Question

В воде объемом 33,3 мл растворили 16,7 г серной кислоты. Плотность полученного раствора 1,282 г/см3

.

Рассчитайте массовую долю H2SO4, молярность,

моляльность этого раствора и мольную долю

растворенного вещества в нем.

Answer 1

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать следующие формулы:

- Массовая доля (массовая часть): `массовая доля A = (масса A / масса раствора) * 100%`
- Молярность: `C = (моль A / объем раствора в литрах)`
- Моляльность: `m = (моль A / масса растворителя в килограммах)`
- Мольная доля: `mol доля A = (кол-во частиц A / общее кол-во частиц)`

Начнем с расчета массовой доли H2SO4:
1. Найдем массу раствора в граммах: `масса раствора = объем раствора * плотность раствора`
`масса раствора = 33,3 мл * 1,282 г/см^3 = 42,7266 г ~ 42,7 г`
Так как масса раствора равна сумме массы растворенной серной кислоты и массы растворителя, то масса растворителя будет:
`масса растворителя = масса раствора - масса H2SO4 = 42,7 г - 16,7 г = 26 г`

2. Рассчитаем массовую долю H2SO4:
`массовая доля H2SO4 = (масса H2SO4 / масса раствора) * 100%`
`массовая доля H2SO4 = (16,7 г / 42,7 г) * 100% = 0,391 * 100% = 39,1%`

Теперь рассчитаем молярность раствора:
1. Найдем количество вещества H2SO4 в молях:
`моль H2SO4 = масса H2SO4 / молярная масса H2SO4`
Молярная масса H2SO4 = (1 * атомный вес H) + (2 * атомный вес S) + (4 * атомный вес O) = (1 * 1 г/моль) + (2 * 32 г/моль) + (4 * 16 г/моль) = 98 г/моль
`моль H2SO4 = 16,7 г / 98 г/моль = 0,170 моль`

2. Рассчитаем молярность раствора:
`молярность = (моль H2SO4 / объем раствора в литрах)`
Объем раствора в литрах = объем раствора в мл / 1000
`молярность = (0,170 моль / (33,3 мл / 1000)) = молярность = 5,107 моль/л ~ 5,11 M`

Далее посчитаем моляльность раствора:
1. Рассчитаем массу растворителя в килограммах:
`масса растворителя = масса раствора / 1000 = 42,7 г / 1000 = 0,0427 кг`

2. Рассчитаем моляльность раствора:
`моляльность = (моль H2SO4 / масса растворителя в килограммах)`
`моляльность = (0,170 моль / 0,0427 кг) = 3,985 моль/кг ~ 3,99 m`

И наконец, рассчитаем мольную долю растворенного вещества:
1. Рассчитаем количество частиц:
Количество молей вещества = количество молей растворенного вещества (H2SO4) = 0,170 моль

2. Рассчитаем общее количество частиц:
Общее количество частиц = количество молей растворенного вещества (H2SO4) + количество молей растворителя
Общее количество молей растворителя = масса растворителя в килограммах / молярную массу растворителя
Молярная масса H2O = (2 * атомный вес H) + (1 * атомный вес O) = (2 * 1 г/моль) + (1 * 16 г/моль) = 18 г/моль
`Общее количество молей растворителя = 0,0427 кг / 18 г/моль = 0,00238 моль`
`Общее количество частиц = 0,170 моль + 0,00238 моль = 0,17238 моль`

3. Рассчитаем мольную долю растворенного вещества:
`mol доля H2SO4 = (кол-во частиц H2SO4 / общее кол-во частиц) * 100%`
`mol доля H2SO4 = (0,170 моль / 0,17238 моль) * 100% = 98,53%`

Таким образом, мы вычислили массовую долю H2SO4 (39,1%), молярность раствора (5,11 M), моляльность раствора (3,99 m) и мольную долю H2SO4 в растворе (98,53%).