Какова массовая доля вещества в растворе азотной кислоты, приготовленного из 88 г HNO3 и 156,2 г воды объемом

Добрый_Ангел_4077

32

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать следующие формулы:

1. Массовая доля (\(X\)) - отношение массы определенного вещества к общей массе раствора. Массовая доля выражается в процентах.

2. Молярная концентрация эквивалента раствора (\(C_{eq}\)) - количество молей эквивалента растворенного вещества в единице объема растворителя. Молярная концентрация эквивалента раствора выражается в молях на литр (моль/л).

3. Моляльность (\(m\)) - количество молей растворенного вещества в единице массы растворителя. Моляльность выражается в молях на килограмм (моль/кг).

4. Титр (\(t\)) - масса определенного вещества в граммах, содержащаяся в единице объема раствора. Титр выражается в граммах на миллилитр (г/мл).

5. Мольная доля (\(y\)) - отношение количества молей определенного вещества к общему количеству молей всех компонентов раствора.

Теперь пошагово решим задачу:

1. Найдем массовую долю азотной кислоты в растворе. Для этого нам нужно сначала вычислить общую массу раствора. Общая масса раствора равна сумме массы азотной кислоты и массы воды:

\[M_{общ} = M_{HNO_3} + M_{H_2O} = 88 \, \text{г} + 156,2 \, \text{г} = 244,2 \, \text{г}\]

Теперь можем найти массовую долю азотной кислоты:

\[X_{HNO_3} = \frac{M_{HNO_3}}{M_{общ}} \times 100\% = \frac{88 \, \text{г}}{244,2 \, \text{г}} \times 100\% \approx 36,05\%\]

Таким образом, массовая доля азотной кислоты в растворе составляет около 36,05%.

2. Найдем молярную концентрацию эквивалента раствора. Для этого нам нужно сначала найти количество молей азотной кислоты (\(n_{HNO_3}\)). Используем формулу:

\[n_{HNO_3} = \frac{m_{HNO_3}}{M_{HNO_3}}\]

где \(m_{HNO_3}\) - масса азотной кислоты, \(M_{HNO_3}\) - молярная масса азотной кислоты.

Молярная масса азотной кислоты (\(M_{HNO_3}\)) составляет около 63 г/моль. Подставляем значения и решаем:

\[n_{HNO_3} = \frac{88 \, \text{г}}{63 \, \text{г/моль}} \approx 1,396 \, \text{моль}\]

Теперь можем найти молярную концентрацию эквивалента раствора:

\[C_{eq} = \frac{n_{HNO_3}}{V_{H_2O}}\]

где \(V_{H_2O}\) - объем воды, равный 200 мл. Переведем его в литры:

\[V_{H_2O} = 200 \, \text{мл} = 0,2 \, \text{л}\]

Подставляем значения и решаем:

\[C_{eq} = \frac{1,396 \, \text{моль}}{0,2 \, \text{л}} = 6,98 \, \text{моль/л}\]

Таким образом, молярная концентрация эквивалента раствора составляет 6,98 моль/л.

3. Найдем моляльность раствора. Для этого нам нужно сначала найти количество молей воды (\(n_{H_2O}\)). Используем формулу:

\[n_{H_2O} = \frac{m_{H_2O}}{M_{H_2O}}\]

где \(m_{H_2O}\) - масса воды, \(M_{H_2O}\) - молярная масса воды.

Молярная масса воды (\(M_{H_2O}\)) составляет около 18 г/моль. Подставляем значения и решаем:

\[n_{H_2O} = \frac{156,2 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} \approx 8,678 \, \text{моль}\]

Теперь можем найти моляльность раствора:

\[m = \frac{n_{HNO_3}}{m_{H_2O}}\]

Подставляем значения и решаем:

\[m = \frac{1,396 \, \text{моль}}{0,1562 \, \text{кг}} \approx 8,927 \, \text{моль/кг}\]

Таким образом, моляльность раствора составляет около 8,927 моль/кг.

4. Найдем титр раствора. Для этого нам нужно использовать формулу:

\[t = \frac{m_{HNO_3}}{V_{общ}}\]

где \(V_{общ}\) - общий объем раствора, равный 200 мл. Переведем его в литры:

\[V_{общ} = 200 \, \text{мл} = 0,2 \, \text{л}\]

Подставляем значения и решаем:

\[t = \frac{88 \, \text{г}}{0,2 \, \text{л}} = 440 \, \text{г/л}\]

Таким образом, титр раствора составляет 440 г/л.

5. Найдем мольную долю вещества в растворе. Для этого нам нужно использовать формулу:

\[y = \frac{n_{HNO_3}}{n_{HNO_3} + n_{H_2O}}\]

Подставляем значения и решаем:

\[y = \frac{1,396 \, \text{моль}}{1,396 \, \text{моль} + 8,678 \, \text{моль}} \approx 0,1384\]

Таким образом, мольная доля азотной кислоты в растворе составляет около 0,1384.

Вот и все! Мы решили задачу, рассчитав массовую долю вещества в растворе, молярную концентрацию эквивалента раствора, моляльность раствора, титр раствора и мольную долю вещества в растворе.