Какова молярная концентрация серной кислоты в полученном растворе, образованном смешением 100 г 15%-ного раствора

Zvezdnaya_Noch

63

Для решения данной задачи нам необходимо найти молярную концентрацию серной кислоты в полученном растворе. Для этого нужно использовать следующую формулу:

\[ M = \frac{n}{V} \]

Где M - молярная концентрация, n - количество вещества, V - объем раствора.

Давайте разобьем задачу на несколько шагов для более понятного объяснения.

Шаг 1: Найдем количество серной кислоты в 15%-ном растворе массой 100 г. Для этого воспользуемся следующей формулой:

\[ m = \frac{\%}{100}\times M_s \times V_s \]

Где m - масса вещества, \% - процентное содержание вещества, \( M_s \) - плотность раствора серной кислоты, \( V_s \) - объем раствора серной кислоты.

Подставим значения:

\[ m = \frac{15}{100}\times 1,12 \, \text{г/мл} \times 100 \, \text{г} = 16,8 \, \text{г} \]

Шаг 2: Найдем количество вещества (в молях) для найденной массы серной кислоты. Используем формулу:

\[ n = \frac{m}{M} \]

Где n - количество вещества, m - масса вещества, M - молярная масса вещества.

Молярная масса серной кислоты, \( H_2SO_4 \), равна 98 г/моль.

Подставим значения:

\[ n = \frac{16,8 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 0,1714 \, \text{моль} \]

Шаг 3: Найдем объем раствора серной кислоты с молярной концентрацией 0,5 моль/л. Используем формулу:

\[ V = \frac{n}{M} \]

Где V - объем раствора, n - количество вещества, M - молярная концентрация раствора.

Подставим значения:

\[ V = \frac{0,1714 \, \text{моль}}{0,5 \, \text{моль/л}} = 0,3428 \, \text{л} = 342,8 \, \text{мл} \]

Шаг 4: Найдем общий объем полученного раствора, сложив объемы обоих растворов:

\[ V_{\text{общий}} = V_s + V \]

Подставим значения:

\[ V_{\text{общий}} = 400 \, \text{мл} + 342,8 \, \text{мл} = 742,8 \, \text{мл} \]

Шаг 5: Найдем молярную концентрацию полученного раствора, используя формулу:

\[ M_{\text{общая}} = \frac{n}{V_{\text{общий}}} \]

Подставим значения:

\[ M_{\text{общая}} = \frac{0,1714 \, \text{моль}}{0,7428 \, \text{л}} = 0,2310 \, \text{моль/л} \]

Таким образом, молярная концентрация серной кислоты в полученном растворе составляет 0,2310 моль/л.