Задача по химии, поиск объема

Химические задачи часто связаны с определением объема реакционной смеси или ее компонентов. Знание объема может быть важным фактором для определения количества реагентов, необходимых для реакции, для расчета концентрации раствора или для определения теоретического выхода продуктов реакции.

Рассмотрим пример задачи, связанной с поиском объема.

Пример задачи

Необходимо провести реакцию между 10 мл 0,1 М раствора NaOH и 20 мл 0,2 М раствора HCl. Какой объем воды необходимо добавить для получения нейтрального раствора?

Решение

Перед началом решения задачи необходимо записать химическое уравнение реакции:

NaOH + HCl → NaCl + H2O

Оно показывает, что при реакции NaOH и HCl образуется NaCl и вода.

Далее необходимо определить, какой из реагентов в избытке. Для этого можно использовать мольные доли:

n(NaOH) = V(NaOH) x C(NaOH) = 10 мл x 0,1 М = 0,001 моль n(HCl) = V(HCl) x C(HCl) = 20 мл x 0,2 М = 0,004 моль

Как видно из расчетов, в избытке находится раствор HCl.

Чтобы получить нейтральный раствор, необходимо, чтобы в растворе не осталось ни одного избыточного реагента. То есть, чтобы количество NaOH стало равным количеству HCl.

n(HCl) = n(NaOH) = 0,001 моль

Найдем, какой объем воды необходимо добавить к исходной реакционной смеси для получения нейтрального раствора:

n(H2O) = n(HCl) = 0,001 моль

V(H2O) = n(H2O) / C(H2O) = 0,001 моль / 55,5 М = 0,000018 м3 = 18 мл

Ответ: необходимо добавить 18 мл воды.

Заключение

Решение задач, связанных с поиском объема, требует знания химических уравнений, мольных долей и концентраций растворов. Важно правильно определить, какой из реагентов в избытке и какое количество необходимо для достижения цели. Умение решать задачи по химии является необходимой компетенцией для студентов химических специальностей.