Нейтрализуйте раствор гидроксида натрия раствором азотной кислоты (в присутствии индикатора). Составьте уравнение химической реакции в молекулярном и ионном виде. Рассчитайте, хватит ли раствора азотной кислоты массой 60 г с массовой долей HNO3, равной 10%, на нейтрализацию гидроксида натрия в растворе массой 70 г с массовой долей NaOH, равной 5%. Вычислите массу и массовую долю соли, образовавшейся в результате реакции.

Для нейтрализации раствора гидроксида натрия раствором азотной кислоты в присутствии индикатора необходимо воспользоваться реакцией нейтрализации между щелочью и кислотой.

1. Составление уравнения химической реакции

Нейтрализация гидроксида натрия (NaOH) азотной кислотой (HNO₃) приводит к образованию нитрата натрия (NaNO₃) и воды (H₂O). Уравнение реакции:

Молекулярное уравнение:
$\text{NaOH} (aq) + \text{HNO}_3 (aq) \rightarrow \text{NaNO}_3 (aq) + \text{H}_2\text{O} (l)$

Ионное уравнение:
$\text{OH}^- (aq) + \text{H}^+ (aq) \rightarrow \text{H}_2\text{O} (l)$

2. Рассчитаем, хватит ли раствора азотной кислоты на нейтрализацию гидроксида натрия

2.1. Определим количество вещества NaOH

Масса раствора гидроксида натрия: 70 г. Массовая доля NaOH в растворе: 5%.

Масса NaOH в растворе:
$m(\text{NaOH}) = 70 \times 0.05 = 3.5 \, \text{г}$

Молекулярная масса NaOH: 23 (Na) + 16 (O) + 1 (H) = 40 г/моль.

Количество вещества NaOH:
$n(\text{NaOH}) = \frac{3.5}{40} = 0.0875 \, \text{моль}$

2.2. Определим количество вещества HNO₃ в растворе

Масса раствора азотной кислоты: 60 г. Массовая доля HNO₃ в растворе: 10%.

Масса HNO₃ в растворе:
$m(\text{HNO}_3) = 60 \times 0.10 = 6 \, \text{г}$

Молекулярная масса HNO₃: 1 (H) + 14 (N) + 3×16 (O) = 63 г/моль.

Количество вещества HNO₃:
$n(\text{HNO}_3) = \frac{6}{63} \approx 0.0952 \, \text{моль}$

2.3. Сравнение количества вещества NaOH и HNO₃

Для нейтрализации 0.0875 моль NaOH требуется такое же количество моль HNO₃, так как отношение вещества NaOH и HNO₃ в реакции 1:1.

У нас есть 0.0952 моль HNO₃, что достаточно для нейтрализации 0.0875 моль NaOH. Следовательно, раствора азотной кислоты хватит.

3. Масса и массовая доля соли (нитрата натрия)

После реакции образуется соль — нитрат натрия (NaNO₃). Количество вещества соли будет равно количеству вещества NaOH, так как на каждый моль NaOH образуется один моль NaNO₃.

Количество вещества NaNO₃:
$n(\text{NaNO}_3) = 0.0875 \, \text{моль}$

Молекулярная масса NaNO₃:
$M(\text{NaNO}_3) = 23 (\text{Na}) + 14 (\text{N}) + 3 \times 16 (\text{O}) = 85 \, \text{г/моль}$

Масса NaNO₃:
$m(\text{NaNO}_3) = 0.0875 \times 85 = 7.4375 \, \text{г}$

Массовая доля соли в растворе:
Масса раствора = масса NaOH + масса HNO₃ = 70 г + 60 г = 130 г.

Массовая доля NaNO₃:
$\text{Массовая доля NaNO}_3 = \frac{7.4375}{130} \times 100 \approx 5.72\%$

Ответ:

• Уравнение реакции: $\text{NaOH} (aq) + \text{HNO}_3 (aq) \rightarrow \text{NaNO}_3 (aq) + \text{H}_2\text{O} (l)$

• Раствора азотной кислоты массой 60 г хватит для нейтрализации гидроксида натрия.

• Масса соли (NaNO₃), образовавшейся в результате реакции, составит 7.44 г.

• Массовая доля соли в растворе — 5.72%.