Dane:

$V_r=50\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$

$C_m=0,1\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

$m_{\mathrm{NaOH}}=4\mathrm{g}$

Obliczenia:

Zapisujemy ogólne równanie reakcji chemicznej:

$\mathrm{Al}{}_2(\mathrm{SO}{}_4){}_3+6\mathrm{NaOH}\to 2\mathrm{Al}(\mathrm{OH}){}_3+3\mathrm{Na}{}_2\mathrm{SO}{}_4$

Znając objętość roztworu siarczanu(VI) glinu oraz jego stężenie molowe, obliczamy liczbę moli soli:

$C_m=\frac{n}{V}\to n=C_m\cdot V$

$n=0,1\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}\cdot 0,05\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3=0,005\mathrm{mol}$

Obliczamy liczbę moli wodorotlenku sodu:

$n_{\mathrm{NaOH}}=\frac{4\mathrm{g}}{40\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}}=0,1\mathrm{mol}$

Z równania reakcji widzimy, że 1 mol siarczanu(VI) glinu reaguje z 6 molami wodorotlenku sodu, obliczamy ile moli wodorotlenku sodu przereaguje z 0,005 molami siarczanu(VI) glinu:

$\begin{array}{ccc}1\mathrm{mol}\mathrm{Al}{}_2(\mathrm{SO}{}_4){}_3& -& 6\mathrm{mol}\mathrm{NaOH}\\ 0,005\mathrm{mol}\mathrm{Al}{}_2(\mathrm{SO}{}_4){}_3& -& x\end{array}$

$x=\frac{0,005\mathrm{mol}\cdot 6\mathrm{mol}}{1\mathrm{mol}}=0,03\mathrm{mol}\mathrm{NaOH}$

Wodorotlenek sodu został więc użyty w nadmiarze, a Al₂(SO₄) w niedomiarze.

Obliczmy ile moli Al(OH)₃ powstanie w reakcji:

$\begin{array}{ccc}1\mathrm{mol}\mathrm{Al}{}_2(\mathrm{SO}{}_4){}_3& -& 2\mathrm{mol}\mathrm{NaOH}\\ & & \\ 0,005\mathrm{mol}\mathrm{Al}{}_2(\mathrm{SO}{}_4){}_3& -& z\end{array}$

$z=\frac{0,005\mathrm{mol}\cdot 2\mathrm{mol}}{1\mathrm{mol}}=0,010\mathrm{mol}\mathrm{Al}(\mathrm{OH}){}_3$

Obliczmy, ile moli NaOH pozostanie po reakcji powstawania Al(OH)₃:

$n_{\mathrm{NaOH}\text{po I reakcji}}=0,1\mathrm{mol}-0,03\mathrm{mol}=0,07\mathrm{mol}$

Ponieważ wodorotlenek sodu został użyty w nadmiarze, będzie on reagował z powstałym wodorotlenkiem glinu zgodnie z równaniem:

$\mathrm{Al}(\mathrm{OH}){}_3+\mathrm{NaOH}\to \mathrm{Na}[\mathrm{Al}(\mathrm{OH}){}_4]$

Obliczmy, ile moli NaOH jest potrzebne, aby osad Al(OH)₃ uległ całkowitemu roztworzeniu:

$\begin{array}{ccc}1\mathrm{mol}\mathrm{Al}(\mathrm{OH}){}_3& -& 1\mathrm{mol}\mathrm{NaOH}\\ & & \\ 0,010\mathrm{mol}\mathrm{Al}(\mathrm{OH}){}_3& -& y\end{array}$

$y=\frac{0,010\mathrm{mol}\cdot 1\mathrm{mol}}{1\mathrm{mol}}=0,010\mathrm{mol}\mathrm{NaOH}$

Na całkowite roztworzenie Al(OH)₃ potrzeba 0,010 moli NaOH, natomiast w roztworze po 1 reakcji znajduje się 0,07 mol NaOH. Oznacza to, że Al(OH)₃ ulegnie całkowitemu roztworzeniu.

Odpowiedź. Po zakończeniu reakcji w naczyniu będzie znajdować się klarowny roztwór.