Dane:

$m_p=10\text{g}$  

$V_{HCl}=100{\text{cm}}^3$  

$C_{HCl}=2\frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$  

$V_{NaOH}=25{\text{cm}}^3$  

$C_{NaOH}=2\frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}$  

Szukane:

$\%N{a}_{2}C{O}_3=?$  

Rozwiązanie:

Zaczynamy zadanie "od końca" a więc obliczamy nadmiar użytego kwasu solnego. Wiemy, że nadmiar ten zobojętniono zasadą sodową - zaszła więc następująca reakcja:

$\underset{x}{\mathrm{HCl}}+\underset{Cm=2\frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}}{\underset{V=25{\text{cm}}^3}{\mathrm{NaOH}}}\to NaCl+H_{2}O$  

Widzimy, że substraty reagują ze sobą w stosunku molowym 1:1 - obliczmy więc ilość zużytego NaOH

$n_{NaOH}=0,025{\text{dm}}^3\cdot 2\frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}=0,05\text{mol}$  

Do reakcji zużyto więc 0,05 mola NaOH - oznacza to, że nadmiar HCl również wynosił 0,05 mol. Obliczmy ile kwasu zużyto więc do reakcji z węglanem sodu:

$n_{HCl}=0,1{\text{dm}}^3\cdot 2\frac{\text{mol}}{{\text{dm}}^3}=0,2\text{mol}$  

Użyto 0,2 mol kwasu. Nadmiar wynosił 0,05 mol, a więc w reakcji z węglanem sodu wzięło udział:

$n_{HCl}=0,2\text{mol}-0,05\text{mol}=0,15\text{mol}$  

W reakcji z węglanem sodu wzięło udział 0,15 mol  HCl. Z równania reakcji wiemy, że Na₂CO₃ reaguje z HCl w stosunku molowym 1 : 2 - oznacza to, że w reakcji wzięło udział dwa razy mniej węglanu sodu niż kwasu solnego. Obliczmy więc liczbę moli Na₂CO₃:

$n_{N{a}_{2}C{O}_3}=0,15\text{mol}:2=0,075\text{mol}$    

W reakcji wzięło więc udział 0,075 mol Na₂CO₃. Obliczmy ile to gramów:

$M_{N{a}_{2}C{O}_3}=106\frac{\text{g}}{\text{mol}}$  

$m_{N{a}_{2}C{O}_3}=n\cdot M=0,075\text{mol}\cdot 106\frac{\text{g}}{\text{mol}}=7,95\text{g}$  

A więc w reakcji wzięło udział 7,95g Na₂CO₃. Obliczmy jaki procent próbki (procent masowy) stanowi ten związek:

$\%N{a}_{2}C{O}_3=\frac{7,95\text{g}}{10\text{g}}\cdot 100\%=79,5\%$  

 

Odpowiedź: Zawartość węglanu sodu w badanej próbce wynosi 79,5%