Номер 626, страница 106 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

626. Для получения насыщенного при 15 °С раствора хлорида стронция в воде массой 50 г необходимо растворить кристаллогидрат $SrCl_2 \cdot 6H_2O$ массой 42,2 г. Рассчитайте растворимость хлорида стронция при 15 °С.

Дано:

Температура, $t = 15 \ ^\circ \text{C}$

Масса воды, $m(\text{H}_2\text{O}) = 50 \ \text{г}$

Масса кристаллогидрата, $m(\text{SrCl}_2 \cdot 6\text{H}_2\text{O}) = 42,2 \ \text{г}$

Найти:

Растворимость $S(\text{SrCl}_2)$ при $15 \ ^\circ \text{C}$

Решение:

Растворимость вещества – это максимальная масса вещества, которая может раствориться в 100 г растворителя при данной температуре. В данном случае растворитель – вода, а растворенное вещество – безводный хлорид стронция $\text{SrCl}_2$.

При растворении кристаллогидрата $\text{SrCl}_2 \cdot 6\text{H}_2\text{O}$ в раствор переходит как безводная соль $\text{SrCl}_2$, так и кристаллизационная вода $6\text{H}_2\text{O}$, которая смешивается с исходным количеством воды, образуя общую массу растворителя.

1. Найдем молярные массы хлорида стронция, воды и кристаллогидрата гексагидрата хлорида стронция. Используем округленные значения относительных атомных масс: $Ar(\text{Sr})=88$, $Ar(\text{Cl})=35,5$, $Ar(\text{H})=1$, $Ar(\text{O})=16$.

Молярная масса хлорида стронция $\text{SrCl}_2$:

$M(\text{SrCl}_2) = Ar(\text{Sr}) + 2 \cdot Ar(\text{Cl}) = 88 + 2 \cdot 35,5 = 159 \ \text{г/моль}$

Молярная масса воды $\text{H}_2\text{O}$:

$M(\text{H}_2\text{O}) = 2 \cdot Ar(\text{H}) + Ar(\text{O}) = 2 \cdot 1 + 16 = 18 \ \text{г/моль}$

Молярная масса кристаллогидрата $\text{SrCl}_2 \cdot 6\text{H}_2\text{O}$:

$M(\text{SrCl}_2 \cdot 6\text{H}_2\text{O}) = M(\text{SrCl}_2) + 6 \cdot M(\text{H}_2\text{O}) = 159 + 6 \cdot 18 = 159 + 108 = 267 \ \text{г/моль}$

2. Рассчитаем массу безводной соли $\text{SrCl}_2$ и массу воды, которые содержатся в 42,2 г кристаллогидрата.

Масса $\text{SrCl}_2$ в кристаллогидрате:

$m_{\text{соли}}(\text{SrCl}_2) = m(\text{SrCl}_2 \cdot 6\text{H}_2\text{O}) \cdot \frac{M(\text{SrCl}_2)}{M(\text{SrCl}_2 \cdot 6\text{H}_2\text{O})} = 42,2 \ \text{г} \cdot \frac{159}{267} \approx 25,13 \ \text{г}$

Масса воды в кристаллогидрате:

$m_{\text{воды}}(\text{из крист.}) = m(\text{SrCl}_2 \cdot 6\text{H}_2\text{O}) - m_{\text{соли}}(\text{SrCl}_2) = 42,2 \ \text{г} - 25,13 \ \text{г} = 17,07 \ \text{г}$

3. Определим общую массу воды в полученном насыщенном растворе. Она складывается из массы воды, взятой изначально, и массы воды из кристаллогидрата.

$m_{\text{воды}}(\text{общ.}) = m(\text{H}_2\text{O}) + m_{\text{воды}}(\text{из крист.}) = 50 \ \text{г} + 17,07 \ \text{г} = 67,07 \ \text{г}$

4. Рассчитаем растворимость ($S$) хлорида стронция. В полученном насыщенном растворе содержится $25,13 \ \text{г}$ соли $\text{SrCl}_2$ в $67,07 \ \text{г}$ воды. Растворимость – это количество соли на 100 г воды. Составим пропорцию:

в $67,07 \ \text{г}$ воды растворяется $25,13 \ \text{г}$ $\text{SrCl}_2$

в $100 \ \text{г}$ воды растворяется $S$ г $\text{SrCl}_2$

Отсюда:

$S = \frac{100 \ \text{г} \cdot 25,13 \ \text{г}}{67,07 \ \text{г}} \approx 37,47 \ \text{г}$

Округляя, получаем, что растворимость хлорида стронция при $15 \ ^\circ \text{C}$ составляет 37,5 г на 100 г воды.

Ответ: Растворимость хлорида стронция при $15 \ ^\circ \text{C}$ составляет $37,5 \ \text{г/100 г воды}$.