Дано:
- Масса воды: 100 г
- Плотность раствора: 1,1 г/мл
- Молярная концентрация ацетат-ионов: 1 моль/л
- Молярная концентрация нитрат-ионов больше, чем молярная концентрация ионов калия
- Молярная концентрация ионов калия больше, чем молярная концентрация ацетат-ионов
Найти: массы солей, взятых для приготовления раствора.
Решение:
1) Определим общий объем раствора:
- масса раствора = масса воды + масса солей
- плотность раствора = масса раствора / объем раствора
- объем раствора = масса раствора / плотность раствора
Обозначим массу солей как m. Тогда:
масса раствора = 100 + m (г)
объем раствора = (100 + m) / 1,1 (л)
2) Рассчитаем молярные концентрации ионов:
- Концентрация ионов ацетата равна 1 моль/л, значит в 1 л раствора содержится 1 моль CH3COONa.
- Известно, что массовая доля ионов галогена, аммония и натрия равны, значит можно обозначить их массовые доли через x.
3) Установим соотношения между ионами в растворе:
- n(CH3COO-) = 1 (известно)
- n(NH4+) = x
- n(Na+) = x
- n(K+) = y
Поскольку молярная концентрация нитрат-ионов больше, чем молярная концентрация ионов калия, будем считать, что n(NO3-) > y.
Исходя из уравнения концентраций:
n(NO3-) = z (где z > y)
Итак, у нас есть следующие соотношения:
- x + y + z = 3 (для трёх солей)
- z > y
- x = 1 (для CH3COONa, так как его концентрация известна)
- Следовательно, n(KF) = y < 1
4) Теперь находим массу каждой соли с учетом их молярных масс:
- M(CH3COONa) = 82 г/моль
- M(KF) = 58 г/моль
- M(NH4NO3) = 80 г/моль
5) Рассчитаем массы исходных солей:
- m(CH3COONa) = 1 * 82 = 82 г (из 1 моль)
- m(KF) = y * 58
- m(NH4NO3) = z * 80
Так как x + y + z = 3, подставляем значения, чтобы найти y и z.
6) Подсчитаем массы:
- Обозначив количество моль K и NH4NO3 как 0,5:
m(KF) = 0,5 * 58 = 29 г
m(NH4NO3) = 1 * 80 = 80 г
Ответ:
m(CH3COONa) = 82 г;
m(KF) = 29 г;
m(NH4NO3) = 80 г.