Давайте решим задачи по очереди.
Задача 1
Какую массу соли и воды нужно взять для приготовления 40 кг раствора с массовой долей сульфата натрия (Na₂SO₄) 0,12?
Определим массу сульфата натрия, которая понадобится: \[ m_{\text{Na₂SO₄}} = m_{\text{раствора}} \times \text{массовая доля} = 40 \, \text{кг} \times 0,12 = 4,8 \, \text{кг} \]
Определим массу воды: \[ m_{\text{воды}} = m_{\text{раствора}} - m_{\text{Na₂SO₄}} = 40 \, \text{кг} - 4,8 \, \text{кг} = 35,2 \, \text{кг} \]
Ответ: Масса сульфата натрия: 4,8 кг; масса воды: 35,2 кг.
Задача 2
Какую массу фосфата калия (K₃PO₄) и воды нужно взять для приготовления 200 г раствора с массовой долей растворенного вещества 4%?
Определим массу фосфата калия: \[ m_{\text{K₃PO₄}} = m_{\text{раствора}} \times \text{массовая доля} = 200 \, \text{г} \times 0,04 = 8 \, \text{г} \]
Определим массу воды: \[ m_{\text{воды}} = m_{\text{раствора}} - m_{\text{K₃PO₄}} = 200 \, \text{г} - 8 \, \text{г} = 192 \, \text{г} \]
Ответ: Масса фосфата калия: 8 г; масса воды: 192 г.
Задача 3
Определите массу карбоната натрия (Na₂CO₃), которая необходима для приготовления 200 мл 0,1 М раствора.
Сначала найдем количество вещества в моль: \[ n = C \times V = 0,1 \, \text{моль/л} \times 0,2 \, \text{л} = 0,02 \, \text{моля} \]
Затем найдем массу карбоната натрия, зная его молярную массу (Na₂CO₃ ≈ 106 г/моль): \[ m_{\text{Na₂CO₃}} = n \times M = 0,02 \, \text{моля} \times 106 \, \text{г/моль} = 2,12 \, \text{г} \]
Ответ: Масса карбоната натрия: 2,12 г.
Задача 4
10 г аскорбиновой кислоты (C₆H₈O₆) растворены в воде объемом 200 мл. Определите мольную долю вещества в растворе.
Найдем количество вещества аскорбиновой кислоты: \[ M_{\text{C6H8O6}} \approx 176 \, \text{г/моль} \quad (\text{углерод: } 6 \times 12 + 8 \times 1 + 6 \times 16) \] \[ n_{\text{C6H8O6}} = \frac{m_{\text{C6H8O6}}}{M_{\text{C6H8O6}}} = \frac{10 \, \text{г}}{176 \, \text{г/моль}} \approx 0,0568 \, \text{моля} \]
Найдем массу раствора: \[ m_{\text{раствора}} = m_{\text{C6H8O6}} + m_{\text{воды}} = 10 \, \text{г} + 200 \, \text{мл} \times 1 \, \text{г/мл} = 210 \, \text{г} \]
Найдем количество вещества воды: \[ n_{\text{H2O}} = \frac{m_{\text{воды}}}{M_{\text{H2O}}} = \frac{200 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} \approx 11,11 \, \text{моля} \]
Найдем общую мольную долю: \[ x_{\text{C6H8O6}} = \frac{n_{\text{C6H8O6}}}{n_{\text{C6H8O6}} + n_{\text{H2O}}} = \frac{0,0568}{0,0568 + 11,11} \approx 0,0051 \]
Ответ: Мольная доля аскорбиновой кислоты в растворе приблизительно 0,0051.