Определить молярную концентрацию 19%-ного раствора сульфата натрия, если плотность раствора составляет 1.1 г/мл

Предмет: Химия

Раздел: Растворы – концентрации растворов.

Задача: Определить молярную концентрацию 19%-ного раствора сульфата натрия \( \ce{Na2SO4} \), если плотность раствора составляет 1.1 \( г/мл \).

Подробное решение:

Шаг 1. Определим важные величины:

1. Массовая доля растворенного вещества (сульфата натрия, \(\ce{Na2SO4}\)): Массовая доля– это доля массы вещества в массе всего раствора. По условию задачи массовая доля составляет 19%, или \( \omega = 0,19 \).
2. Плотность раствора: Плотность раствора равна \( 1,1 \; г/мл \). Это означает, что в 1 мл раствора содержится 1,1 г массы раствора. Для удобства рассчитаем на 100 мл раствора. Таким образом, масса раствора: \[ m_{\text{р-ра}} = 1,1 \, \text{г/мл} \times 100 \, \text{мл} = 110 \, \text{г}. \]

Шаг 2. Рассчитаем количество растворенного вещества \(\ce{Na2SO4}\):

Массовая доля вещества \( \omega = 0,19 \) означает, что в 100 г раствора содержится 19 г \(\ce{Na2SO4}\). Однако мы рассматриваем 110 г раствора, поэтому масса \(\ce{Na2SO4}\) в 110 г раствора будет:

\[ m_{\ce{Na2SO4}} = \omega \times m_{\text{р-ра}} = 0,19 \times 110 = 20,9 \, \text{г}. \]

Шаг 3. Найдем количество вещества \(\ce{Na2SO4}\):

Молярная масса сульфата натрия \(\ce{Na2SO4}\) рассчитывается как сумма атомных масс:

\[ M_{\ce{Na2SO4}} = 2 \times M_{\ce{Na}} + M_{\ce{S}} + 4 \times M_{\ce{O}} = 2 \times 23 + 32 + 4 \times 16= 46 + 32 + 64 = 142 \, \text{г/моль}. \]

Теперь можем найти количество молей вещества \(n\) по формуле:

\[ n = \frac{m}{M}, \]

где \(m\) – масса вещества, \(M\) – его молярная масса. Подставляем значения:

\[ n_{\ce{Na2SO4}} = \frac{20,9 \, \text{г}}{142 \, \text{г/моль}} \approx 0,147 \, \text{моль}. \]

Шаг 4. Найдем молярную концентрацию раствора:

Молярная концентрация (или молярность) \(C\) – это количество вещества в одном литре раствора. Молярность вычисляется по формуле:

\[ C = \frac{n}{V}, \]

где \(n\) – количество вещества (моли) в растворе, а \(V\) – объем раствора в литрах. Мы рассматриваем 100 мл раствора, что соответствует 0,1 л. Подставляем значения:

\[ C = \frac{0,147 \, \text{моль}}{0,1 \, \text{л}} = 1,47 \, \text{моль/л}. \]

Ответ:

Молярная концентрация 19%-ного раствора сульфата натрия составляет \( 1,47 \, \text{моль/л} \).