Какой объём раствора с массовой долей северной кислоты 60% (плотность 1,5 г/мл) и раствора с массовой долей серной кислоты 30% (плотность 1,2 г/мл) нужно взять для приготовления раствора H2SO4 массой 240 г с массовой долей кислоты 50%?

Химия 9 класс Растворы и их свойства объем раствора массовая доля северная кислота серная кислота Плотность H2SO4 приготовление раствора 9 класс химия задача по химии Новый

Дано:

• Массовая доля северной кислоты (ω₁): 60% = 0.6
• Плотность раствора северной кислоты (ρ₁): 1.5 г/мл
• Массовая доля серной кислоты (ω₂): 30% = 0.3
• Плотность раствора серной кислоты (ρ₂): 1.2 г/мл
• Массовая доля целевого раствора (ω₃): 50% = 0.5
• Масса целевого раствора (m₃): 240 г

Найти:

• Объем раствора с 60%-ной кислоты (V₁)
• Объем раствора с 30%-ной кислотой (V₂)

Решение:

Сначала определим, сколько серной кислоты должно содержаться в новом растворе. Это можно сделать, умножив массу целевого раствора на его массовую долю кислоты:

m₃(H₂SO₄) = m₃ * ω₃ = 240 г * 0.5 = 120 г.

Теперь введем обозначение. Пусть масса раствора с 30%-ной серной кислотой равна x г. Тогда масса раствора с 60%-ной кислоты будет равна (240 - x) г. Обозначим массу серной кислоты в растворе с 30%-ной кислотой как y г. Соответственно, масса серной кислоты в растворе с 60%-ной кислотой будет равна (120 - y) г.

Теперь составим систему уравнений:

1. Согласно массовой доле серной кислоты в растворе с 30%: y / x = 0.3, откуда y = 0.3x.
2. Согласно массовой доле серной кислоты в растворе с 60%: (120 - y) / (240 - x) = 0.6, откуда (120 - y) = 0.6(240 - x).

Подставив значение y из первого уравнения во второе, получаем:

(120 - 0.3x) = 0.6(240 - x).

Решая это уравнение, мы найдем x:

120 - 0.3x = 144 - 0.6x.

Соберем все x с одной стороны:

0.6x - 0.3x = 144 - 120.

0.3x = 24.

x = 80 г.

Теперь мы знаем массу раствора с 30%-ной серной кислотой:

m₂(p-pa H₂SO₄) = 80 г.

А масса раствора с 60%-ной кислотой будет:

m₁(p-pa H₂SO₄) = 240 г - 80 г = 160 г.

Теперь можем найти объемы растворов, используя формулу V = m / ρ:

Объем раствора с 30%-ной серной кислотой:

V₂ = 80 г / 1.2 г/мл = 66.67 мл.

Объем раствора с 60%-ной кислоты:

V₁ = 160 г / 1.5 г/мл = 106.67 мл.

Ответ: Для приготовления 240 г раствора с массовой долей серной кислоты 50% нужно взять 106.67 мл 60%-ного раствора H₂SO₄ и 66.67 мл 30%-ного раствора H₂SO₄.