Химия: расследуем мир веществ Урок 64 из 67
Как найти избыток кислоты или щёлочи по количествам?
Переведём объёмы в литры и сравним реагенты по уравнению, а не по миллилитрам.
Опорная карта
Схема модели
Только бумага, калькулятор и готовые данные. Не пробуйте, не нюхайте, не смешивайте и не нагревайте химикаты; не открывайте бытовые средства и неизвестные ёмкости. Нейтральный pH не доказывает безопасность. Не применяйте учебную нейтрализацию к коже, глазам, разливам или неизвестным смесям.
Ситуация и вопрос
В расчётной карточке 25 мл HCl с c=0,20 моль/л и 40 мл NaOH с c=0,10 моль/л. Ученик выбирает избыток по большему объёму. Верно ли это? Уроки 45–47 уже связывали коэффициенты с количеством вещества. Здесь применяем тот же принцип к растворам, не смешивая их в действительности.
Новые слова без пропусков
Для каждого раствора n=cV, где V в литрах. В HCl + NaOH → NaCl + H₂O отношение количеств 1:1. Избыток определяется сравнением n, а при других коэффициентах — n/коэффициент. Конечный объём нужен для концентрации остатка, но не для первоначального сравнения реагентов.
Предскажите
Предскажите результат, переведя 25 и 40 мл в литры. Может ли меньший объём содержать больше молей? Если растворы имеют одинаковую концентрацию, когда сравнение объёмов допустимо? Не переносите правило равных объёмов на разные концентрации или на уравнение с другим отношением коэффициентов.
Исследуйте или разберите данные
Вычислите n(HCl)=0,20×0,025 и n(NaOH)=0,10×0,040. Запишите, сколько молей каждого расходуется и что остаётся. Для отдельного расчёта условие даёт конечный объём 0,065 л при 25 °C; это заданный объём, а не универсальное правило сложения объёмов.
| Объект / шаг | Дано / расчёт | Вывод |
|---|---|---|
| 25 mL; 0.20 mol/L | 0.025 × 0.20 | 0.0050 mol HCl |
| 40 mL; 0.10 mol/L | 0.040 × 0.10 | 0.0040 mol NaOH |
| 0.0050 − 0.0040 | избыток кислоты | 0.0010 mol |
Разобранный пример
Изначально 0,0050 моль HCl и 0,0040 моль NaOH. Расходуется по 0,0040 моль; остаётся 0,0010 моль кислотного избытка, образуется 0,0040 моль NaCl. В принятой сильнокислотной модели c(H₃O⁺)≈0,0010/0,065≈0,0154 моль/л, pH≈1,81. Сначала баланс, только затем логарифм.
Где легко ошибиться
Ошибка: вычислять pH среднего из pH исходных растворов или объявлять смесь нейтральной по близким объёмам. Расчёт применим при известных реагентах, отсутствии посторонних реакций и пригодности концентрационного приближения. Соль и исходный избыток учитываются раздельно. По одним исходным объёмам кислотность остатка не определяется.
Перенос в новый случай
Новый случай: 20 мл 0,10 моль/л HCl и 30 мл 0,10 моль/л NaOH. Найдите остаток и количество NaCl. Конечный объём дан равным 0,050 л при 25 °C. Найдите c(OH⁻), pOH и pH, используя pH+pOH≈14 в данной модели.
Ответ и проверка памяти
Проверка: 0,0020 моль кислоты и 0,0030 моль щёлочи; остаётся 0,0010 моль OH⁻, NaCl образуется 0,0020 моль. c(OH⁻)≈0,020 моль/л, pOH≈1,70, pH≈12,30. Проверьте знак вывода: избыток щёлочи должен давать щелочную, а не кислую среду.
Задание
10 мл 0,10 моль/л HCl и 10 мл 0,20 моль/л NaOH: что в избытке и сколько NaCl образуется?
Ответы
Показать ответы
Избыток NaOH 0,0010 моль; образуется 0,0010 моль NaCl. Равные объёмы не дают равных молей при разных c.
Когда вернуться
Закройте страницу и через 10 минут воспроизведите карту, определите термины своими словами и решите новый случай. Через сутки и через неделю повторите без подсказки. Если ошибка осталась, вернитесь к разобранному примеру и запишите, какой шаг был пропущен.
Источники и границы
Что меняется при нейтрализации и какие ионы остаются?
Как разбавление меняет pH и где перестаёт работать простое правило?
Если вы нашли ошибку или опечатку в тексте статьи, то сообщите нам об этом
Комментарии (0)
Войдите, чтобы оставить комментарий →
Пока нет комментариев. Будьте первым.