Номер 3-61, страница 37 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

3-61. Является ли 10%-ный раствор сульфата магния $MgSO_4$ насыщенным при $20 \text{ °C}$? (Растворимость нитрата серебра при $20 \text{ °C}$ составляет 35,1 г на 100 г воды.) Ответ подтвердите расчетами.

3-61.

Примечание: В условии задачи, скорее всего, допущена опечатка. Вопрос задан о сульфате магния ($MgSO_4$), а растворимость дана для нитрата серебра. Однако, растворимость безводного сульфата магния при 20 °C действительно составляет 35,1 г на 100 г воды. Поэтому в решении будет использовано это значение для сульфата магния.

Дано:
Массовая доля раствора сульфата магния $ \omega(MgSO_4) = 10\% $
Температура $ t = 20 \ ^\circ C $
Растворимость сульфата магния при 20 °C составляет $ S(MgSO_4) = 35,1 \text{ г на 100 г воды} $

Найти:

Является ли 10%-ный раствор $MgSO_4$ насыщенным при 20 °C?

Решение:

Насыщенный раствор — это раствор, в котором при данной температуре вещество больше не растворяется. Чтобы определить, является ли 10%-ный раствор $MgSO_4$ насыщенным, нужно рассчитать, какой массовой доле соответствует насыщенный раствор при 20 °C, и сравнить эти два значения.

1. Рассчитаем массу насыщенного раствора, полученного при растворении 35,1 г $MgSO_4$ в 100 г воды.
Масса раствора ($m_{раствора}$) равна сумме массы растворенного вещества ($m_{вещества}$) и массы растворителя ($m_{растворителя}$).
$m_{раствора} = m_{вещества} + m_{растворителя} = 35,1 \text{ г} + 100 \text{ г} = 135,1 \text{ г}$

2. Рассчитаем массовую долю ($\omega_{насыщ}$) сульфата магния в насыщенном растворе по формуле:
$ \omega = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}} \times 100\% $
$ \omega_{насыщ} = \frac{35,1 \text{ г}}{135,1 \text{ г}} \times 100\% \approx 25,98\% $

3. Сравним полученную концентрацию насыщенного раствора с концентрацией данного в задаче раствора.
Концентрация насыщенного раствора: $\omega_{насыщ} \approx 25,98\% $
Концентрация данного раствора: $\omega_{данного} = 10\%$

Поскольку $10\% < 25,98\%$, концентрация данного раствора меньше концентрации насыщенного раствора. Это означает, что в данном растворе еще можно растворить дополнительное количество сульфата магния при температуре 20 °C. Следовательно, 10%-ный раствор является ненасыщенным.

Ответ: Нет, 10%-ный раствор сульфата магния $MgSO_4$ при 20 °C не является насыщенным, так как максимальная концентрация (концентрация насыщенного раствора) составляет примерно 25,98%, что больше 10%.