дано:
- объем исходного раствора KOH = 1,25 л
- концентрация исходного раствора KOH = 5%
- плотность исходного раствора KOH = 1,05 г/мл
- масса полученного раствора = 400 г
найти:
- массовую долю KOH в полученном растворе
- массу металлического калия, необходимую для достижения 20% раствора KOH
решение:
1. Рассчитаем массу гидроксида калия (KOH) в исходном растворе:
масса раствора = объем * плотность
масса раствора = 1,25 л * 1000 мл/л * 1,05 г/мл = 1312,5 г
масса KOH = массовая доля * масса раствора
масса KOH = 0,05 * 1312,5 г = 65,625 г
2. Рассчитаем массу KOH в полученном растворе:
масса KOH остается той же, так как не происходит потерь при упаривании. В полученном растворе масса KOH также равна 65,625 г.
3. Теперь находим массовую долю KOH в новом растворе:
массовая доля KOH = (масса KOH / масса раствора) * 100%
массовая доля KOH = (65,625 г / 400 г) * 100% = 16,40625%
4. Чтобы получить раствор с массовой долей KOH 20%, воспользуемся формулой:
пусть x - масса металлического калия, которое нужно добавить. Тогда
масса нового раствора = 400 г + x.
новая массовая доля KOH = (масса KOH / масса нового раствора) * 100%
20 = (65,625 / (400 + x)) * 100
упростим уравнение:
0,2(400 + x) = 65,625
80 + 0,2x = 65,625
0,2x = 65,625 - 80
0,2x = -14,375
x = -14,375 / 0,2
x = -71,875 г
Так как масса не может быть отрицательной, это означает, что нельзя достичь 20% KOH, добавляя только металлический калий в данном растворе.
ответ:
- массовая доля гидроксида калия в полученном растворе составляет 16,41% (округленно).
- добавление металлического калия для достижения 20% невозможно.