Для решения задачи о приготовлении раствора хлорида натрия (NaCl) нужной концентрации, давайте систематически разберемся с каждым этапом.
Задача:
Мы должны определить, сколько растворов хлорида натрия 60%-й и 10%-й концентраций нужно смешать, чтобы получить 30 г раствора 25%-й концентрации.
Шаг 1: Определение необходимых данных
Для начала давайте запишем информацию из условия задачи:
- Объем конечного раствора \( V_f = 30 \) г
- Концентрация конечного раствора \( C_f = 25\% \)
- Концентрация первого раствора (60%) \( C_1 = 60\% \)
- Концентрация второго раствора (10%) \( C_2 = 10\% \)
Шаг 2: Находим массу вещества в конечном растворе
Чтобы найти, сколько натрия хлорида нужно для приготовления 30 г раствора 25%-й концентрации, используем формулу:
\[ m = C_f \cdot V_f \]
Где:
- \( m \) — масса хлорида натрия в конечном растворе.
- \( C_f \) — концентрация конечного раствора (в долях).
Преобразуем проценты в дробное представление:
\[ C_f = \frac{25}{100} = 0.25 \]
Теперь подставим данные:
\[ m = 0.25 \cdot 30 = 7.5 \text{ г} \]
Это значит, что в конечном растворе должно быть 7.5 г NaCl.
Шаг 3: Установление уравнения смешивания
Обозначим:
- \( x \) — масса 60%-го раствора.
- \( y \) — масса 10%-го раствора.
Согласно условию у нас есть два уравнения:
Сумма масс растворов: \[ x + y = 30 \text{ г} \quad \text{(1)} \]
Общая масса хлорида натрия в растворах: \[ 0.6x + 0.1y = 7.5 \text{ г} \quad \text{(2)} \]
Шаг 4: Решение системы уравнений
Теперь решим систему этих двух уравнений.
Из уравнения (1) выразим \( y \):
\[ y = 30 - x \]
Подставляем \( y \) в уравнение (2):
\[ 0.6x + 0.1(30 - x) = 7.5 \]
Раскроем скобки:
\[ 0.6x + 3 - 0.1x = 7.5 \]
Соберем подобные:
\[ 0.5x + 3 = 7.5 \]
Теперь, вычтем 3 из обеих сторон:
\[ 0.5x = 4.5 \]
И поделим на 0.5:
\[ x = 9 \text{ г} \]
Теперь подставим значение \( x \) обратно в уравнение (1) для нахождения \( y \):
\[ y = 30 - 9 = 21 \text{ г} \]
Шаг 5: Подведение итогов
Теперь мы узнали, сколько растворов нам нужно:
- 9 г 60%-го раствора
- 21 г 10%-го раствора
Шаг 6: Отмеривание и смешивание растворов
- Отмерить 9 г 60%-го раствора с помощью мерного цилиндра и перелить его в колбу.
- Отмерить 21 г 10%-го раствора также с помощью мерного цилиндра и добавить в ту же колбу.
- Перемешайте растворы до получения однородной смеси.
Теперь у вас есть 30 г 25%-го раствора хлорида натрия!