23 г металлического натрия растворили в 500 мл воды. Вычислить объем выделившегося газа и массовую долю вещества в образовавшемся растворе.

Реакция натрия с водой описывается следующим уравнением химической реакции:

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂;

С двумя молями натрия вступает в реакцию два моля воды и образуется один моль водорода.

Определим количество вещества в 23 граммах натрия.

M Na = 23 грамм/моль;

N Na = 23 / 23 = 1 моль;

Найдем количество вещества и массу щелочи.

N NaOH = N Na = 1 моль;

М NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 грамм/моль;

m NaOH = N NaOH х М NaOH = 1 х 40 = 40 грамм;

Количество вещества водорода составит:

N H₂ = N Na / 2 = 0,5 моль;

Один моль идеального газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 литра.

V Н₂ = 0,5 х 22,4 = 11,2 литра;

В ходе реакции потратится 1 моль воды.

М Н₂О = 1 + 1 + 16 = 18 грамм/моль;

m Н₂О = 1 х 18 = 18 грамм;

Масса воды в растворе составит:

m Н₂О раствора = 500 - 18 = 482 грамма;

Массовая доля щелочи составит:

К NaOH = m NaOH / (m NaOH + m Н₂О раствора) = 40 / (40 + 482) = 7,66%;