дано:
- масса раствора (m_раствор) = 73 г
- серная кислота (H2SO4) содержит 2 атома водорода (H) и 4 атома кислорода (O).
число атомов кислорода равно числу атомов водорода, следовательно:
n_H = n_O = n
где n_H — число атомов водорода, n_O — число атомов кислорода.
в mole по уравнению:
n_H + n_O + n_S = n_total
где n_S — число атомов серы (S), n_total — общее количество молей в растворе.
из формулы H2SO4:
n_H = 2n, n_O = 4n, n_S = n
тогда:
2n + 4n + n = 7n = n_total
поэтому:
n_total = 7n.
масса серной кислоты будет определяться как:
m_H2SO4 = n * M_H2SO4,
где M_H2SO4 — молярная масса H2SO4.
молярные массы элементов:
- H = 1 г/моль
- O = 16 г/моль
- S = 32 г/моль
M_H2SO4 = 2 * M_H + M_S + 4 * M_O
M_H2SO4 = 2 * 1 + 32 + 4 * 16
M_H2SO4 = 2 + 32 + 64 = 98 г/моль.
так как m_раствор = m_H2SO4 + m_воды, можем рассчитать массу кислоты:
m_H2SO4 = (количество вещества кислоты / общее количество вещества) * m_раствор.
так как n_H2SO4 = n_total / 7, подставим это значение:
m_H2SO4 = (n / 7) * 98 г/моль * 73 г.
принимая, что n = m_H2SO4 / M_H2SO4:
m_H2SO4 = (m_H2SO4 / 7) * 98 * 73
m_H2SO4 * 7 = 98 * 73
m_H2SO4 = (98 * 73) / 7.
посчитаем:
m_H2SO4 = 98 * 10.4286 ≈ 1028.57 г.
это невозможно, значит мы нашли ошибку в предположениях. Если n_H = n_O, то нужно просто разделить массу на коэффициент в уравнении.
m_H2SO4 = 73 / 7 * 98 / 7 = 14 г.
ответ:
масса серной кислоты в растворе составляет примерно 14 г.