Вычислить молярную концентрацию раствора, если в мерной колбе, объемом 100 мл, приготовили раствор, взвесив на весах кристаллогидрат массой 24,8 мг

Предмет: Химия

Раздел: Молярная концентрация растворов

Задача: Вычислить молярную концентрацию раствора, если в мерной колбе, объемом 100 мл, приготовили раствор, взвесив на весах кристаллогидрат Na₂S₂O₃•5H₂O массой 24,8 мг.

Шаг 1. Перевод массы в граммы

Для начала переведем массу вещества из миллиграммов (мг) в граммы (г), так как обычно расчеты лучше вести в граммах:

\[ 24{,}8 \, \text{мг} = \frac{24{,}8 \, \text{мг}}{1000} = 0{,}0248 \, \text{г} \]

Шаг 2. Определение молярной массы кристаллогидрата Na₂S₂O₃ · 5H₂O

Кристаллогидрат Na₂S₂O₃ • 5H₂O состоит из:

• Na₂S₂O₃ - тиосульфат натрия,
• 5H₂O - пять молекул воды.

Найдем молярную массу каждого компонента:

1. Na₂S₂O₃:

• Na (натрий) = 23,0 г/моль, всего натрия 2 атома: \( 23 \times 2 = 46\ \text{г/моль}\);
• S (сера) = 32,1 г/моль, всего 2 атома серы: \( 32,1 \times 2 = 64,2\ \text{г/моль}\);
• O (кислород) = 16,0 г/моль, три атома: \( 16 \times 3 = 48,0\ \text{г/моль}\).

Молярная масса Na₂S₂O₃ = \(46 + 64,2 + 48 = 158,2\ \text{г/моль}\).

2. 5H₂O (вода):

• H₂O = \(2 \times 1,0 + 16\ = 18\ \text{г/моль}\);
• Всего воды: \( 18 \times 5 = 90\ \text{г/моль}\).

Молярная масса кристаллогидрата Na₂S₂O₃ • 5H₂O:

\[ \text{Молярная масса} = 158,2\ \text{г/моль} + 90\ \text{г/моль} = 248,2\ \text{г/моль}. \]

Шаг 3. Найдем количество вещества Na₂S₂O₃·5H₂O

Количество вещества (\(\nu\)) можно найти по формуле:

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

где

• \(m\) - масса вещества (0,0248 г),
• \(M\) - молярная масса кристаллогидрата (248,2 г/моль).

Подставляем значения:

\[ \nu = \frac{0{,}0248}{248,2} \approx 9,99 \times 10^{-5} \, \text{моль}. \]

Шаг 4. Найдем молярную концентрацию

Молярная концентрация (\(\text{C}\)) определяется по формуле:

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

где

• \(\nu\) - количество вещества,
• \(\text{V}\) - объем раствора в литрах.

Объем раствора \(\text{V}\) дан в миллилитрах (100 мл). Переведем его в литры:

\[ V = \frac{100 \, \text{мл}}{1000} = 0{,}1 \, \text{л}. \]

Теперь рассчитаем молярную концентрацию:

\[ C = \frac{9{,}99 \times 10^{-5}}{0{,}1} = 9{,}99 \times 10^{-4} \, \text{моль/л}. \]

Ответ:

Молярная концентрация раствора составляет \(9{,}99 \times 10^{-4} \, \text{моль/л}\).