Из 750 кг 45%-ного раствора серной кислоты выпарили 270 кг воды. Вычислить молярную, нормальную, массовую концентрации полученного раствора, массовую и молярную до в процентах и моляльность. Плотность полученного раствора 1,6 г/см^3.
Для решения этой задачи нам понадобится расчет сначала концентрации серной кислоты в первоначальном растворе, а затем в итоговом растворе после выпаривания воды.
Расчет концентрации серной кислоты в первоначальном растворе: Масса серной кислоты в первоначальном растворе = 750 кг * 0.45 = 337.5 кг Масса воды в первоначальном растворе = 750 кг - 337.5 кг = 412.5 кг
Расчет концентрации серной кислоты в итоговом растворе: Масса серной кислоты после выпаривания = 337.5 кг Масса воды после выпаривания = 750 кг - 270 кг = 480 кг Общая масса итогового раствора = 337.5 кг + 480 кг = 817.5 кг
Расчет объема итогового раствора: Объем итогового раствора = общая масса / плотность = 817.5 кг / 1.6 г/см^3 = 511.875 л
Рассчитаем молярную концентрацию (молярность) полученного раствора: Молярная концентрация = кол-во вещества (моль) / объем раствора (л)
Для начала найдем количество вещества (мол) серной кислоты: Масса серной кислоты (г) = 337.5 кг * 1000 = 337500 г Молярная масса серной кислоты (H2SO4) = 98 г/моль
Количество вещества (мол) = масса / молярную массу Количество вещества = 337500 г / 98 г/моль = 3443.88 моль
Молярная концентрация = 3443.88 моль / 511.875 л = 6.73 М
- Рассчитаем нормальную концентрацию полученного раствора: Нормальная концентрация = эквивалентное количество вещества / объем раствора
Так как у серной кислоты два эквивалента кислорода (H2SO4), найдем эквивалентное количество вещества: Эквивалентное количество вещества = кол-во вещества / 2 = 3443.88 моль / 2 = 1721.94 экивалент Нормальная концентрация = 1721.94 экв / 511.875 л = 3.36 Н
Рассчитаем массовую концентрацию (% масс) полученного раствора: Массовая концентрация = (масса раствора / общая масса) * 100 Массовая концентрация = (337.5 кг / 817.5 кг) * 100 = 41.33 %
Рассчитаем моляльность полученного раствора: Моляльность = кол-во вещества / масса раствора (кг)
Моляльность = 3443.88 моль / 817.5 кг = 4.21 моль/кг
Таким образом, мы рассчитали молярную, нормальную, массовую концентрации полученного раствора, а также его моляльность, как и было задано.
