Для того чтобы найти массовую долю хлороводорода (HCl) в растворе, нужно сначала определить количество вещества HCl, растворённого в воде, а затем рассчитать массовую долю по формуле.
- Определение количества вещества HCl:
Сначала нужно найти массу HCl. Для этого воспользуемся информацией о том, что 50 литров HCl газа растворены в воде при нормальных условиях (н.у.). При нормальных условиях (0°C и 1 атмосфера) 1 моль любого идеального газа занимает 22.4 литра.
Количество молей HCl можно найти по формуле:
[ n = \frac{V}{V_m} ]
где:
- ( n ) — количество вещества (моль),
- ( V ) — объём газа (литры),
- ( V_m ) — молярный объём газа при н.у. (22.4 л/моль).
Подставим значения:
[ n = \frac{50 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} \approx 2.232 \, \text{моль} ]
Теперь найдём массу HCl. Молярная масса HCl (H = 1 г/моль, Cl = 35.5 г/моль) равна:
[ M_{HCl} = 1 + 35.5 = 36.5 \, \text{г/моль} ]
Масса HCl (m) находится по формуле:
[ m = n \cdot M ]
Подставим значения:
[ m = 2.232 \, \text{моль} \cdot 36.5 \, \text{г/моль} \approx 81.468 \, \text{г} ]
- Определение массы раствора:
Теперь нужно найти массу раствора. Для этого суммируем массу воды и массу растворённого HCl.
Масса воды (200 мл = 200 г, так как плотность воды при нормальных условиях равна 1 г/мл):
[ m_{H_2O} = 200 \, \text{г} ]
Масса раствора:
[ m{\text{раствора}} = m{H2O} + m{HCl} = 200 \, \text{г} + 81.468 \, \text{г} = 281.468 \, \text{г} ]
- Определение массовой доли HCl:
Массовая доля рассчитывается по формуле:
[ \omega{HCl} = \frac{m{HCl}}{m_{\text{раствора}}} \cdot 100 \% ]
Подставим значения:
[ \omega_{HCl} = \frac{81.468 \, \text{г}}{281.468 \, \text{г}} \cdot 100 \% \approx 28.96 \% ]
Таким образом, массовая доля HCl в этом растворе составляет приблизительно 28.96 %.