Дано:
Масса раствора = 530 г
Массовая доля KCl = 3,0 %
Найти:
Массу твёрдого хлорида калия (KCl), которую следует добавить для увеличения химического количества ионов хлора в растворе в три раза.
Решение:
1. Найдём массу KCl в первоначальном растворе. Для этого используем формулу для массовой доли:
w = m_s / m_r
где:
w - массовая доля (0,030),
m_s - масса растворённого вещества (KCl),
m_r - масса раствора (530 г).
Перепишем формулу для нахождения массы KCl:
0,030 = m_s / 530
2. Умножим обе стороны на 530:
m_s = 0,030 * 530
m_s = 15,90 г
Теперь мы знаем, что в первоначальном растворе содержится 15,90 г KCl.
3. Определим количество ионов хлора в растворе. Каждый моль KCl даёт один моль ионов Cl-. Найдём количество молей KCl в растворе:
M(KCl) = 74,55 г/моль (молярная масса KCl)
n_initial = m_s / M(KCl)
n_initial = 15,90 г / 74,55 г/моль
n_initial ≈ 0,213 моль
4. Теперь определим новое количество ионов Cl-, которое должно быть в три раза больше:
n_new = 3 * n_initial
n_new = 3 * 0,213 моль
n_new ≈ 0,639 моль
5. Найдём, сколько ещё моль KCl нужно добавить, чтобы достичь нового количества ионов Cl-:
n_additional = n_new - n_initial
n_additional = 0,639 моль - 0,213 моль
n_additional ≈ 0,426 моль
6. Теперь найдем массу KCl, которую нужно добавить:
m_additional = n_additional * M(KCl)
m_additional = 0,426 моль * 74,55 г/моль
m_additional ≈ 31,75 г
Ответ:
К раствору массой 530 г с массовой долей KCl, равной 3,0 %, следует добавить примерно 31,75 г твёрдого хлорида калия, чтобы увеличить химическое количество ионов хлора в растворе в три раза.