Какова массовая доля серной кислоты в растворе, где вода и серная кислота смешаны в соотношении 5:1 в молях?

Chernaya_Meduza

24

Для решения данной задачи, давайте вначале определимся с некоторыми важными понятиями.

Массовая доля (иногда также называемая процентным содержанием по массе) представляет собой отношение массы определенного компонента к общей массе раствора, выраженное в процентах.

Для начала необходимо рассчитать мольную долю серной кислоты в составе раствора. По условию, вода и серная кислота смешаны в соотношении 5:1 в молях.

Предположим, что у нас имеется 5 молей воды и 1 моль серной кислоты. Всего в растворе будет 5 + 1 = 6 молей.

Теперь рассчитаем мольную долю серной кислоты (S) в составе раствора:
\[\text{Mольная доля (S)} = \frac{\text{Моли серной кислоты (S)}}{\text{Общее число молей}}\]

Подставляя значения в формулу, получаем:
\[\text{Мольная доля (S)} = \frac{1}{6}\]

Теперь нам нужно перевести мольную долю в массовую долю.

Для этого мы должны знать молярные массы воды и серной кислоты. Молярная масса воды равна 18 г/моль, а молярная масса серной кислоты составляет около 98 г/моль.

Далее рассчитаем массы воды и серной кислоты в растворе:
Масса воды = 5 молей x 18 г/моль = 90 г
Масса серной кислоты = 1 моль x 98 г/моль = 98 г

Суммируем массы воды и серной кислоты, чтобы получить общую массу раствора:
Общая масса раствора = 90 г + 98 г = 188 г

Теперь рассчитаем массовую долю серной кислоты (S) в составе раствора:
\[\text{Массовая доля (S)} = \frac{\text{Масса серной кислоты (S)}}{\text{Общая масса раствора}}\]

Подставляя значения в формулу, получаем:
\[\text{Массовая доля (S)} = \frac{98 \text{ г}}{188 \text{ г}} \approx 0.5213\] (округляем до 4-х знаков после запятой)

Таким образом, массовая доля серной кислоты в данном растворе составляет приблизительно 0.5213 или 52.13%.