Номер 3-25, страница 33 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

3-25. Какая масса 100%-ной серной кислоты $H_2SO_4$ и какая масса воды потребуются для приготовления 50 г 40%-ного раствора этой кислоты?

Дано:

Масса конечного раствора, $m_{р-ра} = 50 \text{ г}$
Массовая доля кислоты в конечном растворе, $ω_{2} = 40\% = 0.4$
Массовая доля исходной кислоты, $ω_{1} = 100\% = 1.0$

Перевод в систему СИ:
$m_{р-ра} = 0.05 \text{ кг}$

Найти:

Массу 100%-ной серной кислоты, $m(100\% H_2SO_4) - ?$
Массу воды, $m(H_2O) - ?$

Решение:

1. Рассчитаем массу чистой серной кислоты (растворенного вещества), которая должна содержаться в 50 г 40%-ного раствора. Массовая доля вещества ($ω$) в растворе вычисляется по формуле:

$ω = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$

Выразим из формулы массу вещества:

$m_{вещества} = ω \times m_{раствора}$

Подставим значения для конечного раствора:

$m(H_2SO_4) = ω_{2} \times m_{р-ра} = 0.4 \times 50 \text{ г} = 20 \text{ г}$

2. Так как мы используем 100%-ную серную кислоту, она является чистым веществом. Следовательно, масса необходимой 100%-ной кислоты равна массе чистого вещества в растворе.

$m(100\% H_2SO_4) = 20 \text{ г}$

3. Масса раствора представляет собой сумму масс растворенного вещества (в данном случае, 100%-ной кислоты) и растворителя (воды).

$m_{раствора} = m(100\% H_2SO_4) + m(H_2O)$

Чтобы найти массу воды, необходимую для приготовления раствора, вычтем массу кислоты из общей массы раствора:

$m(H_2O) = m_{раствора} - m(100\% H_2SO_4)$

Подставим числовые значения:

$m(H_2O) = 50 \text{ г} - 20 \text{ г} = 30 \text{ г}$

Ответ: для приготовления 50 г 40%-ного раствора серной кислоты потребуется 20 г 100%-ной серной кислоты и 30 г воды.