Рассмотрим задачу подробно и последовательно решим её.
Дано:
- Объём раствора NaOH: ( V = 200 \, \text{мл} = 0,2 \, \text{л} ).
- Массовая доля NaOH в растворе: ( \omega_{\text{начальная}} = 20\% = 0,2 ).
- Плотность раствора: ( \rho = 1,25 \, \text{г/мл} ).
- Масса добавленной твёрдой щёлочи ( m_{\text{добавленная}} = 20 \, \text{г} ).
Нужно найти массовую долю NaOH (( \omega_{\text{конечная}} )) после добавления твёрдой щёлочи.
Шаг 1: Найдём массу исходного раствора
Масса раствора (( m{\text{раствора}} )) вычисляется по формуле:
[
m{\text{раствора}} = \rho \cdot V
]
Подставим значения:
[
m_{\text{раствора}} = 1,25 \, \text{г/мл} \cdot 200 \, \text{мл} = 250 \, \text{г}.
]
Шаг 2: Найдём массу щёлочи в исходном растворе
Масса щёлочи в растворе рассчитывается по формуле:
[
m{\text{щёлочи}} = \omega{\text{начальная}} \cdot m{\text{раствора}}
]
Подставим значения:
[
m{\text{щёлочи}} = 0,2 \cdot 250 \, \text{г} = 50 \, \text{г}.
]
Шаг 3: Найдём массу нового раствора
После добавления твёрдой щёлочи масса раствора увеличивается:
[
m{\text{новый раствор}} = m{\text{раствора}} + m{\text{добавленная}}
]
Подставим значения:
[
m{\text{новый раствор}} = 250 \, \text{г} + 20 \, \text{г} = 270 \, \text{г}.
]
Шаг 4: Найдём массу щёлочи в новом растворе
Масса щёлочи в новом растворе равна сумме массы щёлочи в исходном растворе и добавленной массы твёрдой щёлочи:
[
m{\text{щёлочи новый}} = m{\text{щёлочи}} + m{\text{добавленная}}
]
Подставим значения:
[
m{\text{щёлочи новый}} = 50 \, \text{г} + 20 \, \text{г} = 70 \, \text{г}.
]
Шаг 5: Найдём массовую долю щёлочи в новом растворе
Массовая доля щёлочи (( \omega{\text{конечная}} )) в новом растворе вычисляется по формуле:
[
\omega{\text{конечная}} = \frac{m{\text{щёлочи новый}}}{m{\text{новый раствор}}}
]
Подставим значения:
[
\omega_{\text{конечная}} = \frac{70 \, \text{г}}{270 \, \text{г}} \approx 0,259 \, (\text{или } 25,9\%).
]
Ответ:
Массовая доля щёлочи в новом растворе составляет 25,9%.