Номер 724, страница 127 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

724. В насыщенном растворе массой 100 г какого из веществ содержание соли наибольшее: сульфит магния, фосфат магния, нитрат магния? Ответ обоснуйте.

Для того чтобы определить, в каком из насыщенных растворов содержание соли наибольшее, необходимо сравнить растворимость этих солей в воде. Массовая доля растворенного вещества в насыщенном растворе напрямую зависит от его растворимости: чем выше растворимость, тем больше соли может содержаться в определенной массе раствора.

Масса соли в 100 г насыщенного раствора — это и есть массовая доля, выраженная в граммах. Массовая доля $ω$ (в %) вычисляется по растворимости $S$ (в г на 100 г воды) по формуле: $ω = \frac{S}{100 + S} \cdot 100\%$

Чем выше растворимость $S$, тем больше будет массовая доля $ω$ и, следовательно, масса соли в 100 г раствора.

Рассмотрим растворимость каждой соли при стандартных условиях (например, при 20°C), обратившись к справочным данным (таблице растворимости).

1.Сульфит магния ($MgSO_3$): Это малорастворимая соль. Его растворимость составляет примерно 0,53 г на 100 г воды. Рассчитаем массу соли в 100 г насыщенного раствора: Масса раствора, содержащего 0,53 г соли, составляет $100 \text{ г} + 0,53 \text{ г} = 100,53 \text{ г}$. Массовая доля соли: $ω(MgSO_3) = \frac{0,53}{100,53} \approx 0,00527$ или 0,527%. Масса $MgSO_3$ в 100 г раствора: $m(MgSO_3) = 100 \text{ г} \cdot 0,00527 \approx 0,53 \text{ г}$.

2.Фосфат магния ($Mg_3(PO_4)_2$): Это практически нерастворимая соль. Его растворимость составляет около 0,02 г на 100 г воды. Рассчитаем массу соли в 100 г насыщенного раствора: Масса раствора, содержащего 0,02 г соли, составляет $100 \text{ г} + 0,02 \text{ г} = 100,02 \text{ г}$. Массовая доля соли: $ω(Mg_3(PO_4)_2) = \frac{0,02}{100,02} \approx 0,0002$ или 0,02%. Масса $Mg_3(PO_4)_2$ в 100 г раствора: $m(Mg_3(PO_4)_2) = 100 \text{ г} \cdot 0,0002 = 0,02 \text{ г}$.

3.Нитрат магния ($Mg(NO_3)_2$): Согласно правилу растворимости, все нитраты хорошо растворимы в воде. Растворимость нитрата магния очень высока и составляет 71,2 г на 100 г воды. Рассчитаем массу соли в 100 г насыщенного раствора: Масса раствора, содержащего 71,2 г соли, составляет $100 \text{ г} + 71,2 \text{ г} = 171,2 \text{ г}$. Массовая доля соли: $ω(Mg(NO_3)_2) = \frac{71,2}{171,2} \approx 0,4159$ или 41,59%. Масса $Mg(NO_3)_2$ в 100 г раствора: $m(Mg(NO_3)_2) = 100 \text{ г} \cdot 0,4159 = 41,59 \text{ г}$.

Сравнивая массы солей в 100 г их насыщенных растворов: $m(Mg(NO_3)_2) \approx 41,59 \text{ г}$ $m(MgSO_3) \approx 0,53 \text{ г}$ $m(Mg_3(PO_4)_2) \approx 0,02 \text{ г}$

Очевидно, что $41,59 > 0,53 > 0,02$. Таким образом, наибольшее содержание соли будет в насыщенном растворе нитрата магния.

Ответ:

Наибольшее содержание соли будет в насыщенном растворе нитрата магния. Обоснование заключается в том, что нитрат магния ($Mg(NO_3)_2$) имеет значительно более высокую растворимость в воде (71,2 г/100 г H₂O при 20°C) по сравнению с малорастворимым сульфитом магния ($MgSO_3$, ~0,53 г/100 г H₂O) и практически нерастворимым фосфатом магния ($Mg_3(PO_4)_2$, ~0,02 г/100 г H₂O). Чем выше растворимость вещества, тем выше его концентрация (и масса) в насыщенном растворе.