Решение

Так как карбонат натрия и соляная кислота в реакции

Na₂CO₃ + 2HCl  2NaCl + H₂O + CO₂

^{2 экв. 2 экв.}

реагируют в мольном отношении 1:2, то одна формульная единица соли взаимодействует с двумя молекулами или двумя эквивалентами HCl, следовательно, в реакцию вступило два эквивалента соли Na₂CO₃.

f_экв(Na₂CO₃) = ¹/_z = ½

M(¹/_zNa₂CO₃) = M(½Na₂CO₃) = 105,99/2 = 53,00 г/моль

16. Определите, какой объём 0,500 моль/л раствора азотной кислоты можно приготовить из 300 мл 36% раствора кислоты (d = 1,220 г/мл) с массовой долей HNO₃ равной 35,93 %.

Решение

Для удобства обозначим количество вещества, молярную концентрацию HNO₃ и объем исходного раствора индексом 1, а соответствующие величины в конечном растворе – индексом 2.

Так как количество вещества HNO₃ в исходном растворе объемом V₁ и в конечном растворе объемом V₂ одно и тоже:

n₁(HNO₃) = n₂(HNO₃) или C₁(HNO₃)·V₁ = C₂(HNO₃)·V₂, то

.

Находим C₁ – молярную концентрацию исходного раствора азотной кислоты и подставляет полученное значение в формулу для вычисления V₂:

С₁(HNO₃) = 1000·d(р-ра)·ω(HNO₃)/М(HNO₃) =

= 1000·1,220·0,3593/63,01 = 6,957 моль/л

4174 мл = 4,17 л.

17. Определите, какие объемы растворов аммиака с массовыми долями 0,2800 (d = 0,898 г/см³) и 0,0934 (d = 0,960 г/см³) необходимо взять для приготовления 500 г раствора с массовой долей 0,150.

Решение

1. Находим массу аммиака в 500 г раствора с массовой долей растворенного вещества равной 0,150:

m(NH₃) = m(p-pa)·ω(NH₃) = 500·0,150 = 75,0 г.

2. Находим массу раствора и массу аммиака в растворе с массовой долей 0,2800, обозначив его объем как V₁:

m₁(ppa) = V₁·d₁ = 0,898·V₁

m₁(NH₃)= m₁(p-pa)·ω₁(NH₃) = 0,898·V₁·0,2800 = 0,251·V₁

3. Находим массу раствора и массу аммиака в растворе с массовой долей 0,0934, обозначив его объем как V₂:

m₂(ppa) =·V₂·d₂ = 0,960·V₂

m₂(NH₃)= m₂(p-pa)·ω₂(NH₃) = 0,960·V₂·0,0934 = 0,0897·V₂

4. Составляем и решаем систему двух линейных уравнений с двумя неизвестными V₁ и V₂:

Из уравнения (1) выражаем V₁ через V₂:

и подставив значение V₁ в уравнение (2), получим:

0,251·(556,8 – 1,069·V₂) + 0,0897·V₂ = 75,0

V₂ = 363, V₁ = 169

Ответ: V₁ = 169 мл, V₂ = 363 мл.

18. Определите массу СаС1₂·6Н₂О и объем воды, необходимые для приготовления 150 г раствора СаС1₂ с массовой долей безводной соли 5,00 %?

Решение

1. Находим массу безводного хлорида кальция в растворе:

m(CaCl₂) = m(рра)·ω(CaCl₂) = 150·0,0500 = 7,50 г.

2. Находим массу кристаллогидрата СаС1₂·6Н₂О, в котором содержится 7,50 г хлорида кальция, определив предварительно массовую долю СаС1₂ в СаС1₂·6Н₂О:

ω(CaCl₂) = = = 0,5067

m(CaCl₂ּ6H₂O) =

3. Находим массу и объем воды, необходимые для приготовления 150 г раствора СаС1₂ из 14,8 г СаС1₂·6Н₂О:

m(H₂O) = m(р-ра) – m(CaCl₂ּ6H₂O) = 150 – 14,8 = 135 г.

V(H₂O) = m(H₂O) / d(H₂O) = 135 / 1,00 = 135 мл.

19. Рассчитайте стандартную энтальпию образования Н₂О_2(Ж) , если стандартная энтальпия разложения одного моль жидкого пероксида водорода на Н₂О_(Ж) и О_2(Г) составляет –98,03 кДж.

Решение

1. Составляем термохимическое уравнение реакции разложения пероксида водорода:

H₂O_{2 (Ж)} = H₂O_(Ж) + 0,5 O_{2 (Г)} , ΔH⁰ = –98,03 кДж/моль

2. Находим стандартную энтальпию образования Н₂О_2(Ж), воспользовавшись следствием из закона Гесса:

ΔH^о(реакции) = =

= ΔH^о(H₂O_(Ж)) + 0,5 ΔH^о(О_2(Г)) – ΔH^о(Н₂О_2(Ж)).

Преобразуя полученное выражение относительно ΔH^о(Н₂О_2(Ж)) и учитывая, что стандартная энтальпия образования простых веществ равна нулю, т.е. ΔH^о(О_{2 (Г)}) = 0, получаем:

ΔH^о(Н₂О_2(Ж)) = ΔH^о(Н₂О_(Ж)) + 0,5 ΔH^о(О_2(Г)) – ΔH^о(реакции) =

= –285,8 – (–98,03)= –187,77= –187,8 кДж/моль

20. В 1,00 л раствора содержится 91,0 г сахарозы С₁₂Н₂₂О_11. Вычислите осмотическое давление данного раствора при 27⁰С.