Hòa tan 17 gam hỗn hợp NaOH, KOH, Ca(OH)2 vào nước được 500 gam dung dịch X. Để …

Bước 1: Tính toán lượng HCl đã tham gia phản ứng trung hòa.

Để biết được khối lượng muối tạo thành, trước hết chúng ta cần xác định chính xác lượng axit HCl đã phản ứng.

• Khối lượng HCl tinh khiết (chất tan) trong 40 gam dung dịch HCl 3,65% là:

$$m_{\mathrm{HCl}}=40\text{gam}\times \frac{3,65}{100}=1,46\text{gam}$$

• Sau đó, chúng ta đổi khối lượng HCl sang số mol để tiện cho việc tính toán theo phương trình hóa học hoặc theo ion:

$$n_{\mathrm{HCl}}=\frac{m_{\mathrm{HCl}}}{M_{\mathrm{HCl}}}=\frac{1,46}{36,5}=0,04\text{mol}$$

Lý do: Việc tính toán khối lượng chất tan và chuyển sang số mol là bước cơ bản để xác định lượng chất tham gia phản ứng dựa trên nồng độ phần trăm và khối lượng mol đã biết.

Bước 2: Xác định khối lượng hỗn hợp bazơ có trong 50 gam dung dịch X.

Dung dịch X ban đầu có tổng khối lượng 500 gam và chứa 17 gam hỗn hợp bazơ. Khi lấy 50 gam dung dịch X để trung hòa, ta chỉ lấy một phần nhỏ của hỗn hợp bazơ ban đầu.

• Khối lượng hỗn hợp bazơ (NaOH, KOH, Ca(OH)₂) trong 50 gam dung dịch X là:

$$msub>mmtext>bazơ\; trong50mtext>gam\; dd\; X=mfrac>mn>17mtext>gammn500mtext>gam\times 50mtext>gam=mn1,7mtext>gam$$

Lý do: Dung dịch X là một dung dịch đồng nhất, do đó tỷ lệ khối lượng chất tan (hỗn hợp bazơ) trong một phần dung dịch (50g) sẽ bằng tỷ lệ khối lượng chất tan trong toàn bộ dung dịch (500g).

Bước 3: Tính toán khối lượng muối khan thu được.

Khi các bazơ (NaOH, KOH, Ca(OH)₂) phản ứng với HCl, chúng thực hiện phản ứng trung hòa. Bản chất của phản ứng này là ion OH⁻ từ bazơ kết hợp với ion H⁺ từ axit tạo thành nước, còn các ion kim loại (Na⁺, K⁺, Ca²⁺) sẽ kết hợp với ion Cl⁻ để tạo thành muối clorua (NaCl, KCl, CaCl₂).

• Theo phản ứng trung hòa, số mol ion H⁺ từ HCl luôn bằng số mol ion OH⁻ từ bazơ đã phản ứng:

$$msub>nmsup>\text{H}+=msub>nmtext>HCl=mn0,04mtext>mol$$
$$msub>nmsup>\text{OH}-=msub>nmsup>\text{H}+=mn0,04$$

• Khối lượng của ion OH⁻ đã phản ứng là:

$$msub>mmsup>\text{OH}-=mn0,04,68$$

• Số mol ion Cl⁻ được thêm vào từ HCl cũng là 0,04 mol. Khối lượng của ion Cl⁻ này là:

$$msub>mmsup>\text{Cl}-=mn0,04,5,42$$

• Khối lượng của hỗn hợp bazơ (1,7 gam) bao gồm khối lượng của các nguyên tố kim loại (Na, K, Ca) và khối lượng của các nhóm OH⁻. Khi chuyển từ bazơ thành muối clorua, các ion kim loại không thay đổi, chỉ có các nhóm OH⁻ được thay thế bằng các ion Cl⁻.
• Do đó, khối lượng muối khan thu được sẽ bằng khối lượng bazơ ban đầu trong 50g dung dịch X, trừ đi khối lượng OH⁻ đã bị thay thế, cộng với khối lượng Cl⁻ đã thay thế.

$$msub>mmtext>muối\; khan=msub>mmtext>bazơ\; trong50mtext>gam\; dd\; X-msub>mmsup>\text{OH}-+msub>mmsup>\text{Cl}-$$
$$msub>mmtext>muối\; khan=mn1,7,68,42,44$$

Lý do: Đây là cách áp dụng định luật bảo toàn khối lượng dưới dạng ion. Khối lượng các ion kim loại không thay đổi trong quá trình phản ứng. Sự thay đổi khối lượng từ bazơ sang muối chỉ là do ion OH⁻ (M=17 g/mol) bị thay thế bởi ion Cl⁻ (M=35,5 g/mol). Do đó, khối lượng muối sẽ tăng lên một lượng bằng số mol HCl nhân với hiệu khối lượng mol của Cl⁻ và OH⁻.

Vậy, khối lượng muối khan thu được sau khi cô cạn dung dịch là 2,44 gam.