Для приготовления популярного лабораторного реактива взяли навеску вещества Х массой 12.0 г, растворили в небольшом количестве воды, а затем водой довели объём раствора до 250 мл.…
Для приготовления популярного лабораторного реактива взяли навеску вещества Х массой 12.0 г, растворили в небольшом количестве воды, а затем водой довели объём раствора до 250 мл. В полученном растворе молярная концентрация Х равна 1.20 моль/л. Определите молярную массу вещества Х. Ответ выразите в г/моль, округлите до целых. Запишите формулу вещества-Х. Сколько миллилитров воды надо добавить к раствору объёмом 250 мл, чтобы концентрация Х стала равна 1.00 моль/л? Ответ округлите до целых.
Для решения задачи необходимо сначала определить молярную массу вещества Х.
Определение молярной массы вещества Х:
Используем формулу для расчета концентрации:
\[ C = \frac{n}{V} \] где \(C\) — молярная концентрация (моль/л), \(n\) — количество вещества (моль), \(V\) — объем раствора (л).Из условия задачи:
- \(C = 1.20\) моль/л
- \(V = 250\) мл = 0.250 л
Найдём количество вещества \(n:\)
\[ n = C \cdot V = 1.20 \, \text{моль/л} \cdot 0.250 \, \text{л} = 0.30 \, \text{моль} \]Теперь можем найти молярную массу \(M\) вещества Х:
\[ M = \frac{m}{n} \]
где \(m = 12.0\) г — масса вещества. \[ M = \frac{12.0 \, \text{г}}{0.30 \, \text{моль}} = 40.0 \, \text{г/моль} \]Таким образом, молярная масса вещества Х равна 40 г/моль.
Запись формулы вещества-Х:
Учитывая, что молярная масса вещества Х составляет 40 г/моль, можно предположить, что это может быть, например, натрий (Na, 23 г/моль) и хлор (Cl, 35.5 г/моль), что в сумме составляет 58.5 г/моль. Однако, так как молярная масса равна 40 г/моль, это может быть аминокислота или другой простой органический компонент. Точного ответа на формулу без дополнительной информации не получится, но можно предложить, например, кислород (O2) или серу (S).
Нахождение объёма воды, необходимого для изменения концентрации:
Чтобы снизить концентрацию до 1.00 моль/л, используем ту же формулу:
\[ n = C \cdot V \]
Для новой концентрации 1.00 моль/л требуется:
\[ n = 1.00 \, \text{моль/л} \cdot V' \]Здесь \(V'\) — новый объём раствора (л). Мы знаем, что количество вещества Х остаётся прежним (0.30 моль): \[ 0.30 = 1.00 \cdot V' \]
Таким образом,
\[ V' = 0.30 \, \text{л} = 300 \, \text{мл} \]Теперь мы определим объем добавляемой воды: \[ V_{добавляемой} = V' - V_{начальный} = 300 \, \text{мл} - 250 \, \text{мл} = 50 \, \text{мл} \]
Таким образом, необходимо добавить 50 мл воды, чтобы концентрация вещества Х стала равна 1.00 моль/л.
