Номер 8, страница 112 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 3. Дисперсные системы и растворы. Параграф 16. Растворы. Концентрация растворов и способы её выражения - номер 8, страница 112.

Условие.

8. С целью перекристаллизации хлорида бария 300 г 35%-ного раствора этой соли охладили с 80 до $20 °C$. При этом образовалось 56 г осадка кристаллогидрата $BaCl_2 \cdot 2H_2O$. Рассчитайте массовую долю соли в оставшемся растворе.

Решение.

Решение 2.

Дано:
$m_{раствора, 1} = 300 \text{ г}$
$\omega_1(BaCl_2) = 35\% = 0.35$
$m_{осадка}(BaCl_2 \cdot 2H_2O) = 56 \text{ г}$

Данные в СИ переводить не требуется.

Найти:
$\omega_2(BaCl_2)$

Решение:

1. Определим массу хлорида бария ($BaCl_2$) и воды в исходном растворе.
Масса безводной соли $BaCl_2$ в начальном растворе:
$m_1(BaCl_2) = m_{раствора, 1} \cdot \omega_1(BaCl_2) = 300 \text{ г} \cdot 0.35 = 105 \text{ г}$
Масса воды в начальном растворе:
$m_1(H_2O) = m_{раствора, 1} - m_1(BaCl_2) = 300 \text{ г} - 105 \text{ г} = 195 \text{ г}$

2. Рассчитаем, какая масса безводной соли и какая масса воды перешли из раствора в осадок в составе кристаллогидрата $BaCl_2 \cdot 2H_2O$.
Сначала найдем молярные массы хлорида бария и его кристаллогидрата (используя атомные массы: Ba = 137, Cl = 35.5, H = 1, O = 16):
$M(BaCl_2) = 137 + 2 \cdot 35.5 = 208 \text{ г/моль}$
$M(BaCl_2 \cdot 2H_2O) = 208 + 2 \cdot 18 = 244 \text{ г/моль}$
Найдем массу безводного $BaCl_2$, содержащегося в 56 г кристаллогидрата:
$m_{осадка}(BaCl_2) = m_{осадка}(BaCl_2 \cdot 2H_2O) \cdot \frac{M(BaCl_2)}{M(BaCl_2 \cdot 2H_2O)} = 56 \text{ г} \cdot \frac{208}{244} \approx 47.74 \text{ г}$

3. Определим массу конечного раствора и массу соли в нем после охлаждения.
Масса конечного раствора равна массе исходного раствора за вычетом массы выпавшего осадка:
$m_{раствора, 2} = m_{раствора, 1} - m_{осадка}(BaCl_2 \cdot 2H_2O) = 300 \text{ г} - 56 \text{ г} = 244 \text{ г}$
Масса $BaCl_2$, оставшаяся в растворе, равна исходной массе соли за вычетом массы соли, ушедшей в осадок:
$m_2(BaCl_2) = m_1(BaCl_2) - m_{осадка}(BaCl_2) = 105 \text{ г} - 47.74 \text{ г} \approx 57.26 \text{ г}$

4. Рассчитаем массовую долю соли в оставшемся растворе.
$\omega_2(BaCl_2) = \frac{m_2(BaCl_2)}{m_{раствора, 2}} \cdot 100\%$
$\omega_2(BaCl_2) = \frac{57.26 \text{ г}}{244 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 23.47\%$

Для более точного расчета, без промежуточных округлений:
$m_2(BaCl_2) = 105 - (56 \cdot \frac{208}{244}) = 105 - \frac{11648}{244} = \frac{25620 - 11648}{244} = \frac{13972}{244} \text{ г}$
$\omega_2(BaCl_2) = \frac{13972 / 244 \text{ г}}{244 \text{ г}} \cdot 100\% = \frac{13972}{59536} \cdot 100\% \approx 23.468\%$
Округляя результат до десятых, получаем 23,5%.

Ответ: массовая доля соли в оставшемся растворе составляет 23,5%.