20%-ный олеум разбавили водой и получили 200 мл раствора серной кислоты с плотностью 1,2 г\мл. для полного осаждения сульфат-ионов из порции этого раствора массой 40 г необходимо 45,48 г тригидрата ацетата свинца. вычислите массу олеума, взятую для разбавления.
1. Массовая доля: это отношение массы определенного компонента к общей массе раствора.
2. Плотность: это отношение массы рассматриваемого вещества к его объему.
3. Молярная масса: это масса одного моля вещества (обычно выражается в г/моль).
4. Закон сохранения массы: сумма масс веществ до и после реакции должна оставаться неизменной.
Теперь давайте приступим к решению задачи.
Пусть масса олеума, взятого для разбавления, равна Х грамм.
Тогда масса серной кислоты в этом олеуме составляет 20% от Х, или 0.2Х грамм.
Мы знаем, что из этого количества серной кислоты при полном осаждении сульфат-ионов получается 45.48 г тригидрата ацетата свинца.
Масса тригидрата ацетата свинца равна массе свинца и массе ацетата (масса свинца = 207.2 г/моль, масса ацетата = 16 + 12 + 3 * 16 = 189.1 г/моль).
Тригидрат ацетата состоит из одной молекулы свинца и трех молекул ацетата.
Используя эти данные, мы можем установить следующее соотношение:
масса осаживаемого свинца / молярная масса свинца = масса равного количества свинца в 20%-ном олеуме / молярная масса свинца.
Таким образом, мы можем выразить массу свинца в 20%-ном олеуме:
масса равного количества свинца в 20%-ном олеуме = (масса осаживаемого свинца / молярная масса свинца) * молярная масса свинца.
Масса свинца в тригидрате ацетата, которая равна 45.48 г / (207.2 г/моль + 3 * 189.1 г/моль) = 45.48 г / 774.6 г/моль = 0.0587 моль.
Подставим эту массу свинца в соотношение для нахождения массы свинца в 20%-ном олеуме:
масса равного количества свинца в 20%-ном олеуме = (0.0587 моль * 207.2 г/моль) = 12.14 г.
Теперь мы можем записать уравнение для закона сохранения массы:
масса олеума + масса воды = масса полученного раствора.
Мы знаем, что масса полученного раствора равна 200 г и его плотность составляет 1.2 г/мл, поэтому его объем равен 200 г / 1.2 г/мл = 166.67 мл.
Тогда объем олеума будет 166.67 мл - объем воды.
Мы знаем, что плотность олеума составляет 1.9 г/мл, поэтому его масса равна его объему умноженному на плотность:
масса олеума = объем олеума * плотность олеума.
Масса воды будет равна объему воды умноженному на плотность воды, которая составляет 1 г/мл:
масса воды = объем воды * плотность воды.
Выразим массу олеума через объем воды:
масса олеума = 166.67 мл * 1.9 г/мл - объем воды * 1 г/мл.
Подставим это выражение для массы олеума в уравнение закона сохранения массы и найдём объем воды:
масса олеума + масса воды = масса полученного раствора.
(166.67 мл * 1.9 г/мл - объем воды * 1 г/мл) + объем воды * 1 г/мл = 200 г.
Мы знаем, что объем воды + объем олеума равен 166.67 мл, поэтому можем выразить объем воды через объем олеума:
объем воды = 166.67 мл - объем олеума.
Подставляем это выражение в уравнение и решаем его относительно объема олеума:
(166.67 мл * 1.9 г/мл - (166.67 мл - объем олеума) * 1 г/мл) + (166.67 мл - объем олеума) * 1 г/мл = 200 г.
Отсюда получаем:
1.9 * 166.67 - 1.9 * объем олеума + объем олеума - объем олеума = 200 - 166.67.
0.9 * объем олеума = 200 - 166.67.
0.9 * объем олеума = 33.33.
объем олеума = 33.33 / 0.9 = 37 г.
Таким образом, масса олеума, взятого для разбавления, равна 37 г.