Номер 3-75, страница 38 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

3-75. Вычислите процентную концентрацию 10,42М раствора ортофосфорной кислоты. Плотность раствора составляет 1,5 г/мл.

Дано:

Молярная концентрация раствора ортофосфорной кислоты $C_M(H_3PO_4) = 10,42 \text{ М}$ (моль/л)

Плотность раствора $ρ = 1,5 \text{ г/мл}$

Найти:

Процентную концентрацию (массовую долю) $ω(H_3PO_4)$

Решение:

Процентная концентрация (массовая доля) вещества в растворе, ω, определяется как отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора, выраженное в процентах. Формула для расчета:

$ω = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}} \cdot 100\%$

Для проведения расчетов примем объем раствора равным 1 литру ($V_{раствора} = 1 \text{ л}$).

1. Найдем массу 1 литра (1000 мл) раствора, используя его плотность:

$m_{раствора} = ρ \cdot V_{раствора}$

$m_{раствора} = 1,5 \text{ г/мл} \cdot 1000 \text{ мл} = 1500 \text{ г}$

2. Найдем количество вещества (моль) ортофосфорной кислоты в 1 литре раствора, исходя из молярной концентрации:

$n(H_3PO_4) = C_M \cdot V_{раствора}$

$n(H_3PO_4) = 10,42 \text{ моль/л} \cdot 1 \text{ л} = 10,42 \text{ моль}$

3. Вычислим молярную массу ортофосфорной кислоты ($H_3PO_4$). Атомные массы: H ≈ 1, P ≈ 31, O ≈ 16.

$M(H_3PO_4) = 3 \cdot Ar(H) + Ar(P) + 4 \cdot Ar(O) = 3 \cdot 1 + 31 + 4 \cdot 16 = 3 + 31 + 64 = 98 \text{ г/моль}$

4. Теперь найдем массу растворенного вещества (ортофосфорной кислоты) в 1 литре раствора:

$m_{вещества} = n(H_3PO_4) \cdot M(H_3PO_4)$

$m_{вещества} = 10,42 \text{ моль} \cdot 98 \text{ г/моль} = 1021,16 \text{ г}$

5. Рассчитаем процентную концентрацию раствора:

$ω(H_3PO_4) = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}} \cdot 100\% = \frac{1021,16 \text{ г}}{1500 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 68,08\%$

Ответ: процентная концентрация 10,42М раствора ортофосфорной кислоты составляет 68,08%.