Дано:
- Растворимость оксида серы (IV) при 0 °C: 7,98 л в 100 г воды.
- Растворимость оксида серы (IV) при 20 °C: 4,032 л в 100 г воды.
- Масса раствора при 0 °C: 280 г.
Найти: массу раствора после нагревания до 20 °C.
Решение:
1. Найдем массу воды в 280 г раствора при 0 °C.
Сначала находим массу оксида серы (SO2) в растворе. При 0 °C 100 г воды растворяют 7,98 л SO2. Обозначим массу воды как m(вода) и массу SO2 как m(SO2).
m(раствора) = m(вода) + m(SO2).
Согласно соотношению:
m(SO2) / m(вода) = 7,98 / 100 => m(SO2) = 0,0798 * m(вода).
Подставим это в уравнение массы раствора:
280 г = m(вода) + 0,0798 * m(вода),
280 г = 1,0798 * m(вода).
Находим массу воды:
m(вода) = 280 г / 1,0798 ≈ 259,5 г.
2. Теперь найдем массу SO2 в растворе:
m(SO2) = 280 г - m(вода) ≈ 280 г - 259,5 г ≈ 20,5 г.
3. Рассчитаем, сколько SO2 может раствориться при 20 °C:
При 20 °C растворимость составляет 4,032 л SO2 на 100 г воды.
m(SO2), который может раствориться в 259,5 г воды:
m(SO2) при 20 °C = (4,032 л / 100 г) * 259,5 г ≈ 10,5 г.
4. Найдем, сколько SO2 выйдет в осадок:
m(SO2) в растворе при 0 °C = 20,5 г,
m(SO2, который может раствориться при 20 °C) ≈ 10,5 г.
Масса SO2, которая не сможет раствориться:
m(осадка) = 20,5 г - 10,5 г = 10 г.
5. Теперь найдем массу раствора после нагревания:
Общая масса раствора остается прежней, так как количество осадка не добавляется к массе раствора.
m(нового раствора) = m(вода) + m(SO2, растворимого при 20 °C).
= 259,5 г + 10,5 г ≈ 270 г.
Ответ: масса раствора после нагревания составит примерно 270 г.