Давайте подробно решим задачу: выразим состав раствора вещества В (H₂SO₄) с заданной массовой долей (\omega(V) = 67,35%) и плотностью (\rho = 1,580, г/см^3) через молярную концентрацию, молярную концентрацию эквивалентов и моляльную концентрацию.
Шаг 1. Запишем известные параметры:
Массовая доля вещества В (H₂SO₄):
[
\omega(V) = 67,35%
]
или в десятичном виде:
[
\omega(V) = 0,6735
]
Плотность раствора:
[
\rho = 1,580, г/см^3
]
Шаг 2. Определим массовую концентрацию (массу растворённого вещества в 1 литре раствора)
Обозначим:
- объём раствора:
[
V_{раствора} = 1, л = 1000, см^3
]
- массу раствора в 1 литре:
[
m_{раствора} = \rho \times V_{раствора} = 1,580, г/см^3 \times 1000, см^3 = 1580, г
]
Масса растворённого вещества В в 1 литре:
[
m_{В} = \omega(V) \times m_{раствора} = 0,6735 \times 1580, г \approx 1064,43, г
]
Масса растворителя (воды):
[
m_{воды} = m_{раствора} - m_{В} = 1580, г - 1064,43, г \approx 515,57, г
]
Шаг 3. Найдём число молей вещества В (H₂SO₄)
Молярная масса H₂SO₄:
[
M_{H_2SO_4} = 2 \times 1,008 + 32,06 + 4 \times 16 = 98,08, г/моль
]
Количество молей В:
[
n_{В} = \frac{m_{В}}{M_{H_2SO_4}} = \frac{1064,43, г}{98,08, г/моль} \approx 10,86, моль
]
Шаг 4. Выразим молярную концентрацию (C_{М})
Молярная концентрация (моль/л):
[
C_{М} = n_{В} / V_{раствора} = 10,86, моль / 1, л = 10,86, моль/л
]
Шаг 5. Выразим молярную концентрацию эквивалентов (C_{Э})
Для H₂SO₄ — дифункциональное соединение, каждый моль содержит 2 акцепторные и 2 донорные водородные ионы (в зависимости от определения). По условию, для расчёта эквивалентов используем число эквивалентов:
[
n_{экв} = n_{мол} \times z
]
где (z) — число электронов или водородных ионов, участвующих в реакции.
Для H₂SO₄ — число эквивалентов:
[
z = 2
]
(так как одна MolH₂SO₄ может дать 2 H+ при реакции)
Молярная концентрация эквивалентов:
[
C_{Э} = C_{М} \times z = 10,86, \моль/л \times 2 \approx 21,72, \textекв/л
]
Шаг 6. Молярная концентрация по моляльности (C_{Мол})
Молярность по моляльности — это число молей растворенного вещества в 1 кг растворителя.
Масса воды:
[
m_{воды} \approx 515,57, г = 0,51557, кг
]
Молярность по моляльности:
[
C_{мол} = \frac{n_{В}}{m_{воды}, (в, кг)} = \frac{10,86, моль}{0,51557, кг} \approx 21,07, моль/кг
]
Итоговая формулировка:
- Массовая доля В: 67,35%
- Объёмный состав:
В 1 л раствора содержится примерно 10,86 моль H₂SO₄.
- Молярная концентрация:
[
\boxed{
C_{М} \approx 10,86, \text{моль/л}
}
]
- Молярная концентрация эквивалентов:
[
\boxed{
C_{Э} \approx 21,72, \text{экв/л}
}
]
- Моляльная концентрация:
[
\boxed{
C_{мол} \approx 21,07, \text{моль/кг}
}
]
Если нужен более конкретный формат или разъяснения по формуле, скажите!
