Дано:
ω(K2CO3) = 12,3%
ρ(раствора) = 1,07 г/мл = 1070 г/л
ω(K2CO3) = ω(KHCO3)
Найти:
C(K2CO3) - молярная концентрация K2CO3
C(KHCO3) - молярная концентрация KHCO3
Решение:
Запишем уравнение реакции:
K2CO3 + CO2 + H2O → 2KHCO3
Предположим, что в 100 г раствора содержится 12,3 г K2CO3. Тогда масса воды в растворе:
m(H2O) = 100 г - 12,3 г = 87,7 г
Найдем количество вещества K2CO3:
n(K2CO3) = m(K2CO3) / M(K2CO3) = 12,3 г / 138 г/моль = 0,089 моль
По уравнению реакции, при взаимодействии с CO2, из 1 моль K2CO3 образуется 2 моль KHCO3. Значит, количество вещества KHCO3 в полученном растворе:
n(KHCO3) = 2 * n(K2CO3) = 2 * 0,089 моль = 0,178 моль
Масса KHCO3:
m(KHCO3) = n(KHCO3) * M(KHCO3) = 0,178 моль * 100 г/моль = 17,8 г
Так как массовые доли K2CO3 и KHCO3 равны, то:
ω(K2CO3) = ω(KHCO3) = 17,8 г / (17,8 г + 12,3 г) = 0,59 = 59%
Найдем молярные концентрации веществ:
C(K2CO3) = n(K2CO3) / V(раствора) = m(K2CO3) / (M(K2CO3) * V(раствора)) = (12,3 г / 138 г/моль) / (100 г / 1070 г/л) = 0,88 моль/л
C(KHCO3) = n(KHCO3) / V(раствора) = m(KHCO3) / (M(KHCO3) * V(раствора)) = (17,8 г / 100 г/моль) / (100 г / 1070 г/л) = 1,88 моль/л
Ответ:
C(K2CO3) = 0,88 моль/л
C(KHCO3) = 1,88 моль/л