Как определить молярную и нормальную концентрацию растворенного вещества в 5 литрах раствора, если плотность раствора равна 1,57 г/мл, а массовая доля серной кислоты составляет 77%?

Химия 11 класс Растворы и их концентрации молярная концентрация нормальная концентрация серная кислота плотность раствора массовая доля растворенное вещество 5 литров раствора Новый

Для определения молярной и нормальной концентрации серной кислоты в растворе, нам нужно выполнить несколько шагов. Давайте разберем этот процесс поэтапно.

Шаг 1: Определение массы раствора

Сначала нужно найти массу всего раствора. Плотность раствора равна 1,57 г/мл. Поскольку у нас 5 литров раствора, мы можем перевести это значение в миллилитры:

• 5 литров = 5000 мл

Теперь можем вычислить массу раствора, используя формулу:

• Масса = Плотность × Объем

Подставляем значения:

• Масса раствора = 1,57 г/мл × 5000 мл = 7850 г

Шаг 2: Определение массы серной кислоты в растворе

Теперь, зная массовую долю серной кислоты (77%), можем найти массу серной кислоты в растворе:

• Масса H2SO4 = Масса раствора × Массовая доля

Подставляем значения:

• Масса H2SO4 = 7850 г × 0,77 = 6045 г

Шаг 3: Определение количества молей серной кислоты

Теперь найдем количество молей серной кислоты. Для этого нам нужно знать молярную массу H2SO4. Она составляет:

• H (водород) = 1 г/моль × 2 = 2 г/моль
• S (сера) = 32 г/моль
• O (кислород) = 16 г/моль × 4 = 64 г/моль
• Молярная масса H2SO4 = 2 + 32 + 64 = 98 г/моль

Теперь можем вычислить количество молей:

• Количество молей = Масса H2SO4 / Молярная масса H2SO4

Подставляем значения:

• Количество молей = 6045 г / 98 г/моль ≈ 61,5 моль

Шаг 4: Определение молярной концентрации

Молярная концентрация (C) определяется как количество молей вещества на объем раствора в литрах:

• C = Количество молей / Объем раствора (л)

Подставляем значения:

• C = 61,5 моль / 5 л = 12,3 моль/л

Шаг 5: Определение нормальной концентрации

Нормальная концентрация (N) для серной кислоты определяется как количество эквивалентов на литр раствора. Серная кислота может отдать два протона (H+), поэтому нормальная концентрация будет в два раза больше молярной:

• N = 2 × C

Подставляем значения:

• N = 2 × 12,3 моль/л = 24,6 н/л

Итак, итоговые результаты:

• Молярная концентрация серной кислоты в растворе составляет 12,3 моль/л.
• Нормальная концентрация серной кислоты в растворе составляет 24,6 н/л.