M(Na₂CO₃) = 2*23+12+3*16 = 106 г/моль<span>
M(Na₂CO₃*10 H₂O) = 106 + 10*18 = 286 г/моль</span><span>
m(Na₂CO₃*10 H₂O) = 97.2 г</span><span>
V(H₂O) = 300
мл</span><span>
m(H₂O) = 300
г</span><span>
<span>d = 1.094 г/мл </span></span>
<span>а) </span><span>
Массовая доля (процентная концентрация) - это
отношение массы растворенного вещества к массе раствора (выраженная в
процентах).
<span>w(X) = m(X) / m(раствор) </span>
Масса раствора равна сумме массы воды, взятой для
растворения, и массы соли, взятой для растворения: m(раствор) = m(H₂O) + m(Na₂CO₃*10 H₂<span>O) = 300 г + 97.2 г = 397,2 г. </span></span>
Масса
десятиводной соды Na₂CO₃*10H₂O - 97,2 г. Но в эту массу входит и масса
кристаллогидратной воды. А чтобы найти массовую долю Na₂CO₃ нам нужно знать массу чистого вещества Na₂CO₃. Найдем ее, исходя из молекулярных масс безводной соды и
десятиводной соды:<span>
Na₂CO₃ * 10 H₂O - Na₂CO₃</span><span>
<span>286 г 106 г </span>
<span>97,2 г х г</span>
х = 97,2*106/286 = 36,025 г = m(Na₂CO₃)</span><span>
w(Na₂CO₃) = m(Na₂CO₃) /
m(раствор) = 36,025 / 397,2 = 0,09070 = 9,07%</span><span>
<span>Массовая доля 9,07% </span></span>
б)<span>
<span>Молярная (мольная) доля - отношение количества
растворенного вещества к сумме количества всех веществ смеси (раствора): x(X) =
n(X) / [ n(X) + n(Y) +n(Z) +....]. </span>
В нашем случае x(Na₂CO₃) = n(Na₂CO₃) / [
n(Na₂CO₃) + n(H₂O)].</span><span>
n(Na₂CO₃) = m(Na₂CO₃) / M(Na₂CO₃) = 36.025 г / 106 г/моль = 0,340 моль</span><span>
<span>Количество вещества воды узнаем, исходя из массы
воды. Для этого к исходным 300 г. воды нужно прибавить массу кристаллогидратной
воды. Но можно из массы раствора отнять массу безводной соды: </span></span>
m(H₂O) = m(раствор) - m(Na₂CO₃) = 397,2 - 36,025 = 361,175 г.<span>
</span><span>Тогда n(H₂O) = m(H₂O) / M(H₂O) = 361,175 г / 18 г/моль = 20,065 моль</span><span>
</span><span>Тогда x(Na₂CO₃) = 0,34 / [0,34 + 20,065] = 0,01666 = 1,67%</span><span>
</span>Мольная доля<span> 1,67% </span>
в)<span>
Моляльность – отношение количества растворенного
вещества к массе чистого растворителя (в кг)
Количество вещества n(Na₂CO₃) = 0,340 моль</span><span>
Масса чистого растворителя (воды) m(H₂O) = 361,175 г = 0,361175 кг.</span><span>
Моляльность равна: 0,340 моль / 0,361175 кг = 0,94
моль/кг
<span>Моляльность 0,94 моль/кг </span></span>
г)<span>
Молярная концентрация эквивалента - количество
вещества эквивалента в одном литре раствора: Cn = n(Э) / V(л) (другое название
- нормальность раствора)
<span>Связь между молярной концентрацией Cm и молярной
концентрацией эквивалентов Cn: </span>
<span>Cn = zCm = Сm / f, где z - число эквивалентности,
f - фактор эквивалентности. z - это число эквивалентов вещества, содержащихся в
одном моль этого вещества - целое положительное число. </span></span>
Оно
зависит от конкретной реакции, в которую вступает вещество. В нашем случае
типичная реакция с ионами водорода:<span>
Na₂CO₃ + 2 H⁺ = 2 Na⁺ + CO₂ + H₂O</span><span>
Как видно, один карбонат-ион соответствует
(эквивалентен) 2 ионам водорода. А это значит, что число z равно 2</span>
Для
удобства сначала рассчитаем молярную концентрацию Na₂CO₃: Cm(Na₂CO₃) = n(Na₂CO₃) / V(л)<span>
Мы уже знаем, что n(Na₂CO₃) = 0,340 моль</span><span>
Объем раствора узнаем, разделив массу раствора на
плотность: V = 397,2 г/ 1,094 г/мл = 363,07 мл = 0,363607 л.
Тогда молярная концентрация Cm(Na₂CO₃) = 0,340 моль / 0,36307 л = 0,94 моль/л (0,94 М)</span><span>
Cn = zCm = 2*0,94 = 1,88 моль эквивалента / л
(1,88 N)
<span>Молярная концентрация эквивалента 1,88 моль эквивалента / л</span></span>