Номер 643, страница 143 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

643. Какова массовая доля муравьиной кислоты в растворе, полученном при добавлении 50 мл воды к 200 мл 60%-ного (по массе) раствора муравьиной кислоты (плотность 60%-ного раствора равна 1,136 г/мл)?

Дано:

$V_{воды} = 50 \, \text{мл}$

$V_{p1}(\text{HCOOH}) = 200 \, \text{мл}$ (объем исходного раствора)

$\omega_{1}(\text{HCOOH}) = 60\% = 0,6$ (массовая доля в исходном растворе)

$\rho_{p1} = 1,136 \, \text{г/мл}$ (плотность исходного раствора)

Плотность воды принимаем равной $\rho_{воды} \approx 1 \, \text{г/мл}$.

Найти:

$\omega_{2}(\text{HCOOH}) - ?$ (массовая доля в конечном растворе)

Решение:

1. Сначала найдем массу исходного 60%-го раствора муравьиной кислоты ($m_{p1}$). Масса вычисляется через плотность ($\rho$) и объем ($V$) по формуле:

$m = \rho \cdot V$

Подставляем значения для исходного раствора:

$m_{p1} = 1,136 \, \text{г/мл} \cdot 200 \, \text{мл} = 227,2 \, \text{г}$

2. Далее рассчитаем массу чистой муравьиной кислоты ($m_{к-ты}$), содержащейся в этом растворе. Массовая доля вещества в растворе ($\omega$) определяется как отношение массы вещества к массе всего раствора:

$\omega = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$

Отсюда находим массу кислоты:

$m_{к-ты} = \omega_{1} \cdot m_{p1} = 0,6 \cdot 227,2 \, \text{г} = 136,32 \, \text{г}$

3. Найдем массу добавленной воды ($m_{воды}$). Плотность воды составляет примерно 1 г/мл.

$m_{воды} = \rho_{воды} \cdot V_{воды} = 1 \, \text{г/мл} \cdot 50 \, \text{мл} = 50 \, \text{г}$

4. При добавлении воды к раствору масса растворенного вещества (муравьиной кислоты) не изменяется, а общая масса раствора увеличивается на массу добавленной воды. Рассчитаем массу конечного раствора ($m_{p2}$):

$m_{p2} = m_{p1} + m_{воды} = 227,2 \, \text{г} + 50 \, \text{г} = 277,2 \, \text{г}$

5. Наконец, рассчитаем новую массовую долю муравьиной кислоты ($\omega_{2}$) в полученном растворе:

$\omega_{2} = \frac{m_{к-ты}}{m_{p2}} = \frac{136,32 \, \text{г}}{277,2 \, \text{г}} \approx 0,49178$

Для выражения ответа в процентах, умножим полученное значение на 100%:

$\omega_{2} \approx 0,49178 \cdot 100\% \approx 49,18\%$

Ответ: массовая доля муравьиной кислоты в растворе равна 49,18%.