Массовая доля и молярная концентрация хлора в насыщенной воде
При комнатной температуре (25°C) в одном объёме воды растворяется два объёма хлора. Рассчитайте массовую долю и молярную концентрацию хлора в насыщенной хлорной воде (плотность хлорной воды равна 1,0 г/мл).
Дано
`V(H_2O) = V`
`V(Cl_2) = 2*V`
`ρ(р-ра) = 1 text{ г/мл}`
Найти
`ω(Cl_2) = text{?}`
`C_м(Cl_2) = text{?}`
Решение
Допустим:
`V(H_2O) = 1 text{ л} = 1000 text{ мл}`
Тогда:
`V(Cl_2) = 2 text{ л}`
Найдём массу воды, приняв её плотность равной 1 г/мл:
`m(H_2O) = ρ(H_2O) * V(H_2O) = 1 * 1000 = 1000 text{ г}`
Найдём количество вещества хлора, используя объём при нормальных условиях (н.у.), так как в условии не указаны другие параметры, будем считать, что объёмы даны при н.у.:
`n(Cl_2) = (V(Cl_2)) / (V_m) = 2 / 22.4 = 0.08929 text{ моль}`
Найдём массу хлора:
`m(Cl_2) = n(Cl_2) * M(Cl_2) = 0.08929 * 71 = 6.34 text{ г}`
Найдём массу полученного раствора (хлорной воды):
`m(р-ра) = m(H_2O) + m(Cl_2) = 1000 + 6.34 = 1006.3 text{ г}`
Вычислим массовую долю хлора в растворе:
`ω(Cl_2) = (100 * m(Cl_2)) / (m(р-ра)) = (100 * 6.34) / 1006.3 = 0.63%`
Найдём объём раствора, используя его плотность:
`V(р-ра) = (m(р-ра)) / (ρ(р-ра)) = 1006.3 / 1 = 1006.3 text{ мл} = 1.0063 text{ л}`
Вычислим молярную концентрацию хлора в растворе:
`C_м(Cl_2) = (n(Cl_2)) / (V(р-ра)) = 0.08929 / 1.0063 = 0.08873 text{ моль/л}`
Ответ
`ω(Cl_2) = 0.63%`
`C_м(Cl_2) = 0.08873 text{ моль/л}`