Для приготовления раствора с определенной массовой долей (процентной концентрацией) необходимо рассчитать массу растворенного вещества и массы растворителя. В данном случае, нужно приготовить 20%-ный раствор хлорида натрия (NaCl) в воде.
Процентная концентрация раствора указывает на то, сколько граммов растворенного вещества содержится в 100 граммах раствора. В 20%-ном растворе NaCl это означает, что 20 граммов NaCl содержатся в 100 граммах раствора.
Теперь, давайте обозначим:
- ( m_{\text{NaCl}} ) — масса NaCl.
- ( m_{\text{раствора}} ) — масса всего раствора (масса воды + масса NaCl).
- ( m_{\text{воды}} ) — масса воды.
По условию задачи, масса воды ( m_{\text{воды}} ) = 200 г.
20%-ный раствор означает, что 20% массы раствора составляет NaCl. Следовательно, 80% массы раствора составляют вода.
Запишем уравнение для массовой доли NaCl в растворе:
[ \frac{m{\text{NaCl}}}{m{\text{раствора}}} = 0.20 ]
Масса раствора ( m{\text{раствора}} ) равна сумме масс воды и NaCl:
[ m{\text{раствора}} = m{\text{воды}} + m{\text{NaCl}} ]
Подставим значение массы воды:
[ m{\text{раствора}} = 200 \, \text{г} + m{\text{NaCl}} ]
Теперь подставим это выражение в уравнение массовой доли:
[ \frac{m{\text{NaCl}}}{200 + m{\text{NaCl}}} = 0.20 ]
Решим это уравнение для ( m{\text{NaCl}} ):
[ m{\text{NaCl}} = 0.20 \cdot (200 + m_{\text{NaCl}}) ]
Раскроем скобки и перенесем все члены с ( m{\text{NaCl}} ) на одну сторону:
[ m{\text{NaCl}} = 40 + 0.20 \cdot m{\text{NaCl}} ]
[ m{\text{NaCl}} - 0.20 \cdot m{\text{NaCl}} = 40 ]
[ 0.80 \cdot m{\text{NaCl}} = 40 ]
Теперь найдем ( m{\text{NaCl}} ):
[ m{\text{NaCl}} = \frac{40}{0.80} = 50 \, \text{г} ]
Таким образом, для приготовления 200 граммов 20%-ного раствора необходимо растворить 50 граммов NaCl в 200 граммах воды.