Сколько грамм Na2S2O3 · 5H2O нужно добавить в 200 см3 0,02 М раствора нитрата свинца, чтобы уменьшить концентрацию

Moroznyy_Korol

8

Для решения данной задачи нам понадобятся знания об ионной силе и стехиометрии реакции. Давайте разделим задачу на несколько шагов и посмотрим, как решить каждый из них.

Шаг 1: Найти количество моль ионов свинца в исходном растворе.
Мы знаем объем раствора (200 см³) и его концентрацию (0,02 М). Чтобы найти количество моль ионов свинца, умножим концентрацию на объем раствора:
\[n = c \cdot V\]
\[n = 0,02 \, \text{М} \cdot 0,2 \, \text{л} = 0,004 \, \text{моль}\]

Шаг 2: Найти количество моль ионов свинца, необходимых при концентрации 1 · 10^-5 М.
Мы знаем концентрацию, которую нужно достичь (1 · 10^-5 М) и объем раствора (200 см³). Чтобы найти количество моль ионов свинца, которое нужно добавить, умножим концентрацию на объем раствора:
\[n = c \cdot V\]
\[n = 1 \cdot 10^{-5} \, \text{М} \cdot 0,2 \, \text{л} = 2 \cdot 10^{-6} \, \text{моль}\]

Шаг 3: Найти количество моль Na2S2O3 · 5H2O, необходимых для преобразования всех ионов свинца.
Теперь нам нужно определить, сколько моль Na2S2O3 · 5H2O (гидрат сернистой кислоты натрия) понадобится для преобразования всех ионов свинца. Стехиометрический коэффициент между Na2S2O3 и Pb(NO3)2 равен 1:2, значит, в соответствии с принципом сохранения массы, мы должны добавить вдвое больше моль Na2S2O3, чем Pb(NO3)2:
\[n_{\text{Na2S2O3}} = 2 \cdot n_{\text{Pb(NO3)2}}\]
\[n_{\text{Na2S2O3}} = 2 \cdot 2 \cdot 10^{-6} \, \text{моль} = 4 \cdot 10^{-6} \, \text{моль}\]

Шаг 4: Найти массу Na2S2O3 · 5H2O, необходимую для преобразования всех ионов свинца.
Для этого нам нужно знать молярную массу Na2S2O3 · 5H2O. Молярная масса Na2S2O3 · 5H2O равна сумме молярных масс натрия, серы, кислорода и воды:
\[M_{\text{Na2S2O3 · 5H2O}} = M_{\text{Na}} \cdot 2 + M_{\text{S}} \cdot 2 + M_{\text{O}} \cdot 3 \cdot 5 + M_{\text{H2O}} \cdot 5\]
\[M_{\text{Na2S2O3 · 5H2O}} = 22,99 \, \text{г/моль} \cdot 2 + 32,07 \, \text{г/моль} \cdot 2 + 16,00 \, \text{г/моль} \cdot 3 \cdot 5 + 18,02 \, \text{г/моль} \cdot 5\]
\[M_{\text{Na2S2O3 · 5H2O}} \approx 248,33 \, \text{г/моль}\]
Теперь мы можем найти массу Na2S2O3 · 5H2O по формуле:
\[m_{\text{Na2S2O3 · 5H2O}} = n_{\text{Na2S2O3}} \cdot M_{\text{Na2S2O3 · 5H2O}}\]
\[m_{\text{Na2S2O3 · 5H2O}} = 4 \cdot 10^{-6} \, \text{моль} \cdot 248,33 \, \text{г/моль}\]
\[m_{\text{Na2S2O3 · 5H2O}} \approx 0,993 \, \text{моль}\]

Ответ: Нам потребуется добавить приблизительно 0,993 г Na2S2O3 · 5H2O в 200 см³ 0,02 М раствора нитрата свинца, чтобы уменьшить концентрацию ионов свинца до 1 · 10^-5 М при заданной ионной силе раствора.