Какова масса 5%-го раствора иодида калия, необходимого для взаимодействия с хлором в объёме 0,112 литра?

Софья

21

Для начала рассмотрим уравнение реакции между иодидом калия (KI) и хлором (Cl2):

\[2KI + Cl2 \rightarrow 2KCl + I2\]

Из уравнения видно, что для реакции с галогеном (в данном случае хлором) на один моль дихлорида образуется два моля иода. Таким образом, нам необходимо рассчитать количество йода, соответствующее 5%-му раствору иодида калия, и затем выразить его в массе.

Для расчета этой массы мы будем использовать следующую формулу:

\[\text{Масса} = \text{Объем} \times \text{Концентрация} \times \text{Молярная масса}\]

Где:
- Масса - масса раствора, которую мы хотим найти,
- Объем - объем раствора, заданный в задаче,
- Концентрация - концентрация раствора,
- Молярная масса - молярная масса иодида калия (KI).

Давайте рассчитаем массу раствора:

1. Найдем молярную массу иодида калия (KI). Молярная масса калия (K) равна 39,1 г/моль, а масса йода (I) равна 126,9 г/моль. Так как в молекуле иодида калия содержится один атом калия и один атом йода, молярная масса KI будет равна сумме массы калия и массы йода, то есть \(39,1 + 126,9 = 166\) г/моль.

2. Теперь выразим концентрацию раствора. В 5%-м растворе содержится 5 г иодида калия на 100 мл раствора (массовая доля). Чтобы выразить концентрацию в моль/л, нам необходимо перевести граммы иодида калия в моль и объем раствора из миллилитров в литры. Для этого выполним следующие операции:

- Преобразуем граммы в моль, используя молярную массу иодида калия (KI):
\(\frac{5 \text{ г}}{1000} \times \frac{1 \text{ моль}}{166 \text{ г}} = \frac{1}{33,2} \text{ моль}\)

- Преобразуем миллилитры в литры:
\(0,112 \text{ л} = 0,112 \text{ дм}^3\)

Таким образом, концентрация раствора равна \(\frac{1}{33,2} \, \text{моль/л}\) или приближенно \(0,030 \, \text{моль/л}\).

3. Теперь мы можем рассчитать массу раствора, используя уравнение:

\[\text{Масса} = \text{Объем} \times \text{Концентрация} \times \text{Молярная масса}\]

\[\text{Масса} = 0,112 \, \text{л} \times 0,030 \, \text{моль/л} \times 166 \, \text{г/моль} \approx 0,559 \, \text{г}\]

Таким образом, чтобы взаимодействовать с хлором в объеме 0,112 литра, необходимо 0,559 г иодида калия.