Примеры решения задач. Пример 1.Раствор серной кислоты в воде с концентрацией 16 % (мас.) имеет плотность d = 1,109 г/см3

Пример 1. Раствор серной кислоты в воде с концентрацией 16 % (мас.) имеет плотность d = 1,109 г/см³. Выразить концентрацию этого раствора всеми способами.

Решение. 1. Выделим мысленно 1 кг раствора и найдем его объем: .

2. Найдем массу растворенного вещества (H₂SO₄) по формуле (34):

3. По формуле (35) вычислим концентрацию раствора серной кислоты в г/л:

4. Найдем количество молей серной кислоты:

5. По формуле (36) вычислим молярную концентрацию раствора серной кислоты:

6. Найдем массу растворителя (Н₂О):

7. По формуле (37) вычислим моляльную концентрацию раствора серной кислоты:

8. Найдем количество молей воды:

9. По формуле (38) найдем мольную долю серной кислоты:

10. По формуле (39) определим нормальную концентрацию раствора серной кислоты (для серной кислоты количество обменных эквивалентов в одном моле вещества z = 2):

Пример 2. Какой объем раствора серной кислоты концентрацией 10 % (d = 1,066 г/см³) требуется для приготовления 200 мл 1 н. раствора?

Решение. 1. найдем массу серной кислоты, содержащейся в 200 мл 1 н. раствора. Для этого вычислим молярную концентрацию раствора по формуле (39): количество вещества серной кислоты по формуле (36)

и ее массу .

2. Подставим найденную массу серной кислоты в уравнение (34) и вычислим объем 10 % раствора

Пример 3. Какой объем воды следует прибавить к 500 мл раствора, содержащего 40 г сульфата никеля, чтобы понизить его концентрацию до 0,05 моль/л?

Решение. 1. По уравнению (36) найдем объем 0,05 М раствора (V ₂): .

2. Найдем объем воды: .

Пример 4. Найти молярную концентрацию раствора карбоната натрия, полученную при смешивании 600 мл 2,15 % раствора (d = 1,02 /см³) и 200 мл 8,82 % раствора (d = 1,09 г/см³).

Решение. 1. Найдем количество вещества карбоната натрия в каждом из смешиваемых растворов:

2. Вычислим молярную концентрацию полученного раствора:

Пример 5. Какой объем раствора серной кислоты концентрацией 0,42 моль/л потребуется для нейтрализации 20 мл раствора гидроксида калия концентрацией 6 % (d = 1,053 г/см³)?

Решение. 1. Составим уравнение реакции:

2KOH + H₂SO₄ ® K₂SO₄ + 2H₂O

2. По уравнению (34) найдем количество вещества KOH

3. По уравнению реакции на 2 моль KOH приходится 1 моль Н₂SO₄, следовательно, для реакции с 0,02 моль гидроксида калия требуется 0,01 моль серной кислоты.

4. По уравнению (36) найдем объем раствора серной кислоты: