Дано:
1. Массовая доля серного раствора (S) = 20%
2. Масса серного раствора (m_S) = 10 г
3. Массовая доля азотной кислоты (N) = 12%
4. Плотность азотной кислоты (ρ_N) = 1,066 г/мл
Найти:
Объем азотной кислоты (V_N), необходимый для получения одинаковых массовых долей растворенных веществ в двух растворах.
Решение:
1. Определяем массу растворенных веществ в серном растворе:
Масса растворенного вещества в серном растворе:
m_S2 = 0,20 × 10 г = 2 г
2. Находим массу раствора в серной кислоте:
Масса раствора в серной кислоте:
m_S1 = 10 г
3. Определяем массу растворенного вещества в азотной кислоте:
Пусть объем азотной кислоты составляет V_N мл.
Масса азотной кислоты: m_N = ρ_N × V_N = 1,066 × V_N г
Масса растворенного вещества в азотной кислоте:
m_N2 = 0,12 × m_N = 0,12 × (1,066 × V_N) = 0,128 × V_N г
4. Приравниваем массовые доли:
Для равенства массовых долей растворенных веществ в двух растворах, должны выполняться равенства:
m_S2 / m_S1 = m_N2 / m_N
Подставляем значения:
2 г / 10 г = 0,128 × V_N / (1,066 × V_N)
Упростим уравнение:
0,20 = 0,128 / 1,066
Найдем V_N:
V_N = (0,20 × 1,066) / 0,128 ≈ 1,65 мл
Ответ:
Необходимый объем азотной кислоты составляет примерно 1,65 мл.