К250 мл 0,1 м раствора нитрата магния добавили 194 мл 4,3%-го раствора гидроксида бария ( = 1,03 г/мл). определить молярные концентрации соединений, содержащихся в растворе, если суммарный объем раствора после отделения осадка уменьшился на 4 мл.

Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение химической реакции между нитратом магния и гидроксидом бария:

Mg(NO3)2 + Ba(OH)2 -> Mg(OH)2 + Ba(NO3)2

За основу возьмем 250 мл раствора нитрата магния. Для определения мольной концентрации Mg(NO3)2 воспользуемся формулой:

M = (m/M) / V

где M - мольная масса соединения, m - масса вещества, V - объем раствора.

Масса нитрата магния будет равна:

m = c * V * M

где c - массовая концентрация раствора в %, V - объем раствора, M - мольная масса вещества.

Мольная масса нитрата магния (Mg(NO3)2) можно получить, сложив мольные массы магния (Mg) и нитратного иона (NO3):

M(Mg(NO3)2) = M(Mg) + 2 * M(NO3)

M(Mg(NO3)2) = 24,305 + 2 * (14,007 + 3 * 16,00)

M(Mg(NO3)2) = 24,305 + 2 * (14,007 + 48,00)

M(Mg(NO3)2) = 24,305 + 2 * 62,007

M(Mg(NO3)2) = 24,305 + 124,014

M(Mg(NO3)2) = 148,319 г/моль

Массовая концентрация раствора нитрата магния (c) равна 0,1%. Переведем ее в десятичную дробь:

c = 0,1 / 100 = 0,001

Подставим все значения в формулу для расчета массы:

m = 0,001 * 250 * 148,319

m = 37,07975 г

Таким образом, масса нитрата магния в 250 мл раствора составляет 37,08 г.

Затем мы добавляем 194 мл 4,3%-го раствора гидроксида бария. Как и в предыдущем случае, для определения мольной концентрации Ba(OH)2, воспользуемся формулой:

M = (m/M) / V

Масса гидроксида бария будет равна:

m = c * V * M

где c - массовая концентрация раствора в %, V - объем раствора, M - мольная масса вещества.

Мольная масса гидроксида бария (Ba(OH)2) можно получить, сложив мольные массы бария (Ba) и гидроксидного иона (OH):

M(Ba(OH)2) = M(Ba) + 2 * M(OH)

M(Ba(OH)2) = 137,327 + 2 * (16,00 + 1,01)

M(Ba(OH)2) = 137,327 + 2 * 17,01

M(Ba(OH)2) = 137,327 + 34,02

M(Ba(OH)2) = 171,347 г/моль

Массовая концентрация раствора гидроксида бария (c) равна 4,3%. Переведем ее в десятичную дробь:

c = 4,3 / 100 = 0,043

Подставим все значения в формулу для расчета массы:

m = 0,043 * 194 * 171,347

m = 1458,38714 г

Таким образом, масса гидроксида бария в 194 мл раствора составляет 1458,39 г.

После добавления реагентов объем раствора увеличился на 250 + 194 = 444 мл. Однако после отделения осадка объем раствора уменьшился на 4 мл.

Следовательно, конечный объем раствора составляет 444 - 4 = 440 мл.

Чтобы определить молярные концентрации соединений в конечном растворе, нам нужно знать их количество молей в конечном растворе.

Поскольку осадок происходит вследствие реакции между нитратом магния и гидроксидом бария, количество молей Mg(OH)2 будет равно количеству молей Ba(NO3)2 в конечном растворе.

Поскольку по уравнению реакции один моль Ba(NO3)2 образуется из одного моля Mg(NO3)2, количество молей Ba(NO3)2 будет также равно количеству молей Mg(NO3)2 в начальном растворе.

Массу осадка можно определить, умножив количество молей на мольную массу Mg(OH)2:

m = n * M

где m - масса осадка, n - количество молей, M - мольная масса вещества.

M(Mg(OH)2) = 24,305 + 2 * 16,00

M(Mg(OH)2) = 24,305 + 32,00

M(Mg(OH)2) = 56,305 г/моль

Подставим значения в формулу:

m = 37,08 * 56,305

m = 2083,6034 г

Таким образом, масса осадка составляет 2083,60 г.

Чтобы определить молярную концентрацию соединений, необходимо разделить количество молей на объем раствора:

C = n / V

где C - молярная концентрация, n - количество молей, V - объем раствора.

Объем раствора в конечном состоянии составляет 440 мл. Количество молей в начальном растворе (Mg(NO3)2) равно количеству молей в конечном растворе (Ba(NO3)2) и будет равно:

n = m / M

где n - количество молей, m - масса вещества, M - мольная масса вещества.

Подставим значения в формулу:

n = 37,08 / 148,319

n = 0,249635 моль

Теперь мы можем определить молярные концентрации:

C(Mg(NO3)2) = 0,249635 / 0,44

C(Mg(NO3)2) = 0,5678 М

C(Ba(NO3)2) = 0,249635 / 0,44

C(Ba(NO3)2) = 0,5678 М

Таким образом, молярная концентрация нитрата магния (Mg(NO3)2) и нитрата бария (Ba(NO3)2) в конечном растворе составляет 0,5678 М.