Question

Рассчитайте массу раствора и массу безводного хлористого водорода в 23 % ом растворе HCl Этот раствор содержит 3,612*10^24 атомов водорода, входящего в состав воды

Answer 1

Ответ:

$\boxed{m_{HCl}=16.13g}\\\boxed{m_{p-pa}=70.12g}$

Объяснение:

Алгоритм:

• Найдем $n_{H_{H_2O}$ из количества атомов водорода в воде
• Найдем $n_{H_2O}$ из количества вещества водорода в воде
• Найдем $m_{H_2O}$ из количества вещества воды
• Вычислим $m_{p-pa}$ из массы воды и массовой доли HCl
• Узнаем $m_{HCl}$ через массу раствора и массовую долю HCl

Решение:

Найдем количество вещества атомов водорода входящих в состав воды:
$n_{H_{H_2O}}=\frac{N_{H_{H_2O}}}{N_A}\\n_{H_{H_2O}}=\frac{3.612*10^{24}}{6.02*10^{23}mol^{-1}} \\n_{H_{H_2O}}=6mol$

Молекул воды в два раза меньше чем атомов водорода, так как в каждой молекуле воды два атома водорода, следовательно и количество вещества воды в 2 раза меньше:

$n_{H_2O}=0.5n_{H_{H_2O}}\\n_{H_2O}=0.5*6mol\\n_{H_2O}=3mol$

Найдем массу воды в растворе и рассчитаем массу всего раствора на основании массовой доли:
$\left \{ {{m_{H_2O}=n_{H_2O}*M_{H_2O}} \atop {m_{p-pa}=\frac{m_{H_2O}}{1- \omega _{HCl}} }} \right. \Rightarrow\\ \Rightarrow m_{p-pa}=\frac{n_{H_2O}*M_{H_2O}}{1- \omega _{HCl}} \\m_{p-pa}=\frac{3mol*18g/mol}{1- 0.23} \\ \boxed{m_{p-pa}=70.12g}$

Отсюда же найдем массу безводного хлористого водорода:
$m_{HCl}=m_{p-pa}* \omega _{HCl}\\m_{HCl}=70.12g*23 \%\\\boxed{m_{HCl}=16.13g}$

Теория:

Если в растворе лишь два вещества, то их массовые доли в сумме дают единицу, или 100%:
$\omega _X + \omega _Y=1\\\omega _X + \omega _Y=100 \%$

Количества вещества и другие показатели связывают формулы:
$n=\frac{m}{M} \\n=\frac{V}{V_M} \\n=\frac{N}{N_A}$

Если в молекуле вещества Y содержится m атомов вещества X, то их количества вещества связаны формулой:

$mn_Y=n_X\\n_Y=\frac{n_X}{m}$