Какой объем йодоводорода нужно добавить к 200 мл воды при нормальных условиях, чтобы получить раствор с содержанием

Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать концепцию массовой доли (мас.%).

Давайте начнем с первой части задачи: Найдем объем йодоводорода, который нужно добавить к 200 мл воды для получения раствора с содержанием 20 мас.% HI.

1. Сначала определим массу йодоводорода (HI), которая составляет 20 мас.%. Массовая доля \(w\) выражается формулой:
\[w = \frac{{m_{HI}}}{{m_{solution}}} \times 100\%\]
Где \(m_{HI}\) - масса йодоводорода, а \(m_{solution}\) - масса раствора.

2. Мы знаем, что содержание йодоводорода (HI) в растворе составляет 20 мас.% или 0.20 \(w = 0.20\).

3. Поскольку содержание йодоводорода в воде (200 мл) равно нулю, масса раствора будет равна массе воды.

4. Обозначим массу раствора как \(m_{solution}\). Таким образом, массовая доля йодоводорода в растворе равна:
\[0.20 = \frac{{m_{HI}}}{{m_{solution}}} \times 100\%\]

5. Мы можем найти массу йодоводорода, умножив массовую долю на массу раствора:
\[m_{HI} = 0.20 \times m_{solution}\]

6. Остается найти массу раствора \(m_{solution}\). Мы знаем, что объем раствора равен 200 мл, но для расчетов нам нужна масса раствора.

7. Чтобы найти массу раствора, мы будем использовать его плотность и объем:
\[m_{solution} = V_{solution} \times \rho_{solution}\]
Где \(V_{solution}\) - объем раствора, а \(\rho_{solution}\) - плотность раствора.

8. Нам дана плотность раствора (\(\rho_{solution}\)), которая составляет 1,1633 г/см³. Мы можем использовать это значение для расчетов.

9. Зная, что объем раствора (\(V_{solution}\)) равен сумме объема воды (200 мл) и объема добавляемого йодоводорода, у нас есть:
\[m_{solution} = (V_{water} + V_{HI}) \times \rho_{solution}\]

10. Мы хотим найти объем йодоводорода (\(V_{HI}\)), поэтому давайте перепишем предыдущее уравнение, чтобы выразить \(V_{HI}\):
\[V_{HI} = \frac{{m_{solution}}}{{\rho_{solution}}} - V_{water}\]

11. Подставим значения и выполним расчеты:
\[V_{HI} = \frac{{m_{solution}}}{{\rho_{solution}}} - 200 \, \text{мл}\]

Таким образом, мы можем найти объем йодоводорода, который нужно добавить к 200 мл воды для получения раствора с содержанием 20 мас.% HI, используя данную формулу.

Теперь перейдем к второй части задачи: Найдем объем конечного раствора, если его плотность составляет 1,1633 г/см³.

1. Мы знаем, что масса раствора (\(m_{solution}\)) равна сумме массы воды и массы йодоводорода, которую мы добавили:
\[m_{solution} = m_{water} + m_{HI}\]

2. Мы также знаем, что объем раствора (\(V_{solution}\)) связан с его массой и плотностью:
\[V_{solution} = \frac{{m_{solution}}}{{\rho_{solution}}}\]

3. Подставим значения и выполним расчеты:
\[V_{solution} = \frac{{m_{water} + m_{HI}}}{{\rho_{solution}}}\]

Таким образом, мы можем найти объем конечного раствора, используя данную формулу.

Обратите внимание, что при решении этой задачи мы использовали информацию о массе и плотности раствора, а также учитывали массу и объем воды. В результате мы можем найти объем йодоводорода, который нужно добавить, и объем конечного раствора, учитывая заданные условия.