в аккумуляторах используется электролит который приготавливают смешивая серную кислоту плотностью 1,8 г/см³ и дистиллированную воду плотностью 1 г на сантиметр кубический при этом объём раствора равен сумме объёмов кислоты и воды Определите массу серной кислоты которую требуется использовать чтобы приготовить 640 г электролита плотности 1,28 грамм на см³.
Для решения задачи необходимо использовать закон сохранения массы, согласно которому масса реагентов, участвующих в химической реакции, равна массе продуктов.
Обозначим массу серной кислоты, которую нужно использовать, как m(H2SO4), а массу дистиллированной воды, которую нужно добавить, как m(H2O).
Плотность раствора можно вычислить по формуле:
ρ = (m(H2SO4) + m(H2O)) / V
где V - объём раствора.
Также известно, что плотность электролита равна 1,28 г/см³. Массу электролита можно найти, умножив плотность на объём:
m(электролита) = ρ * V
Согласно условию задачи, V = m(H2SO4) + m(H2O).
Таким образом, у нас есть два уравнения:
ρ = (m(H2SO4) + m(H2O)) / V
m(электролита) = ρ * V
Решая их относительно m(H2SO4), получаем:
m(H2SO4) = ρ * V - m(H2O)
Для нахождения m(H2O) можно воспользоваться формулой плотности для дистиллированной воды:
ρ(H2O) = 1 г/см³
Таким образом, объём воды, необходимый для приготовления раствора объёмом V, равен:
V(H2O) = V - m(H2SO4) / ρ(H2O)
Теперь можно подставить известные значения и решить уравнение:
V = m(H2SO4) + m(H2O) = m(H2SO4) + (V - m(H2SO4)) / ρ(H2O)
m(H2SO4) = (ρ * V - V / ρ(H2O)) / (1 + 1 / ρ(H2O))
Подставляя числовые значения, получаем:
m(H2SO4) = (1,28 г/см³ * 640 см³ - 640 см³ / 1 г/см³) / (1 + 1 / 1 г/см³) ≈ 455 г
Таким образом, чтобы приготовить 640 г электролита плотности 1,28 г/см³, нужно использовать 455 г серной кислоты.
Для решения задачи можно воспользоваться формулой плотности:
ρ = m/V,
где ρ - плотность, m - масса, V - объём.
Для начала нужно найти объём раствора, который нужно приготовить:
V = m/ρ = 640 г / 1.28 г/см³ = 500 см³.
Затем можно воспользоваться формулой для нахождения количества вещества, затрачиваемого при реакции с водой:
n = m/M,
где n - количество вещества, m - масса, M - молярная масса.
Молярная масса H2SO4 (серной кислоты) равна 98 г/моль. Необходимо найти массу серной кислоты, так что в формуле заменим m на искомое значение, а n - на количество вещества, которое необходимо для приготовления 500 мл раствора:
n = V*c,
где c - концентрация раствора.
Концентрация раствора можно выразить через плотность:
c = ρ/(M*V)
c = 1.8 г/см³/(98 г/моль*1000 мл/500) = 0.036 моль/мл.
Теперь можем вычислить количество вещества:
n = V*c = 500 мл * 0.036 моль/мл = 18 моль.
И, наконец, можем найти массу серной кислоты:
m = n*M = 18 моль * 98 г/моль = 1764 г.
Но мы должны приготовить раствор плотностью 1.28 г/см³, так что найденную массу серной кислоты нужно растворить в достаточном количестве воды. Рассчитаем объем этой воды:
Vводы = mэлектролита / ρэлектролита - Vкислоты = 640 г / 1.28 г/см³ - 500 см³ = 125 см³.
Теперь можем рассчитать, сколько нужно добавить дистиллированной воды:
Vводы = mводы / ρводы,
mводы = Vводы * ρводы = 125 см³ * 1 г/см³ = 125 г.
Таким образом, для приготовления 640 г электролита плотности 1,28 г/см³ необходимо использовать 455 г серной кислоты и 125 г дистиллированной воды.