Какой объем 96-процентного раствора серной кислоты (H₂SO₄) плотностью 1,84 г/мл потребуется для приготовления 3 литров раствора с концентрацией 2 моль/л?

Решение задачи

Найдем сколько серной кислоты (H₂SO₄) (в г) потребуется для приготовления 3 л раствора с молярной концентрацией 2 моль/л. Для расчета будем использовать формулу нахождения молярной концентрации раствора:

где:

C_M – молярная концентрация раствора;

n – химическое количество растворенного вещества;

M – молярная масса растворенного вещества;

m – масса растворенного вещества;

V – объем раствора.

Напомню, что под молярной концентрацией понимают количество (число моль) данного вещества, содержащегося в единице объема раствора. Молярную концентрацию выражают в моль/л или используют сокращение «M».

Из вышеуказанной формулы выразим и рассчитаем массу растворенного вещества:

Учитывая, что молярная масса серной кислоты (H₂SO₄) равна 98 г/моль, получаем:

m (H₂SO₄) = 2 моль/л ∙ 98 г/моль ∙ 3 л = 588 (г).

Используя формулу нахождения массовой доли растворенного вещества:

выразим массу раствора серной кислоты (H₂SO₄):

Получаем:

m (раствора H₂SO₄) = 588 г/ 0,96 = 612,5 (г).

Если раствор 96-процентный, то массовая доля  серной кислоты (H₂SO₄) в нем 0,96.

Вычислим объем раствора серной кислоты (H₂SO₄), который потребуется для приготовления 3 л раствора с молярной концентрацией 2 моль/л. Будем использовать формулу, устанавливающую связь между объемом и массой раствора:

Получаем:

V (раствора H₂SO₄) = 612,5 г /1,84 г/мл = 332,88 (мл).

Ответ: объем раствора серной кислоты равен 332,88 мл.