В химическую лабораторию привезли на исследование воду из нового открытого минерального источника. Для определения содержания сульфатов к 100 мл воды добавили раствор хлорида…
В химическую лабораторию привезли на исследование воду из нового открытого минерального источника. Для определения содержания сульфатов к 100 мл воды добавили раствор хлорида бария, затем отфильтровали образовавшийся осадок, промыли его, высушили, прокалили и взвесили. Масса осадка составила 233 мг. Какая масса сульфатов содержится в 1 л минеральной воды? Какая масса сульфат-ионов содержится в 1 л исследуемой воды, если вам известна масса сульфат-ионов в 100 мл минеральной воды?
Задача решается по принципу выпадения осадка BaSO4: каждый молекула сульфатов (SO4^2−) образует одну молекулу BaSO4. Следовательно, масса BaSO4 пропорционально соответствует количеству сульфатов в пробе.
Данные:
- Масса осадка BaSO4 = 233 mg = 0.233 g
- Молярная масса BaSO4 ≈ 233.39 g/mol
- Молярная масса SO4^2− ≈ 96.06 g/mol
Расчеты:
Найдем количество молей BaSO4, образовавшегося из сульфатов в 100 мл воды: n(BaSO4) = m(BaSO4) / M(BaSO4) = 0.233 g / 233.39 g/mol ≈ 9.99×10^−4 mol
Это же количество молей SO4^2− присутствовало в 100 мл воды. Массу сульфатов в 100 мл получаем по М(SO4^2−): m(SO4^2−)_100mL = n × M(SO4^2−) = (9.99×10^−4 mol) × (96.06 g/mol) ≈ 0.0960 g ≈ 96 mg
Масса сульфатов в 1 L (10 раз больше объема по сравнению с 100 мл): m(SO4^2−)_1L ≈ 0.0960 g × 10 ≈ 0.960 g
Ответы:
- Масса сульфатов, содержащихся в 1 л минеральной воды: примерно 0.96 г.
- Масса сульфат-ионов в 1 л исследуемой воды, если известно, что масса сульфат-ионов в 100 мл равна 0.096 г: примерно 0.96 г (то же значение, просто масштабировано на 1 л).
Примечание:
- Реакция: BaCl2 + SO4^2− → BaSO4(s) + 2 Cl^−
- Соотношение моль: 1 моль BaSO4 образуется на 1 моль SO4^2−. Поэтому масса BaSO4 прямо пропорциональна количеству сульфатов в образце.
