Сколько граммов медного купороса надо растворить в воде, чтобы приготовить 20 литров 1,5М раствора? Сколько воды потребуется?

Чтобы решить задачу, давайте разберем все шаги по порядку:

Шаг 1: Понимание терминов

Молярная концентрация (М) раствора обозначает количество вещества, выраженное в молях, на объем раствора в литрах. Например, 1,5 М означает, что в 1 литре раствора содержится 1,5 моля растворенного вещества.

Шаг 2: Определение количества молей

Мы хотим приготовить 20 литров 1,5 М раствора медного купороса (CuSO₄·5H₂O). Чтобы найти, сколько молей медного купороса нам нужно, используем формулу:

\[ n = C \times V \]

где:

• \( n \) — количество молей,
• \( C \) — молярная концентрация (1.5 М),
• \( V \) — объем в литрах (20 л).

Подставляем значения:

\[ n = 1.5 \, \text{mol/L} \times 20 \, \text{L} = 30 \, \text{mol} \]

Шаг 3: Молярная масса медного купороса

Нам теперь нужно узнать, сколько граммов медного купороса необходимо для 30 молей. Для этого найдем его молярную массу.

Состав меди (CuSO₄·5H₂O):

• Cu: 63.55 г/моль
• S: 32.07 г/моль
• O: 16.00 г/моль (4 атома в SO₄)
• H₂O: 5 × (2.02 г/моль + 16.00 г/моль) = 90.10 г/моль

Разложим молярную массу: \[ \text{M(CuSO₄·5H₂O)} = 63.55 + 32.07 + (4 \times 16.00) + 90.10 \] \[ = 63.55 + 32.07 + 64.00 + 90.10 = 249.72 \, \text{г/моль} \]

Шаг 4: Подсчет массы

Теперь, зная моля и молярную массу, можем рассчитать массу медного купороса:

\[ m = n \times M \]

где:

• \( m \) — масса,
• \( n \) — количество молей (30 моль),
• \( M \) — молярная масса (249.72 г/моль).

Подставляем:

\[ m = 30 \, \text{mol} \times 249.72 \, \text{g/mol} = 7491.6 \, \text{g} \]

Шаг 5: Определение объема воды

Чтобы достичь нужного объема (20 литров), нам нужно просто заполнить оставшийся объем, используя воду. Так как медный купорос растворяется в воде, объем самого растворителя (воды) мы можем считать равным общему объему раствора минус объем, занятый медным купоросом.

Однако, для простоты, можно считать, что мы просто добавляем необходимое количество вещества в 20 литров воды.

Ответ

• Для приготовления 20 литров 1,5 М раствора медного купороса нужно растворить 7491.6 граммов медного купороса.
• Для этого, в итоге, потребуется 20 литров воды (учитывая, что масса соли не меняет объем воды обеспеченно и находится в пределах допустимого).

Если есть какие-либо дополнительные вопросы или необходимо что-то уточнить, пожалуйста, дайте знать!