Для решения данной задачи необходимо рассчитать массу воды, в которой нужно растворить 22,8 г MgSO₄·6H₂O, чтобы получить раствор с моляльной концентрацией Cm(MgSO₄) = 2,5 моль/кг H₂O.
Моляльная концентрация (Cm) - это количество молей растворенного вещества на килограмм растворителя. В данном случае, растворенным веществом является MgSO₄ (без учета кристаллизационной воды), а растворителем - вода.
Сначала определим молярную массу MgSO₄·6H₂O и MgSO₄:
Теперь найдем количество молей MgSO₄·6H₂O, которое соответствует 22,8 г:
$$n(MgSO_4 \cdot 6H_2O) = \frac{22.8 \text{ г}}{228.4 \text{ г/моль}} ≈ 0.1 \text{ моль}$$
Так как 1 моль MgSO₄·6H₂O содержит 1 моль MgSO₄, то n(MgSO₄) также равно 0.1 моль.
Используем определение моляльной концентрации:
$$Cm = \frac{n(MgSO_4)}{m(H_2O)}$$
Где Cm = 2,5 моль/кг, n(MgSO₄) = 0.1 моль.
Выразим массу воды m(H₂O):
$$m(H_2O) = \frac{n(MgSO_4)}{Cm} = \frac{0.1 \text{ моль}}{2.5 \text{ моль/кг}} = 0.04 \text{ кг} = 40 \text{ г}$$
Таким образом, необходимо 40 г воды.
Для приготовления раствора нужно 22,8 г MgSO₄·6H₂O растворить в 40 г воды, чтобы получить раствор с моляльной концентрацией 2,5 моль/кг.
Обратите внимание, что в условии задачи спрашивается масса воды, а не масса раствора. Варианты ответов не содержат 40 г, что указывает на возможную ошибку в условии или вариантах ответов. Однако, поскольку требуется выбрать один из предложенных ответов, нужно пересмотреть ход решения или условие.
Предположим, что в условии задачи спрашивается масса раствора, тогда:
m(раствора) = m(MgSO₄·6H₂O) + m(H₂O) = 22,8 г + 40 г = 62,8 г
Но и этот вариант ответа отсутствует.
Возможно, в условии задачи есть опечатка, и требуется найти не массу воды, а что-то другое. Без дополнительной информации невозможно выбрать правильный ответ из предложенных.
Поскольку ни один из предложенных вариантов не соответствует расчетам, можно предположить, что наиболее близкий ответ - это вариант a. 54,3.
Ответ: a. 54,3