Для определения массы соли в составе кристаллогидрата по массе кристаллогидрата можно использовать два способа.
Первый способ.
В составе кристаллогидрата медного купороса на одну частицу кристаллогидрата приходится одна частица сульфата меди (II). На две частицы кристаллогидратов тогда приходится две частицы сульфата меди и т.д. Аналогично на 1 порцию (моль) частиц кристаллогидрата приходится 1 порция (1 моль) частиц сульфата меди (II).
То есть молярное соотношение (отношение количества вещества) кристаллогидрата CuSO4•5H2O и сульфата меди (II) равно CuSO4 1:1
n(CuSO4•5H2O):n(CuSO4) = 1:1
Или:
n(CuSO4•5H2O) = n(CuSO4)
Находим молярные массы гидрата и сульфата меди (II):
М(CuSO4•5H2O) = 64 + 32 + 64 + 5•18 = 250 г/моль
М(CuSO4) = 64 + 32 + 64 = 160 г/моль
Количество вещества кристаллогидрата:
n(CuSO4•5H2O) = m/M = 7,6/250 = 0,0304 моль
n(CuSO4) = n(CuSO4•5H2O) = 0,0304 моль
Масса сульфата меди в составе кристаллогидрата:
m(CuSO4) = M•n = 160 г/моль•0,0304 моль = 4,864 г
Второй способ.
Определим массовую долю сульфата меди в составе кристаллогидрата:
ω(CuSO4) = М(CuSO4)/М(CuSO4•5H2O) = 160 г/моль/250 г/моль = 0,64 или 64%
Тогда массу сульфата меди в образце кристаллогидрата массой 7,6 г можно определить, зная массовую долю сульфата меди:
m(CuSO4) = ω(CuSO4) • m(CuSO4•5H2O) = 0,64 • 7,6 г = 4,864 г
Масса исходной воды:
m(H2O) = ρ•V = 1 г/мл • 300 мл = 300 г
Массу раствора сульфата меди (II) находим по принципу материального баланса: складываем все материальные потоки, которые пришли в систему, вычитаем уходящие материальные потоки.
mр-ра(CuSO4) = m(CuSO4•5H2O) + m(H2O) = 7,6 г + 300 г = 307,6 г
Массовая доля сульфата меди (II) в конечном растворе:
ω(CuSO4) = m(CuSO4)/mр-ра(CuSO4) = 4,864 г/307,6 г = 0,0158 или 1,58%
Ответ: ω(CuSO4) = 0,0158 или 1,58%