Вычислите массу карбоната натрия, который потребуется для полной нейтрализации 19,6 г раствора серной кислоты с массовой долей кислоты 10%. В ответе запишите уравнение реакции, о которой идёт речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения физических величин).

Решение:

1. Определим массу серной кислоты в растворе:

\( m(\text{H}_2\text{SO}_4) = m(\text{раствора}) \times w(\text{H}_2\text{SO}_4) = 19,6 \text{ г} \times 0,10 = 1,96 \text{ г} \)

2. Рассчитаем молярную массу серной кислоты:

\( M(\text{H}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 2 + 32 + 64 = 98 \text{ г/моль} \)

3. Рассчитаем количество серной кислоты в молях:

\( \nu(\text{H}_2\text{SO}_4) = \frac{m(\text{H}_2\text{SO}_4)}{M(\text{H}_2\text{SO}_4)} = \frac{1,96 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} = 0,02 \text{ моль} \)

4. Запишем уравнение реакции нейтрализации:

\( \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \uparrow \)

5. По уравнению реакции видно, что карбонат натрия и серная кислота реагируют в мольном соотношении 1:1.

Следовательно, количество карбоната натрия, которое потребуется, равно количеству серной кислоты:

\( \nu(\text{Na}_2\text{CO}_3) = \nu(\text{H}_2\text{SO}_4) = 0,02 \text{ моль} \)

6. Рассчитаем молярную массу карбоната натрия:

\( M(\text{Na}_2\text{CO}_3) = 2 \cdot 23 + 12 + 3 \cdot 16 = 46 + 12 + 48 = 106 \text{ г/моль} \)

7. Рассчитаем массу карбоната натрия:

\( m(\text{Na}_2\text{CO}_3) = \nu(\text{Na}_2\text{CO}_3) \times M(\text{Na}_2\text{CO}_3) = 0,02 \text{ моль} \times 106 \text{ г/моль} = 2,12 \text{ г} \)

Ответ: 2,12 г.