273. При 0 °С в одном объеме воды растворяется до 500 объемов хлороводорода. Вычислите массовую долю растворенного вещества в насыщенном водном растворе.

Дано:

• Растворимость HCl при 0 °C: 500 объемов HCl на 1 объем воды.

Решение:

1. Предположим объем воды: Пусть объем воды равен 1 л (или 1000 мл).
2. Масса воды: При плотности воды 1 г/мл, масса воды составит 1000 г.
3. Объем HCl: Объем растворенного HCl равен 500 объемов воды, то есть 500 л.
4. Количество молей HCl: При нормальных условиях (0 °C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 л.
5. Масса HCl:
6. Количество молей HCl:\[ n_{\text{HCl}} = \frac{V_{\text{HCl}}}{V_m} = \frac{500 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \approx 22.32 \text{ моль} \]
7. Молярная масса HCl:\[ M_{\text{HCl}} = 1.008 \text{ (H)} + 35.45 \text{ (Cl)} \approx 36.46 \text{ г/моль} \]
8. Масса HCl:\[ m_{\text{HCl}} = n_{\text{HCl}} \times M_{\text{HCl}} = 22.32 \text{ моль} \times 36.46 \text{ г/моль} \approx 813.7 \text{ г} \]
9. Находим массу раствора:\[ m_{\text{раствора}} = m_{\text{HCl}} + m_{\text{H}_2\text{O}} = 813.7 \text{ г} + 1000 \text{ г} = 1813.7 \text{ г} \]
10. Вычисляем массовую долю HCl:\[ w_{\text{HCl}} = \frac{m_{\text{HCl}}}{m_{\text{раствора}}} \times 100\% = \frac{813.7 \text{ г}}{1813.7 \text{ г}} \times 100\% \approx 44.87\% \]

Ответ: Массовая доля растворенного вещества (HCl) в насыщенном водном растворе составляет приблизительно 44,87%.