Рассчитать массу раствора гидроксида натрия

Задачи на расчёт массы раствора NaOH встречаются в ОГЭ (задание 22), ЕГЭ и лабораторной практике. Общий алгоритм одинаков: из уравнения реакции находят количество вещества щёлочи, переводят его в массу чистого NaOH, а затем через массовую долю вычисляют массу раствора.

Общая формула расчёта

Масса раствора гидроксида натрия находится в три шага:

  1. Количество вещества NaOH – из стехиометрии реакции.
  2. Масса чистого NaOH – через молярную массу: m(NaOH) = n(NaOH) · 40 г/моль.
  3. Масса раствора – через массовую долю щёлочи:
$$m(\text{р-ра}) = \frac{m(\text{NaOH})}{\omega}$$

где ω – массовая доля NaOH в растворе (в долях единицы: 10% = 0,1; 20% = 0,2).

Параметры задачи Типичные кислоты из заданий ОГЭ и ЕГЭ Масса реагента для нейтрализации Концентрация щёлочи: 10 для 10%-го раствора Если укажете – рассчитаем объём раствора в мл
Справочная таблица молярных масс
ВеществоФормулаM, г/моль
Гидроксид натрияNaOH40
Серная кислотаH₂SO₄98
Соляная кислотаHCl36,5
Азотная кислотаHNO₃63
Ортофосфорная кислотаH₃PO₄98
Уксусная кислотаCH₃COOH60
Аминоуксусная кислотаNH₂CH₂COOH75
Таблица стехиометрических соотношений
Реакцияn(NaOH) : n(кислоты)
NaOH + HCl → NaCl + H₂O1 : 1
2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O2 : 1
NaOH + HNO₃ → NaNO₃ + H₂O1 : 1
3NaOH + H₃PO₄ → Na₃PO₄ + 3H₂O3 : 1
NaOH + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O1 : 1
NaOH + NH₂CH₂COOH → NH₂CH₂COONa + H₂O1 : 1

Пошаговый алгоритм на примере задачи

Условие: вычислите массу раствора гидроксида натрия с массовой долей 10%, необходимого для полной нейтрализации раствора, содержащего 4,9 г серной кислоты.

Шаг 1. Запишите уравнение реакции

$$2\text{NaOH} + \text{H}_2\text{SO}_4 = \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}$$

Коэффициент 2 перед NaOH означает: на каждый моль серной кислоты требуется 2 моль щёлочи.

Шаг 2. Найдите количество вещества известного реагента

Молярная масса H₂SO₄: M(H₂SO₄) = 2·1 + 32 + 4·16 = 98 г/моль

$$n(\text{H}_2\text{SO}_4) = \frac{m}{M} = \frac{4{,}9}{98} = 0{,}05 \text{ моль}$$

Шаг 3. Определите количество вещества NaOH

По уравнению реакции:

$$n(\text{NaOH}) = 2 \cdot n(\text{H}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot 0{,}05 = 0{,}1 \text{ моль}$$

Шаг 4. Вычислите массу чистого NaOH

$$m(\text{NaOH}) = n \cdot M = 0{,}1 \cdot 40 = 4 \text{ г}$$

Шаг 5. Найдите массу раствора

$$m(\text{р-ра}) = \frac{m(\text{NaOH})}{\omega} = \frac{4}{0{,}1} = 40 \text{ г}$$

Ответ: 40 г.

Таблица реакций NaOH с типичными кислотами

РеагентУравнениеСоотношение n(NaOH) : n(реагента)
HClNaOH + HCl → NaCl + H₂O1 : 1
H₂SO₄2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O2 : 1
HNO₃NaOH + HNO₃ → NaNO₃ + H₂O1 : 1
H₃PO₄3NaOH + H₃PO₄ → Na₃PO₄ + 3H₂O3 : 1
CH₃COOHNaOH + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O1 : 1
NH₂CH₂COOHNaOH + NH₂CH₂COOH → NH₂CH₂COONa + H₂O1 : 1

Молярные массы веществ, которые часто встречаются в задачах

ВеществоФормулаM, г/моль
Гидроксид натрияNaOH40
Серная кислотаH₂SO₄98
Соляная кислотаHCl36,5
Азотная кислотаHNO₃63
Ортофосфорная кислотаH₃PO₄98
Уксусная кислотаCH₃COOH60
Аминоуксусная кислотаNH₂CH₂COOH75

Разбор задачи с аминокислотой

Условие: вычислите массу раствора NaOH с массовой долей 20%, необходимого для нейтрализации 24 г аминоуксусной кислоты (глицина).

