Дано:
- Объем воды (V) = 50,8 см³ = 0,0508 л
- Массовая доля сульфата меди (w) = 5,46% = 0,0546
Найти:
- Массу медного купороса (m(CuSO4 · 5H2O)), необходимую для получения раствора.
Решение:
Сначала найдем массу раствора. Для этого используем формулу:
m(раствор) = V * ρ
Принимаем плотность раствора сульфата меди равной 1 г/см³ (приближенно), тогда
m(раствор) = 50,8 см³ * 1 г/см³ = 50,8 г
Теперь определим массу сульфата меди в растворе, используя массовую долю:
m(CuSO4) = w * m(раствор)
m(CuSO4) = 0,0546 * 50,8 г = 2,77 г
Теперь найдем массу медного купороса. Молярная масса медного купороса (CuSO4 · 5H2O) рассчитывается следующим образом:
- Молярная масса меди (Cu) ≈ 63,55 г/моль
- Молярная масса серы (S) ≈ 32,07 г/моль
- Молярная масса кислорода (O) ≈ 16,00 г/моль
- Молярная масса водорода (H) ≈ 1,01 г/моль
Молярная масса CuSO4 = 63,55 + 32,07 + (4 * 16,00) = 159,62 г/моль
Молярная масса 5H2O = 5 * (2 * 1,01 + 16,00) = 5 * 18,02 = 90,10 г/моль
Общая молярная масса CuSO4 · 5H2O = 159,62 + 90,10 = 249,72 г/моль
Теперь найдем количество молей сульфата меди в растворе:
n(CuSO4) = m(CuSO4) / M(CuSO4)
n(CuSO4) = 2,77 г / 159,62 г/моль ≈ 0,01736 моль
Теперь найдем массу медного купороса, которая содержит указанное количество молей сульфата меди. Из уравнения видно, что на каждую молекулу CuSO4 требуется одна молекула медного купороса, поэтому количество молей CuSO4 будет равно количеству молей медного купороса:
n(CuSO4 · 5H2O) = n(CuSO4) = 0,01736 моль
Теперь найдем массу медного купороса:
m(CuSO4 · 5H2O) = n(CuSO4 · 5H2O) * M(CuSO4 · 5H2O)
m(CuSO4 · 5H2O) = 0,01736 моль * 249,72 г/моль ≈ 4,34 г
Ответ:
Для получения раствора с массовой долей сульфата меди 5,46% следует растворить примерно 4,34 г медного купороса CuSO4 · 5H2O в 50,8 см³ воды.