Номер 639, страница 142 - гдз по химии 10 класс сборник задач Матулис, Матулис

639. Какую массу тригидрата ацетата натрия и какой объем воды необходимо взять для приготовления 500 г раствора с массовой долей ацетата натрия, равной 24,6 % ?

Дано:

Масса раствора, $m_{р-ра} = 500 \text{ г}$

Массовая доля ацетата натрия, $\omega(CH_3COONa) = 24.6\% = 0.246$

Используемое вещество: тригидрат ацетата натрия ($CH_3COONa \cdot 3H_2O$)

Плотность воды, $\rho(H_2O) \approx 1 \text{ г/мл}$

$m_{р-ра} = 0.5 \text{ кг}$

$\rho(H_2O) \approx 1000 \text{ кг/м}^3$

Найти:

Массу тригидрата ацетата натрия, $m(CH_3COONa \cdot 3H_2O) - ?$

Объем воды, $V(H_2O) - ?$

Решение:

1. Определим массу безводного ацетата натрия ($CH_3COONa$), которая необходима для приготовления 500 г раствора с массовой долей 24,6%.

$m(CH_3COONa) = m_{р-ра} \cdot \omega(CH_3COONa) = 500 \text{ г} \cdot 0.246 = 123 \text{ г}$

2. Рассчитаем молярные массы безводного ацетата натрия и его кристаллогидрата, тригидрата ацетата натрия ($CH_3COONa \cdot 3H_2O$). Для расчетов используем относительные атомные массы: $Ar(C)=12$, $Ar(H)=1$, $Ar(O)=16$, $Ar(Na)=23$.

$M(CH_3COONa) = 2 \cdot 12 + 3 \cdot 1 + 2 \cdot 16 + 23 = 82 \text{ г/моль}$

$M(CH_3COONa \cdot 3H_2O) = M(CH_3COONa) + 3 \cdot M(H_2O) = 82 + 3 \cdot (2 \cdot 1 + 16) = 82 + 54 = 136 \text{ г/моль}$

3. Вычислим массу тригидрата ацетата натрия, которая содержит 123 г безводной соли. Для этого можно составить пропорцию, зная, что 136 г кристаллогидрата содержат 82 г безводной соли:

$m(CH_3COONa \cdot 3H_2O) = \frac{m(CH_3COONa) \cdot M(CH_3COONa \cdot 3H_2O)}{M(CH_3COONa)} = \frac{123 \text{ г} \cdot 136 \text{ г/моль}}{82 \text{ г/моль}} = 204 \text{ г}$

4. Общая масса раствора (500 г) складывается из массы взятого кристаллогидрата и массы дополнительно добавленной воды. Найдем массу воды, которую необходимо добавить.

$m_{р-ра} = m(CH_3COONa \cdot 3H_2O) + m(H_2O_{добав.})$

$m(H_2O_{добав.}) = m_{р-ра} - m(CH_3COONa \cdot 3H_2O) = 500 \text{ г} - 204 \text{ г} = 296 \text{ г}$

5. Найдем объем необходимой для добавления воды, используя ее массу и плотность ($\rho(H_2O) \approx 1 \text{ г/мл}$).

$V(H_2O) = \frac{m(H_2O_{добав.})}{\rho(H_2O)} = \frac{296 \text{ г}}{1 \text{ г/мл}} = 296 \text{ мл}$

Ответ: для приготовления 500 г 24,6% раствора ацетата натрия необходимо взять 204 г тригидрата ацетата натрия и добавить 296 мл воды.