Решение:

$$\text{NaOH} + \text{NH}_2\text{CH}_2\text{COOH} \rightarrow \text{NH}_2\text{CH}_2\text{COONa} + \text{H}_2\text{O}$$$$n(\text{глицина}) = \frac{24}{75} = 0{,}32 \text{ моль}$$

По уравнению n(NaOH) = n(глицина) = 0,32 моль.

$$m(\text{NaOH}) = 0{,}32 \cdot 40 = 12{,}8 \text{ г}$$$$m(\text{р-ра}) = \frac{12{,}8}{0{,}2} = 64 \text{ г}$$

Ответ: 64 г.

Частые ошибки

  • Неверный коэффициент. Перед расчётом всегда уравнивайте реакцию. Для H₂SO₄ с NaOH коэффициент перед щёлочью – 2, а не 1.
  • Массовая доля в процентах вместо долей единицы. Подставляйте 0,1, а не 10. Формула: m(р-ра) = m(NaOH) / 0,1, а не m(NaOH) / 10.
  • Расчёт по избытку. Если в условии указан избыток одного из веществ, расчёт ведите по тому, которое в недостатке.
  • Путаница с молярной массой. M(NaOH) = 40 г/моль, а не 39 или 41. Проверяйте атомные массы по таблице Менделеева.

Формулы и молярные массы являются общепринятыми справочными данными. Перед экзаменом сверяйтесь с актуальными справочными материалами ФИПИ.

Часто задаваемые вопросы

В чём разница между массой вещества и массой раствора?
Масса вещества (NaOH) – это масса чистого гидроксида натрия. Масса раствора включает и растворитель (воду), и растворённое вещество. Связь между ними задаёт массовая доля: m(раствора) = m(вещества) / ω.
Как найти молярную массу гидроксида натрия?
Молярная масса NaOH вычисляется как сумма атомных масс элементов: Na (23) + O (16) + H (1) = 40 г/моль. Это постоянная величина, которую используют во всех расчётах.
Как перевести объём раствора NaOH в массу?
Массу раствора находят через плотность: m = ρ · V. Если известна масса, а нужен объём – V = m / ρ. Плотность раствора зависит от массовой доли щёлочи и температуры.
Что делать, если в условии дан избыток одного из реагентов?
Расчёт ведётся по веществу, которое находится в недостатке (лимитирующему реагенту). Для этого вычисляют количество вещества каждого реагента и сравнивают со стехиометрическими коэффициентами уравнения.
Какие кислотно-основные реакции с NaOH встречаются на ОГЭ и ЕГЭ?
Чаще всего это нейтрализация серной (H₂SO₄), соляной (HCl), азотной (HNO₃) и уксусной (CH₃COOH) кислот. Реже – реакции с амфотерными гидроксидами, аминокислотами и кислотными оксидами.
Как учесть, что кислота многоосновная?
Коэффициent перед NaOH в уравнении реакции зависит от основности кислоты. Для H₂SO₄ требуется 2 моль NaOH на 1 моль кислоты, для HCl – 1 моль NaOH на 1 моль кислоты.
  1. Рассчитайте массу кислоты: формулы, методы и примеры
  2. Химический калькулятор онлайн: уравнения, молярная масса, реакции
  3. Рассчитайте массу выпавшего осадка – формула и примеры расчётов
  4. Как рассчитать массы соли: формулы, примеры и калькулятор
  5. Рассчитайте массовые элементы в оксидах
  6. Расчет массовой доли воды – формула и калькулятор