Определить объем воды, которым следует разбавить 100 мл раствора азотной кислоты (массовая доля 25 %; плотность 1,15 г/мл), чтобы получить 5 %-ый раствор HNO3? Вычислить молярную…
Определить объем воды, которым следует разбавить 100 мл раствора азотной кислоты (массовая доля 25 %; плотность 1,15 г/мл), чтобы получить 5 %-ый раствор HNO3? Вычислить молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента исходного раствора азотной кислот
Чтобы решить задачу о разбавлении раствора азотной кислоты, начнем с определения массы азотной кислоты в исходном растворе и затем вычислим, сколько воды нам нужно добавить для получения 5%-ного раствора.
- Определение массы растворенной субстанции:
Исходный раствор азотной кислоты имеет:
- Объем \( V = 100 \, \text{мл} \)
- Массовая доля \( w = 25\% \)
- Плотность \( \rho = 1,15 \, \text{г/мл} \)
Сначала найдем массу раствора: \[ m_{\text{раствора}} = V \times \rho = 100 \, \text{мл} \times 1,15 \, \text{г/мл} = 115 \, \text{г} \]
Теперь можем найти массу HNO₃ в этом растворе: \[ m_{HNO_3} = m_{\text{раствора}} \times w = 115 \, \text{г} \times 0,25 = 28,75 \, \text{г} \]
- Определение конечной массы раствора при 5% концентрации:
Пусть \( m_{\text{конечного раствора}} \) — масса конечного раствора для 5%-ного раствора. Мы знаем: \[ w = \frac{m_{HNO_3}}{m_{\text{конечного раствора}}} = 0,05 \] Отсюда можем выразить массу конечного раствора: \[ m_{\text{конечного раствора}} = \frac{m_{HNO_3}}{0,05} = \frac{28,75 \, \text{г}}{0,05} = 575 \, \text{г} \]
- Определение массы воды для разбавления:
Теперь для определения массы воды, которую нужно добавить: \[ m_{\text{воды}} = m_{\text{конечного раствора}} - m_{\text{раствора}} = 575 \, \text{г} - 115 \, \text{г} = 460 \, \text{г} \]
- Подсчет молярной концентрации (C) и молярной концентрации эквивалента (Ce):
Молярность (C) раствора рассчитывается по формуле: \[ C = \frac{n}{V} \] где \( n \) — количество вещества (моль), \( V \) — объем в литрах.
Сначала вычислим количество вещества азотной кислоты. Молярная масса HNO₃ равна 63 г/моль. Таким образом: \[ n_{HNO_3} = \frac{m_{HNO_3}}{M_{HNO_3}} = \frac{28,75 \, \text{г}}{63 \, \text{г/моль}} \approx 0,456 \, \text{моль} \]
Теперь найдём объем в литрах: \[ V = 100 \, \text{мл} = 0,1 \, \text{л} \]
Теперь можем расчитать молярность: \[ C = \frac{0,456 \, \text{моль}}{0,1 \, \text{л}} = 4,56 \, \text{моль/л} \]
Что касается молярной концентрации эквивалента: поскольку для HNO₃ один моль кислоты даёт один эквивалент, молярная концентрация эквивалента будет равной молярной концентрации: \[ C_e = C = 4,56 \, \text{моль/л} \]
Таким образом, объем воды для разбавления составляет 460 г, а молярная и молярная концентрация эквивалента исходного раствора составляют 4,56 моль/л.
