Расчет массовой доли соли

Предлагается задача, которая отличается от остальных (задача № 3.8, задача № 3.9, задача № 3.10) наличием единственного числового данного в условии.

Задача 3.11.
Для получения раствора хлорида калия необходимое количество карбоната калия растворили в 8%-ном растворе соляной кислоты. Рассчитайте массовую долю соли в полученном растворе.
Дано:
массовая доля НС1 в соляной кислоте: (НС1) = 8% .
Найти: массовую долю соли в конечном растворе.
Решение:
В условии описана химическая реакция между карбонатом калия и соляной кислотой:

К₂СО₃ + 2НС1 = 2КС1 + Н₂О + СО₂↑

Очевидно, что для реакции были выбраны такие количества карбоната калия и соляной кислоты, чтобы и К₂СО₃, и НС1 из соляной кислоты расходовались полностью (без избытка и недостатка). В конечном растворе остается только КС1 и вода.

Основная сложность данной задачи заключается в том, что количества всех растворов неизвестны. Но найти требуется величину, которая не зависит от количества раствора. Массовая доля растворенного вещества является постоянной величиной во всех частях раствора и не измениться при переливании части раствора в другую емкость. Это говорит о том, что можно определить массовую долю в любом произвольно выбранном количестве раствора.

1. Предположим, что необходимое количество карбоната калия растворили в 100 г 8%-ной соляной кислоты¹. Определим массу НС1 в ней:

2. По уравнению реакции определим массу вступившего во взаимодействие К₂СО₃ и массы получившихся КС1 и СО₂.

4. Определим массовую долю КС1 в растворе, полученном добавлением необходимого количества К₂СО₃ к 100 г 8%-ного раствора НС1.

При определении массы конечного раствора следует учитывать, что углекислый газ (СО2) выводится из его состава.

m_{кон. p-ра} = m_р-ра(НС1) + m(К₂С0₃) – m(СО₂) = 100 + 15,12 – 4,82 = 110,3 г.

Подставляем все значения в соотношение для вычисления массовой доли КС1:

Ответ:  (КС1) -=14,8%.

Так как массовая доля вещества в растворе не зависит от количества раствора, такой ответ мы бы получили при любом произвольно выбранном количестве исходного раствора НС1.
Попробуйте провести расчет для другой массы исходной соляной кислоты¹.

Комментарии:
¹ В случае выбора абстрактного количества исходной соляной кислоты, обозначенной величиной «а» мы получили тот же ответ. Величина «а» при окончательном вычислении массовой доли КС1 сокращается.