Ниже подробные решения задач по химии (массовая доля). Я поясняю шаги и делаю явные выводы.
Задача 1 Дано:
- Масса раствора до добавления: 200 г
- Массовая доля растворённого вещества (до добавления): 10% → масса растворённого вещества = 0.10 × 200 = 20 г
- Добавлено 50 г нового вещества (предположим, что это чистое вещество, отличное от исходного растворённого вещества)
Находим массовую долю нового вещества в итоговом растворе:
- Общая масса после добавления: 200 + 50 = 250 г
- Масса нового вещества: 50 г
- Массовая доля нового вещества = 50 / 250 = 0.20 = 20%
Ответ: 20%.
Задача 2 Дано (один из распространённых форматов):
- Имеется два раствора, образующих общий раствор. Массовая доля растворённого вещества в растворе 1: w1 = 40% = 0.40
- Массовая доля растворённого вещества в растворе 2: w2 = 12% = 0.12
- Общая масса конечного раствора: M = 60 г
- Нужно найти массу растворителя (то есть невнесённого в раствор вещества) в итоговой смеси.
Важно: задача не сообщает отношение масс двух исходных растворов. Следовательно, окончательный ответ не однозначен без дополнительной информации. Можно получить зависимость, или сделать допущение.
Пошаговый разбор:
- Пусть m1 — масса раствора 1, m2 — масса раствора 2. Тогда m1 + m2 = 60.
- Масса растворителя в растворе 1: (1 − w1) m1 = 0.60 m1
- Масса растворителя в растворе 2: (1 − w2) m2 = 0.88 m2
- Масса растворителя в итоговом растворе S = 0.60 m1 + 0.88 m2
- Подставим m2 = 60 − m1: S = 0.60 m1 + 0.88(60 − m1) = 0.60 m1 + 52.8 − 0.88 m1 = 52.8 − 0.28 m1
Из этого видно: масса растворителя зависит от того, сколько какого раствора взято. S может варьировать в зависимости от соотношения м1 и м2.
Ниже два примера для наглядности:
- Пример 1: равные массы m1 = m2 = 30 г
- S = 0.60×30 + 0.88×30 = 18 + 26.4 = 44.4 г
- Масса растворителя в итоговом растворе: 44.4 г
- Масса растворённого вещества в итоговом растворе: M_solute = w1 m1 + w2 m2 = 0.40×30 + 0.12×30 = 12 + 3.6 = 15.6 г
- Массовая доля итогового раствора: 15.6 / 60 = 26%
- Пример 2: взять весь объём одного раствора, например m1 = 60 г, m2 = 0
- S = 0.60×60 = 36 г
- Итоговая масса растворителя: 36 г
- Итоговая масса растворённого вещества: 0.40×60 = 24 г
- Массовая доля в итоге: 24 / 60 = 40% Итого: масса растворителя зависит от соотношения двух растворов. Без дополнительной информации конкретное числовое значение найти невозможно. При необходимости можно задать какое-то соотношение и посчитать.
Задача 3 Дано:
- Раствор 1: масса m1 = 200 г, массовая доля растворённого вещества w1 = 2% = 0.02
- Раствор 2: масса m2 = 150 г, массовая доля w2 = 10% = 0.10
- Смешали: полученный раствор массой M = m1 + m2 = 350 г
Находим массу растворённого вещества и массовую долю получившегося раствора:
- Масса растворённого вещества в первом растворе: w1 m1 = 0.02 × 200 = 4 г
- Масса растворённого вещества во втором растворе: w2 m2 = 0.10 × 150 = 15 г
- Общая масса растворённого вещества в смеси: M_solute = 4 + 15 = 19 г
- Масса растворителя в смеси: M_solvent = M − M_solute = 350 − 19 = 331 г
- Массовая доля получившегося раствора: w_final = M_solute / M = 19 / 350 ≈ 0.05429 = 5.43%
Ответы:
- Задача 1: 20%
- Задача 2: зависит от соотношения масс двух исходных растворов; формула S = 52.8 − 0.28 m1, где m1 — масса раствора 1 (м1 + m2 = 60). При равных массах (30 г и 30 г) — 44.4 г растворителя, итоговая доля раствора — 26%.
- Задача 3: масса итогового раствора 350 г; масса растворённого вещества 19 г; массовая доля итогового раствора ≈ 5.43%; масса растворителя ≈ 331 г.