Номер 5.12, страница 34, часть I - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

5.12. Рассчитайте массу гидроксида натрия и объем воды, которые потребуются для приготовления 100 мл 5М раствора (плотность раствора 1,1 г/мл).

Дано:

Объем раствора, $V_{р-ра}$ = 100 мл
Молярная концентрация, $C_M$ = 5М (5 моль/л)
Плотность раствора, $\rho_{р-ра}$ = 1,1 г/мл

Перевод в систему СИ:
$V_{р-ра} = 100 \text{ мл} = 100 \cdot 10^{-6} \text{ м}^3 = 10^{-4} \text{ м}^3$
$\rho_{р-ра} = 1,1 \text{ г/мл} = 1,1 \cdot \frac{10^{-3} \text{ кг}}{10^{-6} \text{ м}^3} = 1100 \text{ кг/м}^3$

Найти:

Масса гидроксида натрия, $m_{NaOH}$ - ?
Объем воды, $V_{H_2O}$ - ?

Решение:

1. Рассчитаем количество вещества (число молей) гидроксида натрия (NaOH), которое должно содержаться в растворе. Для этого сначала переведем объем раствора из миллилитров в литры: $V_{р-ра} = 100 \text{ мл} = 0,1 \text{ л}$.

Молярная концентрация ($C_M$) определяется как отношение количества вещества ($n$) к объему раствора ($V_{р-ра}$): $C_M = \frac{n}{V_{р-ра}}$

Из этой формулы выразим и рассчитаем количество вещества NaOH: $n_{NaOH} = C_M \cdot V_{р-ра} = 5 \text{ моль/л} \cdot 0,1 \text{ л} = 0,5 \text{ моль}$.

2. Теперь можем рассчитать массу гидроксида натрия, зная его количество вещества и молярную массу ($M_{NaOH}$). Молярная масса гидроксида натрия NaOH: $M_{NaOH} = M(Na) + M(O) + M(H) = 23 + 16 + 1 = 40 \text{ г/моль}$.

Масса гидроксида натрия вычисляется по формуле: $m_{NaOH} = n_{NaOH} \cdot M_{NaOH} = 0,5 \text{ моль} \cdot 40 \text{ г/моль} = 20 \text{ г}$.

3. Для того чтобы найти объем воды, сначала найдем ее массу. Масса воды равна разности масс всего раствора и массы растворенного вещества (NaOH). Рассчитаем общую массу 100 мл раствора, используя заданную плотность: $m_{р-ра} = \rho_{р-ра} \cdot V_{р-ра} = 1,1 \text{ г/мл} \cdot 100 \text{ мл} = 110 \text{ г}$.

4. Найдем массу воды ($m_{H_2O}$): $m_{H_2O} = m_{р-ра} - m_{NaOH} = 110 \text{ г} - 20 \text{ г} = 90 \text{ г}$.

5. Рассчитаем объем воды. Плотность воды ($\rho_{H_2O}$) принимается равной 1 г/мл. $V_{H_2O} = \frac{m_{H_2O}}{\rho_{H_2O}} = \frac{90 \text{ г}}{1 \text{ г/мл}} = 90 \text{ мл}$.

Ответ: для приготовления 100 мл 5М раствора гидроксида натрия потребуется 20 г NaOH и 90 мл воды.