Определить концентрацию раствора

Предмет: Химия

Раздел: Растворы и концентрации веществ

Задание:

Дано:

1. Масса безводной серной кислоты \( \text{H}_2\text{SO}_4 \) — 6 грамм.
2. Объем воды — 250 мл (должен быть преобразован в литры).
3. Плотность раствора — 1 г/мл (позволяет связать массу с объемом раствора).
4. Пренебрегаем объемом растворенного вещества.

Необходимо определить концентрацию раствора.

Возможные типы концентраций, которые нужно рассчитать:

1. Массовая доля (w).
2. Молярная концентрация (C), или молярность.

Шаг 1. Вычисление молярной массы серной кислоты (H₂SO₄)

Сначала находим молярную массу серной кислоты (H₂SO₄):

• H: \( 1 \times 2 = 2 \, \text{г/моль} \)
• S: \( 32 \, \text{г/моль} \)
• O: \( 16 \times 4 = 64 \, \text{г/моль} \)

Суммарная молярная масса \( \text{H}_2\text{SO}_4 \): \( 2 + 32 + 64 = 98 \, \text{г/моль} \)

Шаг 2. Находим массовую концентрацию

Массовая доля (w) — это отношение массы растворенного вещества к массе раствора.

Масса раствора приближенно равна сумме массы воды и массы растворенного вещества:

• Масса воды = 250 г (так как плотность воды — 1 г/мл, масса 250 мл = 250 г),
• Масса серной кислоты = 6 г.

Следовательно, масса раствора = \( 250 \, \text{г} + 6 \, \text{г} = 256 \, \text{г} \).

Массовая доля раствора:

\[ w = \frac{m(\text{H}_2\text{SO}_4)}{m(\text{раствора})} = \frac{6}{256} \approx 0.0234 \]

Массовая доля = 2.34%.

Шаг 3. Находим молярную концентрацию

Молярная концентрация (C) — это количество молей растворенного вещества, разделенное на объем раствора в литрах.

1. Находим количество молей серной кислоты:

\[ n(\text{H}_2\text{SO}_4) = \frac{m(\text{H}_2\text{SO}_4)}{M(\text{H}_2\text{SO}_4)} = \frac{6 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 0.0612 \, \text{моль}. \]

2. Приводим объем раствора к литрам:

\( 250 \, \text{мл} = 0.25 \, \text{л} \).

3. Молярная концентрация:

\[ C = \frac{n(\text{H}_2\text{SO}_4)}{V(\text{раствора})} = \frac{0.0612 \, \text{моль}}{0.25 \, \text{л}} = 0.245 \, \text{моль/л}. \]

Молярная концентрация = 0.245 моль/л.

Ответ:

1. Массовая доля = 2.34%.
2. Молярная концентрация = 0.245 моль/л.

Значения концентраций полученного раствора: