Номер 525, страница 99 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

525. Какое число молекул угольной кислоты ($ \text{H}_2\text{CO}_3 $) содержится в растворе массой $ 150 \text{ г} $ с массовой долей кислоты, равной $ 0,60 \% $?

Дано:

Масса раствора ($m_{раствора}$) = 150 г

Массовая доля угольной кислоты ($ω(H_2CO_3)$) = 0,60 %

$m_{раствора} = 0,150 \text{ кг}$

Найти:

Число молекул угольной кислоты $N(H_2CO_3)$

Решение:

1. Для начала определим массу угольной кислоты ($H_2CO_3$), содержащейся в растворе. Массовая доля вещества ($ω$) связана с массой вещества ($m_{вещества}$) и массой раствора ($m_{раствора}$) следующим соотношением:

$ω = \frac{m_{вещества}}{m_{раствора}}$

Перед расчетом переведем массовую долю из процентов в доли единицы: $0,60 \% = 0,0060$.

Теперь найдем массу угольной кислоты:

$m(H_2CO_3) = ω(H_2CO_3) \cdot m_{раствора} = 0,0060 \cdot 150 \text{ г} = 0,90 \text{ г}$

2. Далее вычислим молярную массу угольной кислоты ($H_2CO_3$). Она равна сумме относительных атомных масс элементов, входящих в состав молекулы (с учетом их количества).

$M(H_2CO_3) = 2 \cdot A_r(H) + 1 \cdot A_r(C) + 3 \cdot A_r(O) = 2 \cdot 1 + 12 + 3 \cdot 16 = 62 \text{ г/моль}$

3. Зная массу и молярную массу, найдем количество вещества ($n$) угольной кислоты по формуле:

$n = \frac{m}{M}$

$n(H_2CO_3) = \frac{0,90 \text{ г}}{62 \text{ г/моль}} \approx 0,0145 \text{ моль}$

4. Наконец, определим число молекул ($N$) в найденном количестве вещества, используя постоянную Авогадро ($N_A \approx 6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$), которая показывает число частиц в одном моле вещества.

$N = n \cdot N_A$

$N(H_2CO_3) = 0,0145 \text{ моль} \cdot 6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} \approx 8,73 \cdot 10^{21} \text{ молекул}$

Округлим результат до двух значащих цифр, так как наименьшая точность исходных данных (0,60 %) составляет две значащие цифры.

$N(H_2CO_3) \approx 8,7 \cdot 10^{21} \text{ молекул}$

Ответ: в 150 г раствора содержится примерно $8,7 \cdot 10^{21}$ молекул угольной кислоты.