Номер 5.3, страница 33, часть I - гдз по химии 8-9 класс задачник с помощником Гара, Габрусева

5.3. Как изменится массовая доля (в процентах) растворенного вещества, если к $0,5$ л раствора азотной кислоты с массовой долей азотной кислоты $32\%$ (плотность раствора $1,20$ г/мл) прибавить $2$ л воды?

Дано:

Объем исходного раствора азотной кислоты, $V_1 = 0,5 \text{ л}$

Массовая доля $HNO_3$ в исходном растворе, $\omega_1 = 32\%$

Плотность исходного раствора, $\rho_1 = 1,20 \text{ г/мл}$

Объем добавленной воды, $V_{H_2O} = 2 \text{ л}$

$V_1 = 0,5 \text{ л} = 0,0005 \text{ м}^3$

$\omega_1 = 32\% = 0,32$

$\rho_1 = 1,20 \text{ г/мл} = 1200 \text{ кг/м}^3$

$V_{H_2O} = 2 \text{ л} = 0,002 \text{ м}^3$

Примем плотность воды $\rho_{H_2O} = 1 \text{ г/мл} = 1000 \text{ кг/м}^3$

Найти:

Новую массовую долю азотной кислоты $\omega_2$

Решение:

Для удобства вычислений будем использовать граммы (г) и миллилитры (мл).

1. Переведем заданные объемы в миллилитры:

$V_1 = 0,5 \text{ л} = 500 \text{ мл}$

$V_{H_2O} = 2 \text{ л} = 2000 \text{ мл}$

2. Найдем массу исходного раствора азотной кислоты ($m_1$):

$m_1 = V_1 \cdot \rho_1 = 500 \text{ мл} \cdot 1,20 \text{ г/мл} = 600 \text{ г}$

3. Рассчитаем массу растворенного вещества (чистой азотной кислоты, $m_{HNO_3}$) в исходном растворе. При добавлении воды масса растворенного вещества не изменяется.

$m_{HNO_3} = m_1 \cdot \omega_1 = 600 \text{ г} \cdot 0,32 = 192 \text{ г}$

4. Найдем массу добавленной воды ($m_{H_2O}$), принимая ее плотность равной 1 г/мл:

$m_{H_2O} = V_{H_2O} \cdot \rho_{H_2O} = 2000 \text{ мл} \cdot 1 \text{ г/мл} = 2000 \text{ г}$

5. Найдем массу конечного раствора ($m_2$), которая равна сумме массы исходного раствора и массы добавленной воды:

$m_2 = m_1 + m_{H_2O} = 600 \text{ г} + 2000 \text{ г} = 2600 \text{ г}$

6. Рассчитаем новую массовую долю азотной кислоты ($\omega_2$) в конечном растворе:

$\omega_2 = \frac{m_{HNO_3}}{m_2} \cdot 100\% = \frac{192 \text{ г}}{2600 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 7,38\%$

Таким образом, массовая доля азотной кислоты уменьшилась с 32% до 7,38%.

Ответ: Массовая доля растворенного вещества уменьшится и станет равной 7,38%.