Давление для 5% раствора сероводорода при 0 градусов
В 1 л воды при 0°С растворяется 4,62 л H2S. Под каким давлением надо растворять H2S, чтобы получить 5%-ный (по массе) раствор?
Дано
`V(H_2O) = 1 text{ л} = 1000 text{ мл}`
`V_0(H_2S) = 4.62 text{ л}`
`ω(H_2S) = 5%`
Найти
`P(H_2S) = text{ ?}`
Решение
Найдём массу воды:
`m(H_2O) = ρ(H_2O)*V(H_2O) = 1*1000 = 1000 text{ г}`
Запишем выражение массовой доли сероводорода:
`ω(H_2S) = (100*m(H_2S))/(m(H_2O) + m(H_2S))`
`(100*m(H_2S))/(1000 + m(H_2S)) = 5`
`20*m(H_2S) = 1000 + m(H_2S)`
`m(H_2S) = 52.63 text{ г}`
Найдём количество вещества H₂S:
`n(H_2S) = (m(H_2S))/(M(H_2S)) = 52.63/34 = 1.548 text{ моль}`
Найдём объём этого количества H₂S при нормальных условиях (0°C, 101.3 кПа):
`V_text{н.у.}(H_2S) = n(H_2S)*V_m = 1.548*22.4 = 34.68 text{ л}`
Вычислим давление, применив закон Бойля‑Мариотта:
`P(H_2S) = (V_text{н.у.}(H_2S) * P_0)/(V_0(H_2S)) = (34.68 * 101.3)/(4.62) = 760.7 text{ кПа}`
Ответ
`P(H_2S) = 760.7 text{ кПа}`