Определите какую массу заданного химического вещества и воды потребуется взять для приготовления 500мл раствора HaSo4, молярная концентрация которого 2,4 м
Давайте подробно разберем задачу по приготовлению раствора гидросульфата (H₂SO₄), указывая все необходимые шаги и объяснения.
Задача:
Определить, какую массу H₂SO₄ и воды нужно взять для получения 500 мл раствора с молярной концентрацией 2,4 м (миллиемоль на литр).
Шаг 1: Расшифровка данных
- Объем раствора: 500 мл = 0,5 л
- Молярная концентрация: 2,4 м = 2,4 ммоль/л
- 1 м (миллиомоль) = 1×10⁻³ моль, значит 2,4 ммоль = 2,4×10⁻³ моль
Шаг 2: Определение общего количества вещества H₂SO₄
Молярность (C) равна количеству вещества (n), деленному на объем раствора (V):
\[ C = \frac{n}{V} \quad \Rightarrow \quad n = C \times V \]
Где:
- \(C = 2,4 \text{ ммоль/л} = 2,4 \times 10^{-3} \text{ моль/л}\)
- \(V = 0,5 \text{ л}\)
Подставим значения:
\[ n = 2,4 \times 10^{-3} \text{ моль/л} \times 0,5 \text{ л} = 1,2 \times 10^{-3} \text{ моль} \]
Итак, в растворе содержится 1,2 ммоль (или 1,2×10⁻³ моль) H₂SO₄.
Шаг 3: Определение массы H₂SO₄
Молярная масса H₂SO₄:
\[ M_{H_2SO_4} = 2 \times 1{,}008 + 32 + 4 \times 16 = 98\, г/моль \]
(учитываем атомные массы: H ≈ 1,008; S = 32; O ≈ 16)
Масса вещества:
\[ m = n \times M = 1,2 \times 10^{-3} \text{ моль} \times 98\, г/моль = 0,1176\, г \]
То есть, для приготовления 0,5 литров раствора потребуется около 0,118 г H₂SO₄.
Шаг 4: Расчет объема растворенного H₂SO₄
Зная, что в химических практиках гидросульфат продается концентрированным (обычно около 98%), чтобы приготовить раствор, нужно разбавлять концентрированный H₂SO₄.
Если мы используем концентрированный раствор:
- Концентрация концентрата приблизительно 98% по массе.
- Плотность концентрированного раствора — около 1,84 г/мл (можно уточнить на этикетке).
Чтобы получить 0,118 г H₂SO₄ из концентрированного раствора:
\[ V_{конц} = \frac{\text{масса H₂SO₄}}{\text{массовая доля} \times \text{плотность}} \]
Масса, которая нужна:
\[ m_{конц} = \frac{0,118\, г}{0,98} \approx 0,12\, г \]
Объем концентрированного раствора:
\[ V_{конц} = \frac{0,12\, г}{1,84\, г/мл} \approx 0,065\, мл \]
Итог:
Для приготовления 500 мл раствора гидросульфата с концентрацией 2,4 ммоль/л потребуется:
- Около 0,12 г концентрированного H₂SO₄, разбавленного в воде до общего объема 500 мл.
или, более наглядно:
- Добавьте около 0,07-0,1 мл концентрированного H₂SO₄ (очень аккуратно, медленно, с добавлением воды и постоянным помешиванием), затем долейте водой до 500 мл.
Обратите внимание:
Работайте с концентрированным H₂SO₄ очень осторожно — он горячий и коррозионный. Всегда добавляйте кислоту в воду, а не наоборот.
Если нужен более точный расчет или помощь с подготовкой раствора, спрашивайте!
