Номер 3-73, страница 38 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

3-73. Вычислите молярную концентрацию азотной кислоты $HNO_3$ в ее 20%-ном растворе (плотность раствора — 1,1 г/мл).

3-73.

Дано:

Массовая доля азотной кислоты, $w(\text{HNO}_3) = 20\%$
Плотность раствора, $\rho = 1.1 \text{ г/мл}$

$w(\text{HNO}_3) = 0.20$
$\rho = 1.1 \text{ г/мл} = 1100 \text{ кг/м}^3$

Найти:

Молярная концентрация, $C_M(\text{HNO}_3) - ?$

Решение:

Молярная концентрация ($C_M$) — это отношение количества растворенного вещества ($n$) к объему раствора ($V$), выраженное в моль/л.

$C_M = \frac{n(\text{HNO}_3)}{V_{\text{раствора}}}$

Для удобства расчетов примем объем раствора равным 1 литру.

$V_{\text{раствора}} = 1 \text{ л} = 1000 \text{ мл}$

1. Найдем массу 1 л раствора, используя заданную плотность:

$m_{\text{раствора}} = \rho \cdot V_{\text{раствора}} = 1.1 \text{ г/мл} \cdot 1000 \text{ мл} = 1100 \text{ г}$

2. Определим массу азотной кислоты в этом растворе, зная ее массовую долю (20%):

$m(\text{HNO}_3) = m_{\text{раствора}} \cdot w(\text{HNO}_3) = 1100 \text{ г} \cdot 0.20 = 220 \text{ г}$

3. Рассчитаем молярную массу азотной кислоты ($HNO_3$), используя относительные атомные массы элементов из Периодической таблицы:

$M(\text{HNO}_3) = M(\text{H}) + M(\text{N}) + 3 \cdot M(\text{O}) = 1.008 + 14.007 + 3 \cdot 15.999 \approx 63 \text{ г/моль}$

4. Найдем количество вещества (число молей) азотной кислоты в 220 г:

$n(\text{HNO}_3) = \frac{m(\text{HNO}_3)}{M(\text{HNO}_3)} = \frac{220 \text{ г}}{63 \text{ г/моль}} \approx 3.492 \text{ моль}$

5. Теперь, зная количество вещества и объем раствора (который мы приняли за 1 л), вычислим молярную концентрацию:

$C_M(\text{HNO}_3) = \frac{n(\text{HNO}_3)}{V_{\text{раствора}}} = \frac{3.492 \text{ моль}}{1 \text{ л}} \approx 3.49 \text{ моль/л}$

Ответ: Молярная концентрация азотной кислоты в 20%-ном растворе составляет 3.49 моль/л.