номер 2, страница 235 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

2.В рецепте приготовления теста было записано следующее: «Одну чайную ложку соды погасите несколькими столовыми ложками $6\%$-ного уксуса». Только хозяйка забыла записать, сколько столовых ложек уксуса для этого потребуется. Восстановите эту часть рецепта. Учитывайте, что в чайной ложке помещается примерно $3 \text{ г}$ соды, а ёмкость столовой ложки — примерно $10 \text{ см}^3$. Плотность $6\%$-ного раствора уксусной кислоты равна $1,007 \text{ г/см}^3$.

Дано:
$m(\text{соды}) = 3\text{ г}$
$\omega(\text{CH}_3\text{COOH}) = 6\% = 0{,}06$
$V_1(\text{ст. ложки}) \approx 10\text{ см}^3$
$\rho(\text{р-ра}) = 1{,}007\text{ г/см}^3$
Найти: $N$ (число столовых ложек уксуса)

Решение:

1. Пищевая сода представляет собой гидрокарбонат натрия $\text{NaHCO}_3$, а уксус — водный раствор уксусной кислоты $\text{CH}_3\text{COOH}$. Запишем уравнение реакции «гашения» соды уксусом:

$$\text{NaHCO}_3 + \text{CH}_3\text{COOH} \rightarrow \text{CH}_3\text{COONa} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2\uparrow$$

2. Вычислим молярные массы гидрокарбоната натрия и уксусной кислоты:

$$M(\text{NaHCO}_3) = 23 + 1 + 12 + 16 \cdot 3 = 84\text{ г/моль}$$

$$M(\text{CH}_3\text{COOH}) = 12 \cdot 2 + 1 \cdot 4 + 16 \cdot 2 = 60\text{ г/моль}$$

3. Найдём количество вещества соды, содержащейся в одной чайной ложке:

$$n(\text{NaHCO}_3) = \frac{m(\text{NaHCO}_3)}{M(\text{NaHCO}_3)} = \frac{3\text{ г}}{84\text{ г/моль}} \approx 0{,}0357\text{ моль}$$

4. По уравнению реакции сода и уксусная кислота взаимодействуют в мольном соотношении $1 : 1$. Следовательно, для полной нейтрализации потребуется такое же количество кислоты:

$$n(\text{CH}_3\text{COOH}) = n(\text{NaHCO}_3) \approx 0{,}0357\text{ моль}$$

Масса чистой уксусной кислоты:

$$m(\text{CH}_3\text{COOH}) = n(\text{CH}_3\text{COOH}) \cdot M(\text{CH}_3\text{COOH}) = 0{,}0357\text{ моль} \cdot 60\text{ г/моль} \approx 2{,}143\text{ г}$$

5. Рассчитаем массу и объём $6\%$-ного раствора уксусной кислоты:

$$m(\text{р-ра}) = \frac{m(\text{CH}_3\text{COOH})}{\omega(\text{CH}_3\text{COOH})} = \frac{2{,}143\text{ г}}{0{,}06} \approx 35{,}71\text{ г}$$

$$V(\text{р-ра}) = \frac{m(\text{р-ра})}{\rho(\text{р-ра})} = \frac{35{,}71\text{ г}}{1{,}007\text{ г/см}^3} \approx 35{,}46\text{ см}^3$$

6. Определим количество столовых ложек уксуса:

$$N = \frac{V(\text{р-ра})}{V_1(\text{ст. ложки})} = \frac{35{,}46\text{ см}^3}{10\text{ см}^3} \approx 3{,}55$$

Ответ: для полного гашения соды потребуется примерно 3,5–4 столовые ложки $6\%$-ного уксуса.