В воде объёмом 200 мл растворе бромид калия массой 50 г. Плотность раствора равна 1,16 г/см³. Определите массовую долю растворенного вещества в растворе, молярную, нормальную и…
В воде объёмом 200 мл растворе бромид калия массой 50 г. Плотность раствора равна 1,16 г/см³. Определите массовую долю растворенного вещества в растворе, молярную, нормальную и моляльную концентрацию
Для решения задачи нам нужно рассчитать несколько значений: массовую долю, молярную, нормальную и моляльную концентрацию.
- Массовая доля (ω) растворенного вещества рассчитывается по формуле:
\[ \omega = \frac{m_{растворенного\ вещества}}{m_{раствора}} \times 100\% \]
где:
- \( m_{растворенного\ вещества} = 50 \, г \) (масса КBr);
- \( m_{раствора} \) — масса раствора.
Массу раствора можно найти, используя плотность и объем:
\[ m_{раствора} = V \times \rho = 200 \, мл \times 1,16 \, г/см³ = 232 \, г \]
Теперь подставим значения в формулу для массовой доли:
\[ \omega = \frac{50}{232} \times 100\% \approx 21,55\% \]
- Молярная концентрация (C) раствора рассчитывается по формуле:
\[ C = \frac{n}{V} \]
где \( n \) — количество молей вещества, \( V \) — объем раствора в литрах.
Сначала найдём количество молей KBr. Для этого нужно знать его молярную массу.
Молярная масса KBr:
- K = 39,1 г/моль,
- Br = 79,9 г/моль.
Таким образом,
\[ M_{KBr} = 39,1 + 79,9 = 119 \, г/моль. \]
Теперь находим количество молей KBr:
\[ n = \frac{m}{M} = \frac{50}{119} \approx 0,4202 \, моль. \]
Объем раствора в литрах:
\[ V = 200 \, мл = 0,2 \, л. \]
Теперь можно найти молярную концентрацию:
\[ C = \frac{0,4202}{0,2} \approx 2,101 \, моль/л. \]
- Нормальная концентрация (C_n) для соли KBr (в данном случае это одноосная соль) равна молярной концентрации:
\[ C_n = C \approx 2,101 \, экв/л. \]
- Моляльная концентрация (m) рассчитывается по формуле:
\[ m = \frac{n}{m_{растворителя}} \]
где \( m_{растворителя} \) — масса растворителя (воды) в килограммах. Масса растворителя (воды) будет равна массе раствора минус масса растворенного вещества:
\[ m_{растворителя} = m_{раствора} - m_{растворенного\ вещества} = 232 \, г - 50 \, г = 182 \, г = 0.182 \, кг. \]
Теперь мы можем найти моляльную концентрацию:
\[ m = \frac{0,4202}{0,182} \approx 2,31 \, моль/кг. \]
Теперь подведем итоги:
- Массовая доля растворенного вещества: \(\omega \approx 21,55\%\)
- Молярная концентрация: \(C \approx 2,101 \, моль/л\)
- Нормальная концентрация: \(C_n \approx 2,101 \, экв/л\)
- Моляльная концентрация: \(m \approx 2,31 \, моль/кг\)
