaOH остаётся прежней – 398,4 г.

д) Процентная концентрация (массовая доля) нового раствора вычисляется по формуле:

% NaOH = (масса NaOH ÷ общая масса раствора) × 100%

= (398,4 г ÷ 6328 г) × 100% ≈ 6,30%.

Ответ:
• Нормальность исходного 30%-ного раствора NaOH ≈ 10 N.
• После добавления 5 л воды к 1 л раствора массовая концентрация NaOH ≈ 6,30%.