Дано:
- Молярная концентрация при 40 °C: C1 = 3,02 моль/л.
- Плотность раствора при 40 °C: ρ1 = 1,35 г/мл.
- Молярная концентрация при 20 °C: C2 = 2,36 моль/л.
- Плотность раствора при 20 °C: ρ2 = 1,21 г/мл.
- Масса раствора при 40 °C: m раствора = 400 г.
Найти: масса соли (м) нитрата стронция, которая выпадет в осадок при охлаждении до 20 °C.
Решение:
1. Найдем объем раствора при 40 °C:
V1 = m раствора / ρ1 = 400 г / 1,35 г/мл = 296,30 мл = 0,2963 л.
2. Теперь найдем количество вещества (молей) нитрата стронция (Sr(NO3)2) в растворе при 40 °C:
n1 = C1 * V1 = 3,02 моль/л * 0,2963 л = 0,894 моль.
3. Найдем массу соли, которая остается растворенной при 20 °C.
Сначала найдем объем раствора при 20 °C:
V2 = m раствора / ρ2 = 400 г / 1,21 г/мл = 330,58 мл = 0,33058 л.
4. Теперь найдем количество вещества нитрата стронция, которое может раствориться при 20 °C:
n2 = C2 * V2 = 2,36 моль/л * 0,33058 л = 0,778 моль.
5. Найдем массу соли, которая остается в растворе при 20 °C.
Молярная масса нитрата стронция (Sr(NO3)2):
Sr = 87,62 г/моль, N = 14,01 г/моль, O = 16,00 г/моль.
Молярная масса Sr(NO3)2 = 87,62 + 2*(14,01) + 6*(16,00) = 87,62 + 28,02 + 96,00 = 211,64 г/моль.
Теперь найдем массу соли, растворимой при 20 °C:
m раствора при 20 °C = n2 * М(Sr(NO3)2 = 0,778 моль * 211,64 г/моль = 164,34 г.
6. Найдем массу соли, которая выпала в осадок:
m осадка = масса соли при 40 °C - масса соли при 20 °C.
m осадка = (n1 * М(Sr(NO3)2)) - m раствора при 20 °C
= (0,894 моль * 211,64 г/моль) - 164,34 г
= 189,07 г - 164,34 г = 24,73 г.
Ответ: масса соли, которая выпадет в осадок при охлаждении до 20 °C, составит примерно 24,73 г.