Плотность водного раствора нитрата калия массовой долей 14% равна 1,090 г/см3. Найдите: а) молярную долю; б) молярную концентрацию; в) моляльность.

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать определения и формулы для нахождения молярной доли, молярной концентрации и моляльности.

а) Молярная доля - это отношение мольного количества определенного компонента раствора к общему количеству всех компонентов раствора.

Для нахождения молярной доли нам понадобится знать массовую долю нитрата калия в растворе. В задаче сказано, что массовая доля нитрата калия равна 14%. Это означает, что на каждые 100 граммов раствора, 14 граммов составляют нитрат калия.

Мы можем использовать эти данные для определения мольного количества нитрата калия. Для этого нужно разделить массу нитрата калия на его молярную массу. Молярная масса нитрата калия (KNO3) равна 101,11 г/моль.

Масса нитрата калия в 100 граммах раствора = 100 г * 0,14 = 14 г
Мольное число нитрата калия = 14 г / 101,11 г/моль ≈ 0,138 моль

Теперь мы можем найти общее мольное число всех компонентов раствора. Поскольку мы не знаем массу раствора, предположим, что у нас есть 1 литр (1000 см3) раствора. Тогда масса раствора будет равна его плотности, умноженной на его объем.

Масса раствора = плотность * объем
Масса раствора = 1,090 г/см3 * 1000 см3 = 1090 г

Теперь мы можем определить мольное число всех компонентов раствора. Для этого нужно разделить массу раствора на молярную массу vраствора.

Мольное число всех компонентов раствора = 1090 г / (101,11 г/моль) ≈ 10,791 моль

Теперь можно вычислить молярную долю нитрата калия.

Молярная доля нитрата калия = Мольное число нитрата калия / Мольное число всех компонентов раствора
Молярная доля нитрата калия = 0,138 моль / 10,791 моль ≈ 0,013 (или около 1,3%)

б) Молярная концентрация - это отношение мольного количества определенного компонента раствора к его объему.

Мы уже знаем мольное число нитрата калия (0,138 моль) и объем раствора (1000 см3 или 1 литр). Таким образом, мы можем определить молярную концентрацию нитрата калия.

Молярная концентрация нитрата калия = Мольное число нитрата калия / Объем раствора
Молярная концентрация нитрата калия = 0,138 моль / 1 литр = 0,138 М

в) Моляльность - это отношение мольного количества определенного компонента раствора к массе растворителя (обычно воды) в килограммах.

Нам нужно знать массу растворителя (обычно воды). Поскольку нам не дана эта информация, давайте предположим, что у нас есть 1 кг (1000 г) воды. Тогда мы можем определить массу нитрата калия в растворе.

Масса нитрата калия в растворе = массовая доля нитрата калия * масса раствора
Масса нитрата калия в растворе = 0,14 * 1090 г = 152,6 г

Теперь мы можем определить мольное число нитрата калия и моляльность.

Мольное число нитрата калия = 152,6 г / 101,11 г/моль ≈ 1,512 моль

Моляльность нитрата калия = Мольное число нитрата калия / Масса растворителя в кг
Моляльность нитрата калия = 1,512 моль / 1 кг = 1,512 моль/кг

Таким образом, ответы на задачу:
а) Молярная доля нитрата калия ≈ 0,013 (или около 1,3%)
б) Молярная концентрация нитрата калия ≈ 0,138 М
в) Моляльность нитрата калия ≈ 1,512 моль/кг