Номер 2, страница 201 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

2. В воде растворена пропановая кислота массой 5,92 г. Рассчитайте объём 10%-го раствора гидроксида калия плотностью $1,09 \text{ г/см}^3$, который потребуется для нейтрализации кислоты.

Дано:

Масса пропановой кислоты $m(C_2H_5COOH) = 5,92 \text{ г}$
Массовая доля гидроксида калия $ω(KOH) = 10\% = 0,1$
Плотность раствора гидроксида калия $ρ(р-ра \ KOH) = 1,09 \text{ г/см}^3$

Перевод в систему СИ:
$m(C_2H_5COOH) = 5,92 \times 10^{-3} \text{ кг}$
$ρ(р-ра \ KOH) = 1,09 \frac{\text{г}}{\text{см}^3} = 1,09 \times \frac{10^{-3} \text{ кг}}{(10^{-2} \text{ м})^3} = 1090 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$

Найти:

Объём раствора гидроксида калия $V(р-ра \ KOH) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции нейтрализации пропановой кислоты (этановой кислоты) гидроксидом калия:
$C_2H_5COOH + KOH \rightarrow C_2H_5COOK + H_2O$
Из уравнения реакции видно, что пропановая кислота и гидроксид калия реагируют в мольном соотношении 1:1.

2. Рассчитаем молярную массу пропановой кислоты $(C_2H_5COOH)$. Используем относительные атомные массы: $Ar(C)=12, Ar(H)=1, Ar(O)=16$.
$M(C_2H_5COOH) = 3 \times Ar(C) + 6 \times Ar(H) + 2 \times Ar(O) = 3 \times 12 + 6 \times 1 + 2 \times 16 = 74 \text{ г/моль}$

3. Найдем количество вещества (число моль) пропановой кислоты, вступившей в реакцию:
$n(C_2H_5COOH) = \frac{m(C_2H_5COOH)}{M(C_2H_5COOH)} = \frac{5,92 \text{ г}}{74 \text{ г/моль}} = 0,08 \text{ моль}$

4. Согласно стехиометрии реакции, количество вещества гидроксида калия, необходимое для полной нейтрализации, равно количеству вещества кислоты:
$n(KOH) = n(C_2H_5COOH) = 0,08 \text{ моль}$

5. Рассчитаем массу чистого гидроксида калия, которая потребуется для реакции. Сначала найдем его молярную массу, используя $Ar(K)=39$:
$M(KOH) = Ar(K) + Ar(O) + Ar(H) = 39 + 16 + 1 = 56 \text{ г/моль}$
Теперь найдем массу чистого $KOH$:
$m(KOH) = n(KOH) \times M(KOH) = 0,08 \text{ моль} \times 56 \text{ г/моль} = 4,48 \text{ г}$

6. Зная массу чистого вещества и его массовую долю в растворе, рассчитаем массу 10%-го раствора гидроксида калия:
$m(р-ра \ KOH) = \frac{m(KOH)}{ω(KOH)} = \frac{4,48 \text{ г}}{0,1} = 44,8 \text{ г}$

7. Наконец, зная массу и плотность раствора, найдем его объём:
$V(р-ра \ KOH) = \frac{m(р-ра \ KOH)}{ρ(р-ра \ KOH)} = \frac{44,8 \text{ г}}{1,09 \text{ г/см}^3} \approx 41,1 \text{ см}^3$
Поскольку $1 \text{ см}^3 = 1 \text{ мл}$, искомый объем раствора равен 41,1 мл.

Ответ:объём 10%-го раствора гидроксида калия, который потребуется для нейтрализации кислоты, составляет 41,1 мл.