Rozwiązanie:

Dane:

${\text{V}}_{\mathrm{NH}{}_3}=134,4\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$

$T=27^{\circ }\mathrm{C}=300\mathrm{K}$

$p=1005\mathrm{hPa}$

${\text{V}}_{\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}}=2,5\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$

Szukane:

$C_p=?$

Obliczenia:

Korzystając z wzoru Clapeyron'a obliczamy liczbę moli amoniaku:

$pV=\text{n}RT$

${\text{n}}_{\mathrm{NH}{}_3}=\frac{p{\text{V}}_{\mathrm{NH}{}_3}}{RT}$

${\text{n}}_{\mathrm{NH}{}_3}=\frac{1005\mathrm{hPa}\cdot 134,4\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}{83,14\frac{\mathrm{hPa}\cdot \mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}{\mathrm{mol}\cdot \mathrm{K}}\cdot 300\mathrm{K}}$

${\text{n}}_{\mathrm{NH}{}_3}=5,415\mathrm{mol}$

Znając liczbę moli i masę molową amoniaku (17 g/mol) obliczamy jego masę:

$\text{n}=\frac{\text{m}}{\text{M}}$  więc:   ${\text{m}}_{\mathrm{NH}{}_3}={\text{n}}_{\mathrm{NH}{}_3}\cdot {\text{M}}_{\mathrm{NH}{}_3}=5,415\mathrm{mol}\cdot 17\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}=92,055\mathrm{g}$

Przyjmując gęstość wody 1 g/cm3 możemy obliczyć masę wody:

$\text{m}={\text{d}}_{\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}}\cdot {\text{V}}_{\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}}=1\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3}\cdot 2500\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3=2500\mathrm{g}$

Masa roztworu wynosi więc:

${\text{m}}_{\text{r-ru}}={\text{m}}_{\mathrm{NH}{}_3}+{\text{m}}_{\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}}=92,055\mathrm{g}+2500\mathrm{g}=2592,055\mathrm{g}$

Znając masę amoniaku i masę roztworu obliczamy stężenie procentowe korzystając z poniższego wzoru:

$C_p=\frac{{\text{m}}_{\mathrm{NH}{}_3}}{{\text{m}}_{\text{r-ru}}}\cdot 100\%=\frac{92,055\mathrm{g}}{2592,055\mathrm{g}}\cdot 100\%=3,55\%$

Odpowiedź: Stężenie procentowe tego roztworu amoniaku wynosi 3,55%.