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 ($M_{H_{2}S{O}_4}$) и воды ($M_{H_{2}O}$) 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 ($n_{H_{2}S{O}_4}$) и моль воды ($n_{H_{2}O}$) 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, $n_{H_{2}S{O}_4}=5$ и $n_{H_{2}O}=1$.

Массы серной кислоты ($m_{H_{2}S{O}_4}$) и воды ($m_{H_{2}O}$) 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:
$$m_{H_{2}S{O}_4}=n_{H_{2}S{O}_4}\cdot M_{H_{2}S{O}_4}$$

Шаг 2. Расчет массы воды:
$$m_{H_{2}O}=n_{H_{2}O}\cdot M_{H_{2}O}$$

Шаг 3. Расчет общей массы раствора:
$$m_{\text{раствора}}=m_{H_{2}S{O}_4}+m_{H_{2}O}$$

Шаг 4. Расчет массовой доли серной кислоты:
$$\text{Массовая доля серной кислоты (г/г)}=\frac{m_{H_{2}S{O}_4}}{m_{\text{раствора}}}$$

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.

$\mathbf{\text{Ответ:}}$ Массовая доля серной кислоты в растворе составляет $\text{Массовая доля серной кислоты (г/г)}=\frac{m_{H_{2}S{O}_4}}{m_{\text{раствора}}}$. Теперь, подставим полученные значения $m_{H_{2}S{O}_4}$ и $m_{\text{раствора}}$ в формулу и произведем вычисления.