Для решения задачи начнем с расчета количества кислоты.
Из условия задачи известно, что массовая доля хлороводородной кислоты в исходном растворе составляет 8%.
Также нам дано, что мы хотим получить 200 мл разбавленного раствора.
Чтобы рассчитать необходимое количество кислоты, вспомним, что массовая доля – это отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора.
То есть можно сказать, что масса кислоты в исходном растворе равна 8% от массы всего раствора.
Можно записать уравнение:
масса кислоты в исходном растворе = 8% * масса всего раствора
Так как нам известна плотность раствора (1,194 г/мл), мы можем использовать формулу для расчета массы:
масса = плотность * объем.
Подставляя известные значения, получим:
масса кислоты в исходном растворе = 1,194 г/мл * (200 мл * 0,08) = 19,104 г.
Теперь рассчитаем объем кислоты с массовой долей 38%.
Массовая доля – это отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора.
Можно записать уравнение:
масса кислоты = 38% * масса всего раствора
Так как мы хотим рассчитать объем кислоты, подставим формулу для расчета массы:
масса кислоты = плотность * объем.
Подставляя известные значения, получим:
плотность * объем кислоты = 0,38 * масса всего раствора.
Поскольку объем кислоты и объем всего раствора одинаковы, мы можем записать:
плотность * объем кислоты = 0,38 * плотность * объем всего раствора.
Подставляя известные значения, получим:
1,194 г/мл * объем кислоты = 0,38 * 19,104 г.
Решаем уравнение для объема кислоты:
объем кислоты = (0,38 * 19,104) / 1,194 = 6,096 мл.
Теперь остается найти объем воды, необходимый для приготовления 200 мл разбавленного раствора.
Объем воды можно рассчитать вычитанием объема кислоты из общего объема раствора:
объем воды = 200 мл – 6,096 мл = 193,904 мл.
Наконец, расчитаем молярную долю полученного раствора.
Молярная доля выражает отношение числа молей вещества к общему количеству молей в растворе.
Массовая доля можно рассчитать как отношение массы кислоты к массе всего раствора.
Масса всего раствора равна сумме массы кислоты и массы воды.
Молярная доля кислоты будет равна отношению числа молей кислоты к общему количеству молей вещества в растворе.
Так как числа молей вещества и объемы воды и кислоты одинаковы (по определению), то можно сказать, что молярная доля кислоты будет равна отношению числа молей кислоты к общему количеству молей в растворе.
Моль кислоты можно рассчитать, зная массу кислоты и молярную массу кислоты.
Молярная масса хлороводородной кислоты равна атомной массе хлора (35.5 г/моль) плюс атомной массе водорода (1 г/моль), что равно 36.5 г/моль.
Моль кислоты = масса кислоты / молярная масса кислоты = 19,104 г / 36,5 г/моль = 0,523 моль.
Общее количество молей в растворе равно сумме количества молей кислоты и воды, то есть 0,523 моль + 0,523 моль = 1,046 моль.
Итак, молярная доля кислоты = 0,523 моль / 1,046 моль = 0,5.
А значит, молярная доля воды = 0,523 моль / 1,046 моль = 0,5.
Таким образом, полученный разбавленный раствор будет содержать 50% хлороводородной кислоты и 50% воды по молям.
