При обычных условиях в одном объёме воды растворяется около трёх объёмов сероводорода. Какова приблизительно молярная и процентная концентрации полученного раствора (плотность раствора принять равной 1 г/см³)?

Дано:

• В 1 объёме воды растворяется 3 объёма сероводорода (H₂S).

• Плотность раствора: $\rho = 1$ г/см³.

• Молярная масса сероводорода: $M(H_2S)=34$ г/моль.

Найти: молярную концентрацию $C_M$ и массовую долю сероводорода $\omega$ в процентах.

Решение

1. Рассчитаем количество вещества сероводорода.

Для удобства возьмём 1 литр воды. Согласно условию, в нём растворяется 3 литра сероводорода.

При обычных комнатных условиях молярный объём газа составляет приблизительно 24 л/моль.

Количество вещества сероводорода:

2. Определим массу растворённого сероводорода.

Используем формулу:

3. Найдём массовую долю сероводорода.

Масса 1 литра воды приблизительно равна 1000 г.

Общая масса раствора:

Массовая доля растворённого вещества:

4. Рассчитаем молярную концентрацию раствора.

Молярная концентрация определяется по формуле:

Поскольку плотность раствора равна 1 г/см³, его объём составляет:

Тогда:

Ответ

При обычных комнатных условиях получаем:

• Молярная концентрация: приблизительно 0,125 моль/л.

• Процентная концентрация (массовая доля): приблизительно 0,42%.

Если в задаче использовать молярный объём газа при нормальных условиях (22,4 л/моль), результаты будут немного отличаться: $C_M\approx0{,}133$ моль/л и $\omega\approx0{,}45\%$.

Таким образом, с учётом приближённого характера исходных данных можно принять $C_M\approx0{,}13$ моль/л и $\omega\approx0{,}4–0{,}45\%$.