Задача на смешивание растворов
Условие задачи: В лаборатории есть два раствора кислоты. Первый раствор содержит 10% кислоты, а второй - 30% кислоты. Необходимо смешать 200 мл первого раствора с определённым объёмом второго раствора, чтобы получить 20% раствор кислоты. Сколько миллилитров второго раствора нужно добавить?
Решение
Обозначим переменные:
- Объём первого раствора (10% кислоты) = \( V_1 = 200 \) мл
- Объём второго раствора (30% кислоты) = \( V_2 \) мл (это то, что мы ищем)
Составим уравнение для нахождения обёма кислоты в каждом растворе:
Объём кислоты в первом растворе: \[ C_1 = 10\% \text{ от } V_1 = 0.1 \times 200 = 20 \text{ мл кислоты} \]
Объём кислоты во втором растворе: \[ C_2 = 30\% \text{ от } V_2 = 0.3 \times V_2 \text{ мл кислоты} \]
Общий объём растворов после смешивания: \[ V_{\text{общ}} = V_1 + V_2 = 200 + V_2 \text{ (мл)} \]
Составим уравнение для концентрации (мы хотим получить 20% раствор): Общая кислота после смешивания составит: \[ C_{\text{общ}} = \frac{\text{Объём кислоты в первом растворе} + \text{Объём кислоты во втором растворе}}{\text{Общий объём растворов}} \] То есть: \[ 20 + 0.3V_2 = 0.2 \times (200 + V_2) \]
Раскроем скобки и упростим уравнение: \[ 20 + 0.3V_2 = 40 + 0.2V_2 \]
Переносим все элементы с \(V_2\) в одну сторону: \[ 0.3V_2 - 0.2V_2 = 40 - 20 \] \[ 0.1V_2 = 20 \]
Решим это уравнение по \(V_2\): \[ V_2 = \frac{20}{0.1} = 200 \text{ мл} \]
Ответ:
Чтобы получить 20% раствор кислоты, необходимо добавить 200 мл второго раствора (30% кислоты) к 200 мл первого раствора (10% кислоты).