В каком объёме необходимо взять каждый из двух растворов соляной кислоты, имеющих концентрацию с (HCl)=0,6 моль/л и w(массовая доля HCl)=20%, чтобы после их смешения получить раствор объёмом 1 л с концентрацией c (HCl)=1 моль/л?

Химия 11 класс Растворы и их свойства растворы соляной кислоты концентрация HCl массовая доля HCl смешение растворов объем раствора 11 класс химия Новый

Для решения этой задачи нам необходимо использовать понятия о концентрации растворов и их объёме. Мы имеем два раствора соляной кислоты (HCl): один с молярной концентрацией 0,6 моль/л и другой с массовой долей 20%. Нам нужно смешать эти растворы так, чтобы получить 1 л раствора с концентрацией 1 моль/л.

Давайте обозначим:

• V1 - объём первого раствора (с концентрацией 0,6 моль/л);
• V2 - объём второго раствора (с массовой долей 20%);

Сначала определим, сколько моль HCl нам нужно в конечном растворе:

• Концентрация конечного раствора c(HCl) = 1 моль/л;
• Объём конечного раствора V = 1 л;
• Количество вещества HCl в конечном растворе n(HCl) = c(HCl) * V = 1 моль/л * 1 л = 1 моль.

Теперь определим, сколько моль HCl содержится в каждом из растворов:

1. Для первого раствора:

• c1 = 0,6 моль/л;
• n1 = c1 * V1 = 0,6 * V1.

2. Для второго раствора:

• Сначала найдем молярную концентрацию второго раствора. Массовая доля HCl w = 20% означает, что в 100 г раствора содержится 20 г HCl.
• Молярная масса HCl примерно равна 36,5 г/моль, следовательно, количество вещества HCl в 20 г:
• n2 = 20 г / 36,5 г/моль ≈ 0,547 моль.
• Объём второго раствора можно найти через его плотность. Плотность 20% раствора HCl примерно равна 1,1 г/мл, значит, 100 г раствора занимают 100 г / 1,1 г/мл ≈ 90,9 мл или 0,0909 л.
• Следовательно, c2 = n2 / V2 = 0,547 моль / 0,0909 л ≈ 6 моль/л.

Теперь мы можем записать уравнение для общего количества HCl:

• n(HCl) = n1 + n2;
• 1 моль = 0,6 * V1 + 6 * V2.

Также мы знаем, что общий объём растворов равен 1 л:

• V1 + V2 = 1 л.

Теперь у нас есть система уравнений:

1. 0,6 * V1 + 6 * V2 = 1;
2. V1 + V2 = 1.

Решим эту систему. Из второго уравнения выразим V2:

• V2 = 1 - V1.

Подставим это выражение во первое уравнение:

• 0,6 * V1 + 6 * (1 - V1) = 1;
• 0,6 * V1 + 6 - 6 * V1 = 1;
• -5,4 * V1 + 6 = 1;
• -5,4 * V1 = 1 - 6;
• -5,4 * V1 = -5;
• V1 = 5 / 5,4 ≈ 0,926 л.

Теперь найдем V2:

• V2 = 1 - V1 = 1 - 0,926 ≈ 0,074 л.

Таким образом, чтобы получить 1 л раствора с концентрацией 1 моль/л, необходимо взять:

• V1 ≈ 0,926 л раствора с c(HCl) = 0,6 моль/л;
• V2 ≈ 0,074 л раствора с w(HCl) = 20%.

Эти результаты показывают, какие объёмы растворов необходимо использовать для получения желаемого раствора.