Каковы процентная и молярная концентрации водного раствора уксусной кислоты, полученного путем смешивания 60 г ледяной

Олег_8702

57

Для решения этой задачи нам понадобится использовать формулы для процентной и молярной концентрации.

Процентная концентрация (C%) определяется как отношение массы растворенного вещества к массе раствора, умноженное на 100%:

\[ C\% = \frac{m_{\text{растворенного вещества}}}{m_{\text{раствора}}} \times 100\% \]

Молярная концентрация (C) вычисляется как отношение числа моль растворенного вещества к объему раствора в литрах:

\[ C = \frac{n_{\text{растворенного вещества}}}{V_{\text{раствора}}} \]

Для начала, найдем массу раствора. Масса раствора равняется сумме массы растворенного вещества (уксусной кислоты) и массы растворителя (воды):

\[ m_{\text{раствора}} = m_{\text{уксусной кислоты}} + m_{\text{воды}} \]

\[ m_{\text{раствора}} = 60 \, \text{г} + 90 \, \text{г} = 150 \, \text{г} \]

Теперь, найдем процентную концентрацию уксусной кислоты, используя формулу:

\[ C\% = \frac{m_{\text{уксусной кислоты}}}{m_{\text{раствора}}} \times 100\% \]

\[ C\% = \frac{60 \, \text{г}}{150 \, \text{г}} \times 100\% = 40\% \]

Далее, чтобы найти молярную концентрацию, нам необходимо знать количество вещества (число моль) уксусной кислоты в растворе. Для этого нам необходимо использовать молярную массу уксусной кислоты (CH₃COOH), которая равна 60 г/моль (примерное значение).

Масса растворенного вещества в граммах делится на молярную массу, чтобы получить число моль:

\[ n_{\text{уксусной кислоты}} = \frac{m_{\text{уксусной кислоты}}}{\text{молярная масса}} \]

\[ n_{\text{уксусной кислоты}} = \frac{60 \, \text{г}}{60 \, \text{г/моль}} = 1 \, \text{моль} \]

Так как объем раствора в задаче не указан, мы не можем вычислить молярную концентрацию в литрах. Тем не менее, мы все равно можем найти ее в граммах на 100 миллилитров (г/100 мл). Для этого необходимо преобразовать граммы в моли и объем в литры:

\[ C = \frac{n_{\text{уксусной кислоты}}}{V_{\text{раствора}}} \]

У нас есть число моль уксусной кислоты (1 моль) и масса раствора в граммах (150 г). Массу раствора нужно преобразовать в литры, зная плотность раствора. Плотность раствора равна отношению массы раствора к его объему:

\[ \text{плотность} = \frac{m_{\text{раствора}}}{V_{\text{раствора}}} \]

Мы можем найти объем раствора, разделив массу раствора на его плотность:

\[ V_{\text{раствора}} = \frac{m_{\text{раствора}}}{\text{плотность}} \]

\[ V_{\text{раствора}} = \frac{150 \, \text{г}}{1,05 \, \text{г/см³}} = 142,9 \, \text{см³} \]

Теперь, чтобы найти молярную концентрацию в г/100 мл (г/дл), нам нужно преобразовать объем в литрах в объем в децилитрах:

\[ V_{\text{раствора (в дл)}} = \frac{V_{\text{раствора (в мл)}}}{100} \]

\[ V_{\text{раствора (в дл)}} = \frac{142,9 \, \text{см³}}{100} = 1,43 \, \text{дл} \]

Теперь мы можем вычислить молярную концентрацию, используя формулу:

\[ C = \frac{n_{\text{уксусной кислоты}}}{V_{\text{раствора (в л)}}} \]

\[ C = \frac{1 \, \text{моль}}{1,43 \, \text{дл}} = 0,70 \, \text{моль/дл} \]

Таким образом, процентная концентрация уксусной кислоты в данном растворе составляет 40%, а молярная концентрация равна примерно 0,70 моль/дл (в граммах на 100 миллилитров).