К 400 миллилитрам 28-процентного раствора серной кислоты (H2SO4) (плотность раствора равна 1,2 г/см3) добавили 200 миллилитров 10-процентного раствора (плотность раствора равна 1,07 г/см3) этого же вещества. Какова массовая доля серной кислоты (H2SO4) в растворе?
Решение задачи
II способ решения (I способ, III способ)
Для удобства решения задачи я предлагаю исходный раствор обозначить как 1 раствор, добавленный как 2 раствор, а полученный как 3 раствор.
Введем обозначения:
ω1, ω2, ω3 – массовая доля растворенного вещества соответственно в 1 растворе, во 2 растворе и 3 растворе;
m1 (вещества), m2 (вещества), m3 (вещества) – массы растворенных веществ в соответствующих растворах;
m1 (раствора), m2 (раствора), m3 (раствора) – массы соответствующих растворов.
Запишем общую формулу для нахождения массовой доли растворенного вещества в полученном растворе:
После смешения растворов масса 3 раствора будет равна:
После смешения растворов масса 3 вещества будет равна:
Найдем массу 1 раствора серной кислоты (H2SO4) по формуле:
Получаем:
m1 (раствора) = 1,2 г/см3 ∙ 400 см3 =480 (г).
Вычислим массу 1 вещества, по формуле:
Получаем:
m1 (вещества) = 480 ∙ 0,28 = 134,4 (г).
Если раствор 28-процентный, то массовая доля серной кислоты (H2SO4) в нем 0,28.
Найдем массу 2 раствора серной кислоты (H2SO4) по формуле:
Получаем:
m2 (раствора) = 1,07 2 г/см3 ∙ 200 см3 = 214 (г).
Вычислим массу 2 вещества, по формуле:
Получаем:
m2 (вещества) = 214 ∙ 0,1 = 21,4(г).
Если раствор 10-процентный, то массовая доля серной кислоты (H2SO4) в нем 0,1.
Найдем массу 3 раствора по формуле:
Получаем:
m3 (раствора) = 480 + 214 = 694 (г).
Найдем массу 3 вещества по формуле:
Получаем:
m3 (вещества) = 134,4 + 21,4 = 155,8 (г).
Найдем массовую долю серной кислоты (H2SO4) в конечном 3 растворе по формуле:
Массовая доля растворенного вещества в растворе – это отношение массы растворенного вещества к массе раствора. Выражается в долях единицы или в %. Следует отметить, что массовая доля растворенного вещества в растворе, выраженная в %, называется процентной концентрацией раствора.
Ответ: массовая доля серной кислоты в растворе = 0,22.