Для решения задачи необходимо последовательно определить концентрации различных типов (молярной, эквивалентной и массовой) и массовую долю хлорида калия (KCl) в полученном растворе. Рассмотрим каждый шаг подробнее.

Известно, что мы добавили 40 мл 2 M раствора KCl. Молярная концентрация (C) раствора равна 2 моль/л, что означает, что в 1 л раствора содержится 2 моль KCl.

Сначала найдем количество вещества KCl в 40 мл раствора:

• V = 40 мл = 0,04 л
• n(KCl) = C * V = 2 моль/л * 0,04 л = 0,08 моль

Теперь найдем массу KCl, используя его молярную массу (M(KCl) ≈ 74,55 г/моль):

• m(KCl) = n(KCl) * M(KCl) = 0,08 моль * 74,55 г/моль ≈ 5,964 г

Теперь найдем массу раствора, который мы получили. Мы знаем, что к 200 мл воды добавили 40 мл раствора KCl. Сначала найдем массу воды:

• m(вода) = V(вода) * ρ(вода) = 200 мл * 1 г/см³ = 200 г

Теперь найдем массу 40 мл раствора KCl:

• m(KCl раствор) = V(KCl раствор) * ρ(KCl раствор) = 40 мл * 1,09 г/см³ = 43,6 г

Теперь найдем общую массу полученного раствора:

• m(раствор) = m(вода) + m(KCl раствор) = 200 г + 43,6 г = 243,6 г

Теперь мы можем определить молярную концентрацию (C(KCl)) в полученном растворе:

• C(KCl) = n(KCl) / V(раствор)

Объем полученного раствора равен 200 мл + 40 мл = 240 мл = 0,24 л. Подставляем значения:

• C(KCl) = 0,08 моль / 0,24 л ≈ 0,333 моль/л

Для KCl эквивалентная концентрация равна молярной концентрации, так как KCl диссоциирует на один ион K+ и один ион Cl-. Поэтому:

• C(эк) = C(KCl) = 0,333 моль/л

Молярная концентрация (C(m)) — это концентрация, выраженная в моль на килограмм растворителя. Для этого нужно сначала найти массу растворителя (воды) в килограммах:

• m(вода) = 200 г = 0,2 кг

Теперь можем найти C(m):

• C(m) = n(KCl) / m(вода) = 0,08 моль / 0,2 кг = 0,4 моль/кг

Массовая доля (ω) рассчитывается по формуле:

• ω(KCl) = m(KCl) / m(раствор) * 100%

Подставляем значения:

• ω(KCl) = 5,964 г / 243,6 г * 100% ≈ 2,45%

• C(KCl) ≈ 0,333 моль/л
• C(эк) ≈ 0,333 моль/л
• C(m) ≈ 0,4 моль/кг
• ω(KCl) ≈ 2,45%