Сколько чистой азотной кислоты нужно растворить в 5 кг воды

Массовая доля раствора (%) выражается уравнением
ω(HNO3) = т(HNO3)∙100/(т(HNO3) + тводы),
где ω(HNO3) – массовая доля HNO3 в растворе, 25 %;
т(HNO3) – масса чистой HNO3 в растворе, г;
тводы – масса воды, взятой для приготовления раствора, 5 кг = 5000 г.
Выразим из этого уравнения т(HNO3):
ω(HNO3)∙т(HNO3) + ω(HNO3)∙тводы = т(HNO3)∙100;
т(HNO3)∙(100 – ω(HNO3)) = ω(HNO3)∙тводы;
т(HNO3) = ω(HNO3)∙тводы/(100 – ω(HNO3));
т(HNO3) = 25∙5000/(100 – 25) = 1667 (г).
Молярная концентрация равна
СМ = т(HNO3)/М(HNO3)∙V,
где т(HNO3) – масса HNO3, равна 1667 г;
М(HNO3) – молярная масса HNO3, равна 1 + 14 + 16∙3 = 63 г/моль;
V – объём раствора, равен тр/ρ = (т(HNO3) + тводы)/ρ;
V = (1667 + 5000)/1,15 = 5797 (мл) = 5,797 (л).
СМ = 1667/63∙5,797 = 4,56 (моль/л).
Моляльная концентрация раствора равна
Ст = т(HNO3)∙1000/М(HNO3)∙тводы,
где т(HNO3) – масса HNO3, равна 1667 г;
М(HNO3) – молярная масса HNO3, равна 1 + 14 + 16∙3 = 63 г/моль;
тводы – масса воды, взятой для приготовления раствора, 5 кг = 5000 г.
Ст = 1667∙1000/63∙5000 = 5,29 (моль/кг).
Нормальная концентрация раствора равна
Сэкв = т(HNO3)/Мэкв(HNO3)∙V,
где т(HNO3) – масса HNO3, равна 1667 г;
Мэкв(HNO3) – молярная масса эквивалента HNO3, равна его молярной массе, так как кислота одноосновная: 1 + 14 + 16∙3 = 63 г/моль;
V – объём раствора, равен 5,797 л.
Сэкв = 1667/63∙5,797 = 4,56 (моль/л).
Ответ: т(HNO3) = 1667 г; СМ = Сэкв = 4,56 моль/л; Ст = 5,29 моль/кг.