Для решения этой задачи нужно использовать понятия концентрации растворов и объемов. Начнем с определения необходимых данных и последующего расчета.
Исходная информация:
- Массовая доля конечного раствора (17,58%).
- Объем конечного раствора (500 мл).
- Плотность концентрированного раствора азотной кислоты (1,330 г/см³).
Рассчитаем массу конечного раствора: Масса \( m \) конечного раствора можно найти по формуле: \[ m = V \times \rho \] где \( V \) — объем, \( \rho \) — плотность.
Поскольку 1 мл = 1 см³, мы имеем: \[ m_{\text{конечного}} = 500\ \text{мл} \times 1\ \text{г/см³} = 500\ \text{г} \]
Теперь находим массу азотной кислоты в конечном растворе: Масса кислоты в растворе: \[ m_{\text{кислоты}} = m_{\text{конечного}} \times \frac{w}{100} = 500\ \text{г} \times \frac{17,58}{100} = 87,9\ \text{г} \]
Теперь найдем объем концентрированного раствора, необходимый для получения этой массы кислоты: Для определения массы концентрированного раствора мы должны знать массовую долю концентрированной азотной кислоты. Концентрация обычно составляет около 68% для стандартного концентрата. Это значение можно использовать для дальнейших расчетов.
Следовательно, масса концентрированного раствора, необходимая для получения 87,9 г кислоты: \[ m_{\text{концентрат}} = \frac{m_{\text{кислоты}}}{\frac{w}{100}} = \frac{87,9\ \text{г}}{0,68} \approx 129,4\ \text{г} \]
Теперь, зная массу концентрированного раствора и его плотность, можем найти объем: Объем можно рассчитать по формуле: \[ V = \frac{m_{\text{концентрат}}}{\rho} = \frac{129,4\ \text{г}}{1,330\ \text{г/см³}} \approx 97,2\ \text{мл} \]
Таким образом, для приготовления 500 мл раствора азотной кислоты с массовой долей 17,58% потребуется примерно 97,2 мл концентрированного раствора азотной кислоты.