Для решения данной задачи необходимо выполнить несколько шагов, начиная с определения количества раствора сульфата меди и разбавленной концентрации во вновь образованном растворе.
- Найдем количество сульфата меди в 400 мл 25% раствора.
25% раствор означает, что в 100 мл раствора содержится 25 г сульфата меди. Таким образом, в 400 мл раствора:
\[ \text{Масса сульфата меди} = \frac{25 \, \text{г}}{100 \, \text{мл}} \times 400 \, \text{мл} = 100 \, \text{г} \]
- Теперь рассчитаем количество вещества сульфата меди (CuSO₄).
Для этого необходимо знать молярную массу сульфата меди:
- Молярная масса Cu = 63,55 г/моль
- Молярная масса S = 32,07 г/моль
- Молярная масса O (4 атома) = 16 г/моль × 4 = 64 г/моль
Итак, молярная масса CuSO₄:
\[ \text{M}_{CuSO₄} = 63,55 + 32,07 + 64 = 159,62 \, \text{г/моль} \]
Теперь найдем количество вещества (n) сульфата меди:
\[ n = \frac{m}{M} = \frac{100 \, \text{г}}{159,62 \, \text{г/моль}} \approx 0,625 \, \text{моль} \]
- Находим общую массу раствора.
Сначала определим массу добавленной воды. 250 литров воды (или 250000 мл) будет иметь массу:
\[ \text{Масса воды} = 250000 \, \text{мл} \times 1 \, \text{г/мл} = 250000 \, \text{г} \]
Теперь общая масса раствора:
\[ \text{Общая масса} = 100 \, \text{г} + 250000 \, \text{г} = 250100 \, \text{г} \]
- Теперь найдем общий объем раствора.
Исходный объем раствора с сульфатом меди составляет 400 мл. Объем добавленной воды равен 250000 мл. Таким образом:
\[ \text{Общий объем} = 400 \, \text{мл} + 250000 \, \text{мл} = 250400 \, \text{мл} = 0,2504 \, \text{м³} \]
- Теперь можно найти молярную концентрацию (C).
Молярная концентрация рассчитывается по формуле:
\[ C = \frac{n}{V} \]
где n — количество вещества сульфата меди (0,625 моль), а V — объем в литрах:
\[ V = 0,2504 \, \text{л} \]
Тогда:
\[ C = \frac{0,625 \, \text{моль}}{0,2504 \, \text{л}} \approx 2,49 \, \text{моль/л} \]
- Теперь определим концентрацию медного купороса (CuSO₄•5H₂O).
Концентрация сульфата меди в форме кристаллогидрата CuSO₄•5H₂O имеет ту же молярную концентрацию, поскольку мы ориентируемся на количество CuSO₄. Таким образом, мы можем записать:
\[ \text{Концентрация медного купороса} = 2,49 \, \text{моль/л} \]
Таким образом, молярная концентрация сульфата меди (CuSO₄) в новом растворе составляет примерно 2,49 моль/л.