Сколько миллилитров 96%-ного (по массе): раствора серной кислоты (H₂SO₄) (р = 1,84 г/мл) нужно взять для при­готовления 1 л раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,25 моль-экв/л?

Решение задачи

Учитывая, что молярная масса серной кислоты (H₂SO₄) равна 98 г/моль, найдем молярную массу эквивалента серной кислоты (H₂SO₄) по формуле:

Напомню то, что молярная масса эквивалента – это масса одного моль эквивалента вещества, равная произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества.

Получаем:

Фактор эквивалентности (f_экв) – число, показывающее какая доля частицы (атома, молекулы) этого вещества равноценна одному иону водорода (H⁺) в реакциях обмена или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Найдем сколько серной кислоты (H₂SO₄) (в г) потребуется для приготовления 1 л раствора серной кислоты (H₂SO₄) с молярной концентрацией эквивалента 0,25 моль-экв/л.  Для расчета будем использовать формулу нахождения нормальной концентрации раствора:

Напомню, что под нормальной концентрацией (молярной концентрацией эквивалента) понимают количество грамм-эквивалентов данного вещества, содержащегося в 1 л раствора. Нормальную концентрацию выражают в моль-экв/л или используют сокращение «н», «N».

Рассчитаем массу 0,25 н серной кислоты (H₂SO₄) по формуле:

Получаем:

m (H₂SO₄) = 0,25 ∙ 49 ∙ 1 = 12,25 (г).

Следовательно, в 1 л 0,25 н раствора серной кислоты (H₂SO₄) содержится 12,25 г серной кислоты (H₂SO₄).

Используя формулу нахождения массовой доли растворенного вещества:

выразим массу раствора серной кислоты (H₂SO₄):

Получаем:

m (раствора H₂SO₄) = 12,25 г/ 0,96 = 12,76 (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 1 л раствора молярной концентрацией эквивалента 0,25 моль-экв/л. Будем использовать формулу, устанавливающую связь между объемом и массой раствора:

Получаем:

V (раствора H₂SO₄) = 12,76 /1,84 = 6,94 (мл).

Ответ:

объем раствора серной кислоты равен 6,94 мл.