Question

Pentru a obtine 300 ml solutie H2SO4 5M (q=1,28g/cm3) se amesteca x ml solutie de H2SO4 20% (q=1,14g/cm3 ) cu y ml solutie de H2SO4 98% ( q=1,84g/cm3) . Calculati volumul x si y

Answer 1

Voi nota cu indicele 1 valorile referitoare la solutia de H2SO4 20%, iar cu indicele 2 valorile referitoare la solutia de H2SO4 98%.
Cu semnul "*" notez inmultirea.
Masa molara a H2SO4 este 2*1 + 1*32 + 4*16 = 98(g/mol).

Se stie ca 1 ml = 1 cm cub.

Masa solutiei de H2SO4 20% este ms1 = x*ro1 = 1,14x(g solutie H2SO4 20%).
Masa dizolvata de H2SO4 din aceasta solutie este md1 = c1*ms1/100 = 20*1,14x/100 = 0,228x(g H2SO4).

Masa solutiei de H2SO4 98% este ms2 = y*ro2 = 1,84y(g solutie H2SO4 98%).
Masa dizolvata de H2SO4 din aceasta solutie este md2 = c2*ms2/100 = 98*1,84y/100 = 1,8032y(g H2SO4).

Masa solutiei obtinute de H2SO4 5 M este ms = 300*ro = 300*1,28 = 384(g solutie H2SO4 5 M).
Sa vedem cati moli de H2SO4 sunt dizolvati in solutia obtinuta la sfarsit.
Concebtratia molara se exprima in moli/litru, de aceea voi transforma 300 ml in litri.
300 ml = 0,3 litri.
Concentratia molara = numar moli substanta dizolvata/volumul solutiei.
In cazul de fata: 5 = n/0,3, de unde n = 5*0,3 = 1,5(moli H2SO4).
Asta in grame inseamna: 1,5*98 = 147(g H2SO4).

Scriem  faptul ca suma maselor solutiilor adaugate este egala cu masa solutiei obtinute.

ms1 + ms2 = ms
Asta se scrie in cazul de fata:  1,14x + 1,84y = 384                  (1)

Scriem acum faptul ca suma maselor dizolvate de H2SO4 in solutiile adaugate este egala cu masa dizolvata de H2SO4 din solutia obtinuta.

md1 + md2 = md
Asta se scrie in cazul de fata: 0,228x + 1,8032y = 147              (2)

Formam un sistem de ecuatii cu relatiile (1) si (2).

Inmultim cu 5 ambii membri ai ecuatiei (2):
5*0,228x + 5*1,8032y = 5*147
1,14x + 9,016y = 735                                                                 (3)
                                                               
Scoatem produsul (1,14x) din ecuatia (1) si inlocuim in ecuatia (3).
1,14x = 384 - 1,84y
384 - 1,84y + 9,016y = 735
7,176y = 351, de unde y = aprox. 48,913043 = aprox. 48,9(ml solutie H2SO4 98%).

Inlocuim in ecuatia (1) valoarea lui y si gasim pe x.

1,14x + 1,84y = 384
1,14x + 1,84*48,9 = 384
1,14x + 89,976 = 384
1,14x = 294,024, de unde x = aprox. 257,91578 = aprox. 257,92(ml solutie H2SO4 20%).

Sper sa nu fi gresit la calcule. Verifica si tu.