Дано:
Содержание HCl в концентрированной соляной кислоте = 37.0% по массе
Удельный вес концентрированной соляной кислоты = 1.19 г/мл
Плотность воды = 0.997 г/мл
Найти:
(a) Молярность раствора
(b) Моляльность раствора
(c) Мольную долю HCl и H2O
Решение с расчетом:
(a) Расчет молярности раствора:
Сначала определим массовую долю воды в растворе. Так как содержание HCl составляет 37.0%, то содержание воды будет 100% - 37.0% = 63.0%.
Теперь рассчитаем массовую концентрацию воды в растворе:
Массовая концентрация воды = 63.0 / 100 = 0.63
Далее найдем массу HCl и воды в 1 г концентрированной соляной кислоты:
Масса HCl = 0.37 г
Масса воды = 0.63 г
Теперь определим объем 1 г концентрированной соляной кислоты:
Объем = масса / плотность = 1 г / 1.19 г/мл ≈ 0.8403 мл
Далее найдем количество вещества HCl и воды в 1 г концентрированной соляной кислоты:
n(HCl) = масса(HCl) / молярная масса(HCl) = 0.37 г / 36.46 г/моль = 0.0102 моль
n(H2O) = масса(H2O) / молярная масса(H2O) = 0.63 г / 18.02 г/моль = 0.0349 моль
Теперь рассчитаем молярность раствора:
M = n(HCl) / V(раств) = 0.0102 моль / 0.8403 мл ≈ 12.14 М
(b) Расчет моляльности раствора:
Моляльность раствора равна количеству вещества растворенного вещества на 1 кг растворителя.
Моляльность HCl = n(HCl) / масса воды = 0.0102 моль / 0.001 кг = 10.2 моль/кг
(c) Расчет мольной доли HCl и H2O:
Мольная доля HCl: x(HCl) = n(HCl) / (n(HCl) + n(H2O)) = 0.0102 моль / (0.0102 моль + 0.0349 моль) ≈ 0.226 или примерно 22.6%
Мольная доля H2O: x(H2O) = n(H2O) / (n(HCl) + n(H2O)) = 0.0349 моль / (0.0102 моль + 0.0349 моль) ≈ 0.774 или примерно 77.4%
Ответ:
(a) Молярность раствора ≈ 12.14 М
(b) Моляльность раствора ≈ 10.2 моль/кг
(c) Мольная доля HCl ≈ 22.6%, Мольная доля H2O ≈ 77.4%