Question

Определить молярность, моляльность и нормальность раствора, содержащего 19,6 г серной кислоты в 400 мл раствора, р = 1,03 г/мл.

Answer 1

Хорошо, давайте разберемся с понятиями молярности, моляльности и нормальности раствора и решим задачу.

1. Молярность (M) раствора - это количество молей растворенного вещества, деленное на объем раствора в литрах. Молярность выражается в молях на литр (моль/л). Формула для расчета молярности раствора:
M = n/V,
где n - количество молей растворенного вещества, V - объем раствора в литрах.

2. Моляльность (m) раствора - это количество молей растворенного вещества, деленное на массу растворителя (обычно воды) в килограммах. Моляльность выражается в молях на килограмм (моль/кг). Формула для расчета моляльности раствора:
m = n/m,
где n - количество молей растворенного вещества, m - масса растворителя (обычно воды) в килограммах.

3. Нормальность (N) раствора - это количество эквивалентов растворенного вещества, деленное на объем раствора в литрах. Нормальность выражается в эквивалентах на литр (экв/л). Формула для расчета нормальности раствора:
N = (n * val) / V,
где n - количество молей растворенного вещества, val - стехиометрическая величина (количество эквивалентов растворенного вещества, например, для H2SO4 это 2, так как по стехиометрии на 1 моль H2SO4 приходится 2 эквивалента H+), V - объем раствора в литрах.

Теперь перейдем к нашей задаче.

Дано:
- масса серной кислоты (H2SO4) = 19,6 г,
- объем раствора = 400 мл = 0,4 л,
- плотность раствора = 1,03 г/мл.

Первым шагом нужно найти количество молей серной кислоты. Для этого воспользуемся молярной массой H2SO4. Молярная масса H2SO4 равна 98 г/моль.

m(H2SO4) = масса серной кислоты / молярная масса H2SO4,
m(H2SO4) = 19,6 г / 98 г/моль,
m(H2SO4) = 0,2 моль.

Теперь можем рассчитать молярность:

M(H2SO4) = количество молей H2SO4 / объем раствора,
M(H2SO4) = 0,2 моль / 0,4 л,
M(H2SO4) = 0,5 моль/л.

Далее найдем моляльность. Для этого нам нужно найти массу растворителя (воды), используя плотность раствора.

масса растворителя (воды) = объем раствора * плотность раствора,
масса растворителя = 0,4 л * 1,03 г/мл = 0,412 г.

m(H2SO4) = количество молей H2SO4 / масса растворителя,
m(H2SO4) = 0,2 моль / 0,412 кг,
m(H2SO4) = 0,485 моль/кг.

И, наконец, рассчитаем нормальность раствора H2SO4. Для этого нам нужно знать стехиометрическую величину, которая для H2SO4 равна 2 (два эквивалента H+ на одну моль H2SO4).

N(H2SO4) = (количество молей H2SO4 * val) / объем раствора,
N(H2SO4) = (0,2 моль * 2) / 0,4 л,
N(H2SO4) = 1 экв/л.

Таким образом, молярность раствора H2SO4 составляет 0,5 моль/л, моляльность - 0,485 моль/кг, нормальность - 1 экв/л.

Надеюсь, объяснение было понятным и полезным для вас. Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать!