Сколько млл соляной кислоты плотностью 1,198 требуется для приготовления 5л раствора 0,3н раствора
Давайте решим задачу пошагово, чтобы понять, сколько миллилитров соляной кислоты понадобится для приготовления 5 литров 0,3-н раствора.
Дано:
- Объем готового раствора: \( V_{итого} = 5\,л = 5000\,мл \)
- Концентрация конечного раствора: \( C_{конечный} = 0,3\,н \)
- Плотность соляной кислоты: \( \rho = 1,198\,г/мл \)
Цель: найти объем исходной соляной кислоты \( V_{исходный} \)
Шаг 1: Обозначим параметры
- \( C_{конечный} \) — концентрация в нормалях (н)
- \( V_{итого} \) — объем готового раствора
- \( V_{исходный} \) — объем соляной кислоты, который нужно взять
Шаг 2: Связь между концентрацией, объемом и количеством вещества
Концентрация в нормах (н) — это количество эквивалентов растворенного вещества на один литр раствора.
Количество вещества (в эквивалентах): \[ n = C \times V \] где \( V \) — объем в литрах, \( C \) — концентрация в н.
Общее количество эквивалентов в конечном растворе: \[ n_{итого} = C_{конечный} \times V_{итого} \]
Подставим значения: \[ n_{итого} = 0,3\,н \times 5\,л = 1,5 \text{ эквивалентов} \]
Шаг 3: Определение количества эквивалентов в исходной кислоте
Поскольку мы добавляем чистую соляную кислоту в исходном виде, то количество эквивалентов в ней равно количеству эквивалентов в конечном растворе, поэтому:
Объем исходной кислоты \( V_{исходный} \) необходим так, чтобы обеспечить \( n_{исходный} = 1,5 \) эквивалентов.
Шаг 4: Определение концентрации исходной кислоты
Чтобы найти объем \( V_{исходный} \), нам нужно знать концентрацию исходной кислоты в нормах.
В задаче дано, что плотность кислоты равна 1,198 г/мл.
Молярная масса HCl: приблизительно 36,5 г/моль.
Объем 1 мл кислоты массой 1,198 г.
Расчитаем концентрацию (в моль/л):
- Масса 1 мл кислоты: 1,198 г
- Мольность: \[ C_{моль} = \frac{маса}{молярная масса} = \frac{1,198\,г}{36,5\,г/моль} \approx 0,0328\,моль \] в 1 мл.
- В 1 литре (1000 мл): \[ C_{моль/л} = 0,0328\,моль/мл \times 1000\,мл = 32,8\,моль/л \]
Теперь, чтобы определить нормальность:
- В одной молекуле HCl один эквивалент, так как она является одновалентной кислотой.
- Тогда 1 моль HCl содержит 1 эквивалент.
Следовательно:
\[ C_{норм} = C_{моль} \approx 32,8\,н \text{(экв/л)} \]
Шаг 5: Рассчитаем объем исходной кислоты
Используем соотношение:
\[ n = C_{исходный} \times V_{исходный} \]
где
- \( n = 1,5 \) эквивалентов
- \( C_{исходный} = 32,8\,н \)
Тогда:
\[ V_{исходный} = \frac{n}{C_{исходный}} = \frac{1,5}{32,8} \text{ л} \]
Переведем в миллилитры:
\[ V_{исходный} = \frac{1,5}{32,8} \times 1000\,мл \approx 45,7\,мл \]
Ответ:
Для приготовления 5 литров 0,3-н раствора соляной кислоты потребуется примерно 46 мл исходной кислоты плотностью 1,198 г/мл.
