Question

Выразить концентрацию водного раствора хлороводорода через массовую долю, молярность, нормальность и моляльность, если его мольная доля равна 0,05, плотность раствора 1,05 г/мл

Answer 1

Мольная доля = n(HCl)/(n(HCl) + n(H₂O))
0,05 = n(HCl)/(n(HCl) + n(H2O)
Возьмём 100 грамм раствора HCl в воде, тогда
n(HCl) = m(HCl)/36,5 г/моль 
примем массу m(HCl) = x, тогда n(HCl) = x:36,5
тогда масса воды = 100 - х, а количество молей воды
n(H₂O) = (100 - x)/18 г/моль, тогда получаем уравнение:
0,05 = х:36,5/(х:36,5+(100-х)18)
0,05*(х:36,5+(100-х)18) = х:36,5
0,05*(х:36,5+ 5,555 -18:х)= х:36,5
0,00137*х + 0,278 - 0,0028*х = х:36,5
х = 36,5*0,00137х + 36,5*0,28 - 0,0028х*36,5
х =0,05х + 10,22 - 0,1х
х-0,05 + 0,1х = 10,22
х = 9,73 г -- масса соляной кислоты в 100 г. раствора
(можно проверить:  0,05 = 9,73:36,5/(9,73:36,5 + (100-9,73):18)
0.05 = 0,267 моль/(0,267 моль + 5 моль) = 0,05 моль, где n(HCl) = 0,267 моль
1) массовая доля:
m(HCl) = m(HCl)/m(p-pa)*100% = 9,73/100*100% = 9,73%
2) молярная концентрация -- кол-во молей в 1 литре раствора или
 1000 мл раствора
V(HCl p-p) = m/p = 100 г/1,05 г/мл = 95,23 мл
0,267 моль -- 95,23 мл
х моль --- 1000 мл
х = 0.267*1000:95,23 = 0,28 моль
См = 0,28М
3) Нормальная концентрация равна нормальной, так как грамм-эквивалент = 1
Сn = 0,28N
4)моляльная концентрация -- это количество молей в 1000 г. растворителя, тогда
0.267 моль HCl -- 90,27 г. воды
х моль HCl    --- 1000 г воды
x = 0,267 моль* 1000 г/90,27 г. = 0,296
Сm = 0,296