Массовая доля сероводорода в водном растворе H2S при 20 °С равна 0,425%. Принимая плотность раствора 1 г/см³, вычислите объём H2S, растворённого в 1 л раствора.

Дано:

• Массовая доля сероводорода: $\omega(H_2S)=0{,}425\%=0{,}00425$.

• Объём раствора: $V_{\text{р-ра}}=1$ л $=1000$ см³.

• Плотность раствора: $\rho=1$ г/см³.

• Температура: $t=20\,^\circ\text{C}$.

Найти: объём растворённого сероводорода $V(H_2S)$.

Решение

1. Определим массу раствора.

Масса раствора равна произведению его плотности на объём:

2. Вычислим массу растворённого сероводорода.

Массовая доля вещества определяется формулой:

Отсюда:

Подставим значения:

Таким образом, в 1 литре раствора содержится 4,25 г сероводорода.

3. Найдём количество вещества сероводорода.

Молярная масса сероводорода:

Количество вещества:

4. Рассчитаем объём газообразного сероводорода.

При температуре 20 °С и атмосферном давлении (1 атм) молярный объём идеального газа составляет приблизительно 24,0 л/моль.

Используем формулу:

Подставим значения:

Ответ

В 1 литре водного раствора содержится такое количество сероводорода, которое занимает приблизительно 3 литра в газообразном состоянии при 20 °С и давлении 1 атм.

Примечание: если требуется определить объём газа при нормальных условиях (0 °С и 1 атм), необходимо использовать молярный объём 22,4 л/моль. Тогда:

Следовательно, при 20 °С ответ составляет 3,0 л, а при нормальных условиях — 2,8 л.