В 200 г раствора (p=1,115 г/мл) содержится 40 г азотной кислоты. Как можно вычислить молярную долю кислоты в растворе и молярную концентрацию раствора?

Химия 11 класс Растворы и их свойства молярная доля кислоты молярная концентрация раствора расчет молярной доли азотная кислота в растворе химия 11 класс Новый

Для решения задачи нам необходимо сначала вычислить молярную долю азотной кислоты в растворе, а затем молярную концентрацию раствора. Давайте разберем это шаг за шагом.

Шаг 1: Вычисление молярной доли азотной кислоты

Молярная доля (X) компонента в растворе определяется по формуле:

X = n_компонента / (n_компонента + n_раствора)

• 1.1. Найдем количество вещества (молей) азотной кислоты (HNO3):
• Молярная масса азотной кислоты: H = 1 г/моль, N = 14 г/моль, O = 16 г/моль.
• Молярная масса HNO3 = 1 + 14 + 3*16 = 63 г/моль.
• Количество вещества HNO3: n(HNO3) = масса / молярная масса = 40 г / 63 г/моль ≈ 0,634 моль.
• 1.2. Найдем массу раствора (всего):
• Масса раствора = 200 г.
• 1.3. Найдем массу растворителя (воды):
• Масса растворителя = масса раствора - масса HNO3 = 200 г - 40 г = 160 г.
• 1.4. Найдем количество вещества растворителя (воды):
• Молярная масса воды (H2O) = 2*1 + 16 = 18 г/моль.
• Количество вещества воды: n(H2O) = 160 г / 18 г/моль ≈ 8,89 моль.
• 1.5. Теперь подставим значения в формулу для молярной доли:
• X(HNO3) = n(HNO3) / (n(HNO3) + n(H2O)) = 0,634 / (0,634 + 8,89) ≈ 0,066.

Таким образом, молярная доля азотной кислоты в растворе составляет примерно 0,066.

Шаг 2: Вычисление молярной концентрации раствора

Молярная концентрация (C) раствора определяется по формуле:

C = n_компонента / V_раствора

• 2.1. Найдем объем раствора:
• Плотность раствора (p) = 1,115 г/мл.
• Объем раствора: V = масса / плотность = 200 г / 1,115 г/мл ≈ 179,4 мл = 0,1794 л.
• 2.2. Теперь подставим значения в формулу для молярной концентрации:
• C(HNO3) = n(HNO3) / V = 0,634 моль / 0,1794 л ≈ 3,53 моль/л.

Таким образом, молярная концентрация раствора азотной кислоты составляет примерно 3,53 моль/л.

Итак, мы вычислили:

• Молярная доля азотной кислоты в растворе: примерно 0,066.
• Молярная концентрация раствора: примерно 3,53 моль/л.