Дано:
- Масса исходного раствора m1 = 12,6 кг = 12600 г
- Массовая доля сульфата натрия w(Na2SO4) = 0,960 %
- Масса добавляемого декагидрата сульфата натрия m(Na2SO4 • 10H2O) = 40,8 г
Найти:
- Массовую долю сульфата натрия в приготовленном растворе.
Решение:
1. Найдем массу сульфата натрия в исходном растворе:
m(Na2SO4) = m1 * (w(Na2SO4) / 100) = 12600 г * (0,960 / 100) = 120,96 г.
2. Упарим раствор наполовину:
После упаривания масса раствора станет равной:
m2 = m1 / 2 = 12600 г / 2 = 6300 г.
3. Масса сульфата натрия в упаренном растворе останется прежней, так как мы только убрали воду:
m(Na2SO4) в новом растворе = 120,96 г.
4. Теперь добавим 40,8 г декагидрата:
Молярная масса Na2SO4 • 10H2O:
- Находится из суммирования атомных масс:
Na (22,99) * 2 + S (32,07) + O (16,00) * 4 + H2O (18,02) * 10 = 322,20 г/моль.
5. Найдем массу сульфата натрия в добавленном декагидрате:
Масса сульфата натрия в Na2SO4 • 10H2O:
m(Na2SO4) (в декогидрате) = (M(Na2SO4) / M(Na2SO4 • 10H2O)) * m(Na2SO4 • 10H2O)
Молярная масса Na2SO4:
Na (22,99) * 2 + S (32,07) + O (16,00) * 4 = 142,04 г/моль.
Следовательно,
m(Na2SO4) (в декогидрате) = (142,04 / 322,20) * 40,8 г ≈ 17,65 г.
6. Теперь найдем общую массу сульфата натрия в конечном растворе:
m(итог) = m(Na2SO4) в упаренном растворе + m(Na2SO4) в декогидрате
m(итог) = 120,96 г + 17,65 г = 138,61 г.
7. Общая масса конечного раствора:
Масса итогового раствора = масса упаренного раствора + масса добавленного декагидрата
m(конечный) = m2 + m(Na2SO4 • 10H2O) = 6300 г + 40,8 г = 6340,8 г.
8. Теперь можем рассчитать массовую долю сульфата натрия в конечном растворе:
w(итог) = (m(итог) / m(конечный)) * 100 = (138,61 г / 6340,8 г) * 100 ≈ 2,19 %.
Ответ:
Массовая доля сульфата натрия в приготовленном растворе составляет примерно 2,19 %.