Номер 774, страница 137 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

774. Рассчитайте молярную концентрацию сульфата магния в жёсткой воде, если известно, в образце этой воды объёмом 200 см³ содержатся катионы магния массой 480 мг.

Дано:

Объем образца воды: $V = 200 \text{ см}^3$

Масса катионов магния: $m(Mg^{2+}) = 480 \text{ мг}$

Перевод данных в единицы, удобные для химических расчетов:

$V = 200 \text{ см}^3 = 0.2 \text{ л}$

$m(Mg^{2+}) = 480 \text{ мг} = 0.48 \text{ г}$

Найти:

Молярную концентрацию сульфата магния $C(MgSO_4)$.

Решение:

Молярная концентрация ($C$) показывает количество растворенного вещества (в молях) в единице объема раствора (в литрах). Она рассчитывается по формуле:

$C = \frac{n}{V}$

где $n$ — количество вещества (моль), а $V$ — объем раствора (л).

Жесткость воды в данном случае обусловлена присутствием сульфата магния ($MgSO_4$). При растворении в воде он диссоциирует на ионы:

$MgSO_4 \rightarrow Mg^{2+} + SO_4^{2-}$

Из уравнения диссоциации следует, что количество вещества сульфата магния $n(MgSO_4)$ равно количеству вещества образовавшихся катионов магния $n(Mg^{2+})$:

$n(MgSO_4) = n(Mg^{2+})$

Чтобы найти количество вещества катионов магния, необходимо их массу разделить на молярную массу магния. Молярная масса атома магния ($M(Mg)$) составляет приблизительно 24 г/моль. Молярной массой иона можно считать равной молярной массе атома, так как масса электронов ничтожно мала.

$n(Mg^{2+}) = \frac{m(Mg^{2+})}{M(Mg)}$

Подставим известные значения в формулу:

$n(Mg^{2+}) = \frac{0.48 \text{ г}}{24 \text{ г/моль}} = 0.02 \text{ моль}$

Следовательно, количество вещества сульфата магния в образце воды также равно 0.02 моль.

$n(MgSO_4) = 0.02 \text{ моль}$

Теперь можно рассчитать молярную концентрацию сульфата магния в растворе объемом 0.2 л:

$C(MgSO_4) = \frac{n(MgSO_4)}{V} = \frac{0.02 \text{ моль}}{0.2 \text{ л}} = 0.1 \text{ моль/л}$

Ответ: молярная концентрация сульфата магния в жёсткой воде составляет 0.1 моль/л.