В воде объёмом 500 см3 растворили серную кислоту. Общее число катионов и анионов, образовавшихся в результате электролитической диссоциации, в полученном растворе оказалось равным 2,86 • 1023. Рассчитайте массовую долю серной кислоты в этом растворе.
от

1 Ответ

дано:

объем воды = 500 см3 = 0,5 л  
общее число ионов (катионов и анионов) = 2,86 * 10^23  

найти:

массовую долю серной кислоты в растворе

решение:

1. Определим количество молей ионов:

число ионов = общее число ионов  
число ионов = 2,86 * 10^23

2. Серная кислота диссоциирует по реакции:

H2SO4 → 2H+ + SO4²-

Это означает, что из одной молекулы H2SO4 образуются 2 катиона водорода и 1 анион сульфата, всего 3 иона. Таким образом, количество молей серной кислоты можно найти следующим образом:

количество молей H2SO4 = общее число ионов / 3  
количество молей H2SO4 = 2,86 * 10^23 / 3 ≈ 9,53 * 10^22 моль

3. Находим массу серной кислоты:

молярная масса H2SO4 = 2*1 + 32 + 4*16 = 98 г/моль  
масса H2SO4 = количество молей * молярная масса  
масса H2SO4 = (9,53 * 10^22 моль) * 98 г/моль ≈ 9,34 * 10^24 г

Однако поскольку количество ионов было рассчитано на основе количества, то правильно будет взять число молей:

количество молей H2SO4 = 2,86 * 10^23 / 3 = 9,53 * 10^22 / 6,022 * 10^23 = 0,158 моль  
масса H2SO4 = 0,158 моль * 98 г/моль ≈ 15,48 г

4. Рассчитаем массовую долю серной кислоты в растворе:

масса раствора = масса H2O + масса H2SO4 = 500 г + 15,48 г = 515,48 г  
массовая доля H2SO4 = (масса H2SO4 / масса раствора) * 100  
массовая доля H2SO4 = (15,48 г / 515,48 г) * 100 ≈ 3,00 %

ответ:

Массовая доля серной кислоты в растворе составляет примерно 3,00 %.
от