дано:
массовая доля растворённых веществ (гидроксидов натрия и бария) = 0,048 = 4,8 %
плотность растворов = плотность воды ≈ 1 г/см³
найти:
в каком растворе молярная концентрация гидроксид-ионов выше и во сколько раз.
решение:
1. Рассчитаем массу растворённого вещества в 1 литре раствора.
Объём 1 литра раствора = 1000 см³, следовательно, масса раствора = 1000 г (при плотности 1 г/см³).
масса растворённого вещества = масса раствора * массовая доля
масса растворённого вещества = 1000 г * 0,048 = 48 г
2. Определим количество моль для гидроксида натрия (NaOH):
молярная масса NaOH = 23 (Na) + 16 (O) + 1 (H) = 40 г/моль
количество моль NaOH = масса NaOH / молярная масса NaOH
количество моль NaOH = 48 г / 40 г/моль = 1,2 моль
3. Теперь определим молярную концентрацию гидроксид-ионов в растворе NaOH.
Так как каждый моль NaOH диссоциирует на один моль Na+ и один моль OH-, количество гидроксид-ионов равно количеству моль NaOH.
концентрация OH- в NaOH = количество моль OH- / объём раствора в литрах
концентрация OH- = 1,2 моль / 1 л = 1,2 моль/л
4. Теперь определим количество моль для гидроксида бария (Ba(OH)2):
молярная масса Ba(OH)2 = 137,33 (Ba) + 2*(16 (O) + 1 (H)) = 137,33 + 34 = 171,33 г/моль
количество моль Ba(OH)2 = масса Ba(OH)2 / молярная масса Ba(OH)2
количество моль Ba(OH)2 = 48 г / 171,33 г/моль ≈ 0,28 моль
5. Теперь определим молярную концентрацию гидроксид-ионов в растворе Ba(OH)2.
Так как каждый моль Ba(OH)2 диссоциирует на один моль Ba2+ и два моль OH-, количество гидроксид-ионов будет в два раза больше количества моль Ba(OH)2.
количество моль OH- в Ba(OH)2 = 2 * количество моль Ba(OH)2 = 2 * 0,28 моль = 0,56 моль
концентрация OH- в Ba(OH)2 = количество моль OH- / объём раствора в литрах
концентрация OH- = 0,56 моль / 1 л = 0,56 моль/л
6. Сравним молярные концентрации гидроксид-ионов в обоих растворах:
молярная концентрация OH- в NaOH = 1,2 моль/л
молярная концентрация OH- в Ba(OH)2 = 0,56 моль/л
7. Найдём, во сколько раз молярная концентрация OH- в NaOH выше, чем в Ba(OH)2:
отношение = молярная концентрация OH- в NaOH / молярная концентрация OH- в Ba(OH)2
отношение = 1,2 моль/л / 0,56 моль/л ≈ 2,14
ответ:
молярная концентрация гидроксид-ионов в растворе гидроксида натрия выше, чем в растворе гидроксида бария примерно в 2,14 раза.