274. При 20 °С в одном объеме воды растворяется 2,30 объ-ема хлора. Вычислите массовую долю хлора в его насыщенном водном растворе.

Дано:

• Растворимость Cl₂ при 20 °C: 2,30 объемов Cl₂ 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 хлора: Объем растворенного хлора равен 2,30 объемов воды, то есть 2,30 л (или 2300 мл).
4. Масса хлора: Для расчета массы хлора нам нужна его плотность при 20 °C или молярная масса и объем при нормальных условиях. Предположим, что 2,30 объема — это объем газа при нормальных условиях (что не совсем корректно, но часто используется в таких задачах для упрощения).
5. Количество молей Cl₂ (при н.у.): Молярная масса Cl₂ ≈ 2 × 35.5 = 71 г/моль.
6. Масса Cl₂:\[ m_{\text{Cl}_2} = \frac{V_{\text{Cl}_2}}{V_m} \times M_{\text{Cl}_2} = \frac{2.30 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} \times 71 \text{ г/моль} \approx 7.27 \text{ г} \]
7. Примечание: Если 2.30 объема относится к объему газа при 20 °C и давлении, как в условии, то нужно использовать уравнение Менделеева-Клапейрона, но обычно в таких задачах подразумевают объем при н.у. или используют отношение объемов.
8. Находим массу раствора:\[ m_{\text{раствора}} = m_{\text{Cl}_2} + m_{\text{H}_2\text{O}} = 7.27 \text{ г} + 1000 \text{ г} = 1007.27 \text{ г} \]
9. Вычисляем массовую долю Cl₂:\[ w_{\text{Cl}_2} = \frac{m_{\text{Cl}_2}}{m_{\text{раствора}}} \times 100\% = \frac{7.27 \text{ г}}{1007.27 \text{ г}} \times 100\% \approx 0.72\% \]

Ответ: Массовая доля хлора в насыщенном водном растворе составляет приблизительно 0,72%.