Сколько щёлочи нужно раствору кислоты?
Переключай состояния и сравнивай схему с объяснением. Модель показывает, что меняется и почему.
Приняты M(CH₃COOH) = 60 и M(NaOH) = 40 г/моль; полная нейтрализация.
Учебная модель: размеры, цвета и проекции условны. Линии обозначают связи, а подписи CH₃ и CH₂ — группы атомов. Реакционные схемы показывают итог превращения, а не траектории отдельных атомов.
Сначала чистое вещество
Уравнение реакции связывает количества веществ, а в условии может быть дана масса раствора. Сначала найди массу растворённого реагента: m = w·m(раствора), где 10% записывают как 0,10.
В 100 г 12%-го раствора уксусной кислоты содержится 12 г CH₃COOH. При M = 60 г/моль это 0,20 моль; остальные 88 г — вода, которую нельзя считать кислотой.
100 г раствора
Общая масса
w = 0,12
Доля кислоты
12/60 = 0,20 моль
Количество CH₃COOH
Масса раствора не равна массе реагента. Перед расчётом по уравнению выделяют долю растворённого вещества.
Коэффициенты → масса раствора
CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O: отношение кислоты и щёлочи 1 : 1. На 0,20 моль кислоты нужно 0,20 моль NaOH, то есть 8 г.
Если используют 5%-й раствор NaOH, его масса равна 8/0,05 = 160 г. Доля стоит в знаменателе, потому что искомая масса всего раствора больше массы содержащейся в нём щёлочи.
| Признак / пример | Объяснение |
|---|---|
| Кислота | 0,20 моль |
| NaOH | 0,20 × 40 = 8 г |
| 5%-й раствор | 8/0,05 = 160 г |
Коэффициенты задают молярное соотношение. Обратный переход к раствору выполняют делением на массовую долю.
Молекула уксусной кислоты
Два атома O входят в одну карбоксильную группу COOH; её реакции объясняются в конспекте.
Jynto и Ben Mills · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Лабораторная стеклянная посуда
Лабораторная посуда помогает наблюдать вещества и их превращения в контролируемых условиях.
Diane A. Reid / National Cancer Institute · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Объём и концентрация
Если дан объём раствора и плотность, массу находят как m = ρV в согласованных единицах. Если дана молярная концентрация c в моль/л, используют n = cV, переводя миллилитры в литры.
Для 25 мл 0,40 моль/л NaOH количество равно 0,40 × 0,025 = 0,010 моль. Плотность в этом расчёте не нужна, потому что концентрация уже связывает моли и объём раствора.
25 мл
0,025 л
n = cV
0,010 моль
Эквивалентная CH₃COOH
0,010 × 60 = 0,60 г
Массовая доля и молярная концентрация требуют разных формул. Единицы подсказывают правильный переход.
Избыток и контроль
Если заданы оба реагента, вычисли n каждого и сравни n/ν, где ν — коэффициент. Меньшее отношение задаёт количество возможных «порций реакции»; второй реагент останется в избытке.
Для газа при н. у. в школьных задачах V = 22,4n л. При нахождении массы конечного раствора вычитай ушедший газ и отдельно учитывай осадок, если спрашивают именно жидкий раствор. Если к 0,20 моль кислоты добавили только 0,15 моль NaOH, щёлочь в недостатке. Прореагирует 0,15 моль кислоты, останется 0,05 моль, а соли образуется 0,15 моль. Наличие воды не изменяет молярное соотношение нейтрализации.
Сравнение
n/ν для каждого реагента
Газ при н. у.
22,4 л на моль
Контроль
Единицы, баланс массы, разумный размер результата
Недостаточный реагент ограничивает выход продукта. Массу конечного раствора проверяют балансом входящих и выходящих веществ.
Шесть выводов
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Химия, 10 класс», § 36. Материал переработан и дополнен разъяснениями; источник: 10 класс. Химия — § 36. Вычисления по уравнениям реакций.pdf. Учтены границы структурных моделей, влияние среды реакции и различия между составом и строением.
Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.
OpenStax: Organic Chemistry · OpenStax: реакции моносахаридов