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.