Номер 5, страница 62 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 13. Серный ангидрид и серная кислота. Глава 1. Неметаллы - номер 5, страница 62.

Условие.

5. 60%-й раствор серной кислоты имеет плотность 1,503. Определите молярность такой кислоты.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Массовая доля серной кислоты ($H_2SO_4$), $w = 60\%$

Плотность раствора, $\rho = 1,503 \text{ г/см}^3$

Перевод данных в систему СИ и удобные для расчета единицы:
Массовая доля в долях единицы: $w = 0,6$
Плотность в СИ: $\rho = 1,503 \frac{\text{г}}{\text{см}^3} = 1503 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$
Плотность для расчета молярности: $\rho = 1,503 \frac{\text{г}}{\text{см}^3} = 1503 \frac{\text{г}}{\text{л}}$

Найти:

Молярность раствора $C_M(H_2SO_4)$

Решение:

Молярность (молярная концентрация) $C_M$ — это отношение количества растворенного вещества $n$ (в молях) к объему раствора $V$ (в литрах). $$C_M = \frac{n}{V}$$

Для расчета молярности, зная массовую долю и плотность, можно использовать производную формулу: $$C_M = \frac{w \cdot \rho}{M}$$ где $w$ — массовая доля вещества (безразмерная величина, в долях от единицы), $\rho$ — плотность раствора в г/л, $M$ — молярная масса растворенного вещества в г/моль.

1. Рассчитаем молярную массу серной кислоты ($H_2SO_4$), используя округленные до целых значений атомные массы элементов из периодической таблицы: $A_r(H)=1$, $A_r(S)=32$, $A_r(O)=16$. $$M(H_2SO_4) = 2 \cdot A_r(H) + A_r(S) + 4 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \text{ г/моль}$$

2. Подставим все известные значения в формулу для расчета молярности. $$C_M = \frac{0,6 \cdot 1503 \text{ г/л}}{98 \text{ г/моль}}$$ $$C_M = \frac{901,8}{98} \text{ моль/л} \approx 9,202 \text{ моль/л}$$

Округляя результат до трех значащих цифр, получаем итоговое значение молярности раствора.

Ответ: $9,20 \text{ моль/л}$.