Вопрос школьника
Какой объем хлороводорода (н.у.) и воды потребуется, чтобы приготовить 1 литр раствора (p1,05г/см3), в котором массовая доля хлороводорода равна 0,1(10%)?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать формулу для расчета массовой доли компонента в растворе:
массовая доля = масса компонента / масса раствора
Также необходимо знать молярную массу хлороводорода (HCl) и молярную массу воды (H2O):
— HCl: 1 + 35,5 = 36,5 г/моль
— H2O: 2 + 16 = 18 г/моль
Для расчета объема хлороводорода и воды, необходимых для приготовления 1 литра раствора, можно использовать следующую систему уравнений:
— Объем раствора = объем хлороводорода + объем воды
— Масса раствора = масса хлороводорода + масса воды
Для начала необходимо определить массовую долю хлороводорода в растворе:
массовая доля HCl = 0,1 = 10%
Значит, масса HCl в 1 литре раствора будет равна:
масса HCl = массовая доля × масса раствора = 0,1 × 1050 г = 105 г
Теперь можно рассчитать массу воды в 1 литре раствора:
масса воды = масса раствора — масса HCl = 1050 г — 105 г = 945 г
Далее необходимо рассчитать количество вещества HCl и H2O, используя их молярные массы:
— количество вещества HCl = масса HCl / молярная масса HCl = 105 г / 36,5 г/моль = 2,88 моль
— количество вещества H2O = масса воды / молярная масса H2O = 945 г / 18 г/моль = 52,5 моль
Теперь можно рассчитать объемы HCl и H2O, используя их количество вещества и плотности:
— объем HCl = количество вещества HCl × молярный объем HCl (н.у.) × плотность HCl (p = 1,05 г/см3) = 2,88 моль × 22,4 л/моль × 1,05 г/см3 = 67,9 мл
— объем H2O = количество вещества H2O × молярный объем H2O (н.у.) × плотность H2O (p = 1 г/см3) = 52,5 моль × 22,4 л/моль × 1 г/см3 = 1176 л
Таким образом, для приготовления 1 литра раствора с массовой долей HCl 0,1 необходимо взять 67,9 мл хлороводорода (н.у.) и 1176 мл воды.
