Решение задачи по химии: как вычислить нормальный раствор серной кислоты для реакции обмена BaCl2 и H2SO4

Кто получит пользу от этого материала

• учащиеся и студенты, которым нужна понятная и подробная расшифровка задачи по химии.
• преподаватели и репетиторы, ищущие наглядное объяснение и готовую схему расчета.
• те, кто любит mieć точные цифры и аккуратную методику: от объёма растворов до нормальности растворов.

Что внутри этого решения

• Четкая постановка задачи: двойное обменное уравнение между BaCl2·2H2O и H2SO4, поиск нормальности h2SO4, который достаточно для протекания реакции осиждения BaSO4.
• Пошаговый расчет с использованием данных: объем раствора BaCl2·2H2O, его процент содержания и плотность, а также объем добавляемого раствора H2SO4.
• Итог в понятной форме: нормальность раствора H2SO4, необходимая для полного реагирования.
• Примеры вычислений и контрольные моменты, чтобы не упустить ни одной детали.

Пошаговое решение задачи (кратко и понятно)

• Исходные данные:
  • Объем исходного раствора BaCl2·2H2O: 100 мл.
  • Содержание BaCl2·2H2O: 8% по массе.
  • Плотность раствора BaCl2·2H2O: 1,061 г/мл.
  • Добавляемый объем раствора H2SO4: 139 мл.
• Масса исходного раствора:
  • Масса раствора = 100 мл × 1,061 г/мл = 106,1 г.
  • Масса BaCl2·2H2O в растворе = 8% × 106,1 г = 8,488 г.
• Молярная масса BaCl2·2H2O:
  • BaCl2·2H2O ≈ 244,26 г/моль.
• Число молей BaCl2·2H2O и Ba2+:
  • n(BaCl2·2H2O) = 8,488 г ÷ 244,26 г/моль ≈ 0,0347 моль.
  • Это же количество моль Ba2+ в растворе: ≈ 0,0347 моль.
• Химическое уравнение реакции обмена:
  • BaCl2 + H2SO4 → BaSO4(s) + 2 HCl.
  • Для образования BaSO4 требуется 1 моль SO4^2- на 1 моль Ba2+.
  • Следовательно, требуется 0,0347 моль SO4^2- (источник: H2SO4).
• Единицы и объем добавляемого кислоты:
  • Объем добавленного раствора H2SO4 = 0,139 л.
  • Нормальность H2SO4 (N) определяется как количество эквивалентов на литр.
  • В этой задаче требуется 0,0347 моль SO4^2-, то есть 0,0347 моль H2SO4, если считать 1 моль H2SO4 обеспечивает 1 моль SO4^2-.
  • N(H2SO4) = n(H2SO4) ÷ V(H2SO4) = 0,0347 моль ÷ 0,139 л ≈ 0,2496 Н.
• Результат:
  • Нормальность раствора серной кислоты, достаточного для реакции обмена с данным BaCl2, составляет примерно 0,25 Н.

Итог и практическое значение

• Для этой конкретной задачи нормальность раствора H2SO4 составляет около 0,25 Н.
• Этот результат помогает быстро оценить требования к раствору кислоты в аналогичных задачах: достаточно вычислить количество Ba2+ в исходном растворе, определить, какое количество SO4^2- нужно для осаждения BaSO4, и разделить полученное количество молей на общий объем добавленного раствора.
• В рамках учебного курса подобные примеры учат корректно переходить от данных о массе и объеме к количествам молей и затем — к нормальности растворов.

Ключевые формулы, использованные в расчете

• Масса раствора: масса = объем × плотность.
• Мольная масса вещества (BaCl2·2H2O ≈ 244,26 г/моль).
• Мольность: количество молей = масса ÷ молярная масса.
• Химическое уравнение обмена: BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2 HCl (для расчета потребности в SO4^2-).
• Нормальность: N = n (моли вещества) ÷ V (литры).

FAQ — часто задаваемые вопросы

1) Какова роль плотности в этом расчете?

• Плотность нужна для перевода объема раствора в массу, чтобы затем определить количество вещества, если задана массовая доля. В задаче: 100 мл раствора с плотностью 1,061 г/мл дают массу 106,1 г, что позволяет найти 8% BaCl2·2H2O по массе и далее вычислить число молей.

2) Какая молярная масса BaCl2·2H2O и зачем она нужна?

• Молярная масса BaCl2·2H2O равна примерно 244,26 г/моль. Она нужна, чтобы перевести массу BaCl2·2H2O в количество молей BaCl2·2H2O, а затем определить число молей Ba2+ в растворе.

3) Почему именно 0,25 Н H2SO4 оказывается достаточным?

• Потому что для осаждения Ba2+ в BaSO4 требуется столько молей SO4^2-, сколько молей Ba2+. Из расчета следует, что 0,0347 моль Ba2+ требует 0,0347 моль SO4^2-, и когда добавлено 139 мл H2SO4, нормальность равна n/V = 0,0347 ÷ 0,139 ≈ 0,25 Н.

4) Что означает термин “нормальный раствор” в контексте этой задачи?

• В данном контексте нормальность H2SO4 определяется так, чтобы количество эквивалентов реагента на литр раствора соответствовало двум факторам реакции: источнику SO4^2- и участию в обменной реакции. В этой постановке задача сводится к тому, чтобы оценить эквиваленты SO4^2-, необходимых для образования BaSO4, то есть к 0,25 Н.

5) Где можно увидеть детальное решение и сколько это стоит?

• Детальное решение представлено в отдельном Word-документе. Цена доступа к файлу указана как 1.24 $. Приобретайте файл, чтобы увидеть полный пошаговый разбор и дополнительные комментарии к расчетам.

Как это можно использовать на практике

• Эту статью можно использовать как руководство по решению аналогичных задач: сначала определить количество Ba2+ по данным исходного раствора, затем рассчитать необходимое количество SO4^2- и на основе объема добавленного раствора серной кислоты вычислить нормальность нужного раствора.

Призывы к действию

• Хотите оформить этот расчет в виде готового документа для самостоятельной проверки? Приобретите подробное решение в формате Word за 1.24 $. В архиве содержится понятное пошаговое объяснение и все промежуточные вычисления.
• Не открывается файл? Совет по решению проблемы прост: установите архиватор RAR. После распаковки вы получите доступ к решению в удобном формате.

Контакт и заказ

• Заказать решение можно прямо сейчас: просто следуйте инструкции на странице продукта и получите готовый документ с полным разбором задачи, включая все промежуточные шаги и итоговую нормальность H2SO4.

Итог

• Простой, понятный и полностью воспроизводимый метод позволяет получить нормальность раствора серной кислоты, достаточную для реакции обмена с BaCl2·2H2O, равную около 0,25 Н. Это отличный пример для закрепления навыков работы с плотностью растворов, массовой долей, молярной массы и нормальности в контексте химических реакций обмена.