Какова массовая доля серной кислоты в растворе, если они смешаны в соотношении 5:1 по молям?

Solnechnyy_Podryvnik

18

Чтобы найти массовую долю серной кислоты в растворе, нужно учитывать их соотношение по молям и молярные массы веществ.

Первым шагом найдем массовые доли серной кислоты (\(M_{H_2SO_4}\)) и воды (\(M_{H_2O}\)) в растворе. Для этого воспользуемся формулой:
\[
\text{Массовая доля (г/г)} = \frac{\text{Масса вещества (г)}}{\text{Масса раствора (г)}}
\]

Поскольку соотношение между серной кислотой и водой в растворе составляет 5:1 по молям, рассмотрим моль серной кислоты (\(n_{H_2SO_4}\)) и моль воды (\(n_{H_2O}\)) в растворе. Пусть общая мольная масса раствора будет \(M_{\text{раствора}}\) г/моль.

Из условия задачи известно, что смесь состоит из 5 молей серной кислоты и 1 моля воды. То есть, \(n_{H_2SO_4} = 5\) и \(n_{H_2O} = 1\).

Массы серной кислоты (\(m_{H_2SO_4}\)) и воды (\(m_{H_2O}\)) в растворе можно найти, используя формулу связи массы, молей и молярной массы:
\[
m = n \cdot M
\]

Теперь можем перейти к расчету:

Шаг 1. Расчет массы серной кислоты:
\[
m_{H_2SO_4} = n_{H_2SO_4} \cdot M_{H_2SO_4}
\]

Шаг 2. Расчет массы воды:
\[
m_{H_2O} = n_{H_2O} \cdot M_{H_2O}
\]

Шаг 3. Расчет общей массы раствора:
\[
m_{\text{раствора}} = m_{H_2SO_4} + m_{H_2O}
\]

Шаг 4. Расчет массовой доли серной кислоты:
\[
\text{Массовая доля серной кислоты (г/г)} = \frac{m_{H_2SO_4}}{m_{\text{раствора}}}
\]

Обратите внимание, что для точных расчетов молярные массы серной кислоты и воды должны быть известны. Давайте заменим их значениями.

Итак, мы выполнили все необходимые шаги для решения задачи. Давайте теперь найдем ответ на вопрос.

\(\textbf{Ответ:}\) Массовая доля серной кислоты в растворе составляет \(\text{Массовая доля серной кислоты (г/г)} = \frac{m_{H_2SO_4}}{m_{\text{раствора}}}\). Теперь, подставим полученные значения \(m_{H_2SO_4}\) и \(m_{\text{раствора}}\) в формулу и произведем вычисления.