Нормальность и массовая доля серной кислоты после разбавления
К 100 мл 96%-ной (по массе) H2SO4 (плотность 1,84 г/мл) прибавили 400 мл воды. Получился раствор плотностью 1,220 г/мл. Вычислить его эквивалентную концентрацию и массовую долю H2SO4.
Дано
`V_text{исх.}(р-ра) = 100 text{ мл}`
`ω_text{исх.}(H_2SO_4) = 96%`
`ρ_text{исх.}(р-ра) = 1.84 text{ г/мл}`
`V_text{доб.}(H_2O) = 400 text{ мл}`
`ρ_text{итог.}(р-ра) = 1.22 text{ г/мл}`
Найти
`C_text{н итог.}(H_2SO_4) = text{?}`
`ω_text{итог.}(H_2SO_4) = text{?}`
Решение
Найдём массу исходного раствора серной кислоты:
`m_text{исх.}(р-ра) = ρ_text{исх.}(р-ра) * V_text{исх.}(р-ра) = 1.84 * 100 = 184 text{ г}`
Найдём массу чистой серной кислоты в этом растворе:
`m(H_2SO_4) = (ω_text{исх.}(H_2SO_4) * m_text{исх.}(р-ра)) / 100 = (96 * 184) / 100 = 176.6 text{ г}`
Найдём массу добавленной воды, приняв её плотность равной 1 г/мл:
`m(H_2O) = ρ(H_2O) * V(H_2O) = 1 * 400 = 400 text{ г}`
Найдём массу итогового раствора:
`m_text{итог.}(р-ра) = m_text{исх.}(р-ра) + m(H_2O) = 184 + 400 = 584 text{ г}`
Найдём массовую долю серной кислоты в итоговом растворе:
`ω_text{итог.}(H_2SO_4) = (100 * m(H_2SO_4)) / (m_text{итог.}(р-ра)) = (100 * 176.6) / 584 = 30.24%`
Найдём объём итогового раствора, используя его плотность:
`V_text{итог.}(р-ра) = (m_text{итог.}(р-ра)) / (ρ_text{итог.}(р-ра)) = 584 / 1.22 = 478.7 text{ мл} = 0.4787 text{ л}`
Найдём количество вещества серной кислоты:
`n(H_2SO_4) = (m(H_2SO_4)) / (M(H_2SO_4)) = 176.6 / 98 = 1.802 text{ моль}`
Найдём количество эквивалентов серной кислоты:
`n_э(H_2SO_4) = f_э(H_2SO_4) * n(H_2SO_4) = 2 * 1.802 = 3.604 text{ моль-экв}`
Вычислим нормальную концентрацию (эквивалентную концентрацию) серной кислоты в итоговом растворе:
`C_text{н итог.}(H_2SO_4) = (n_э(H_2SO_4)) / (V_text{итог.}(р-ра)) = 3.604 / 0.4787 = 7.528 text{ моль-экв/л}`
Ответ
`C_text{н итог.}(H_2SO_4) = 7.528 text{ моль-экв/л}`
`ω_text{итог.}(H_2SO_4) = 30.24%`