Для решения этой задачи необходимо воспользоваться понятием массовой доли вещества в растворе. Массовая доля вещества (в данном случае хлорида натрия) в растворе определяется как отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора, выраженное в процентах.
Формула для расчета массовой доли:
[ \omega = \frac{m{\text{вещества}}}{m{\text{раствора}}} \times 100\% ]
Где:
- (\omega) — массовая доля вещества (в процентах),
- (m_{\text{вещества}}) — масса растворенного вещества (хлорида натрия),
- (m_{\text{раствора}}) — общая масса раствора.
Нам известно, что массовая доля хлорида натрия ((\omega)) должна быть 20%, и масса воды ((m{\text{воды}})) составляет 50 г. Масса раствора ((m{\text{раствора}})) будет равна сумме массы воды и массы растворенного вещества:
[ m{\text{раствора}} = m{\text{воды}} + m_{\text{вещества}} ]
Обозначим массу хлорида натрия как (m{\text{NaCl}}). Тогда уравнение для массовой доли можно записать следующим образом:
[ 20\% = \frac{m{\text{NaCl}}}{m{\text{воды}} + m{\text{NaCl}}} \times 100\% ]
Переведем 20% в доли:
[ 0.20 = \frac{m{\text{NaCl}}}{50 \text{ г} + m{\text{NaCl}}} ]
Теперь решим это уравнение относительно (m{\text{NaCl}}):
[ 0.20 (50 \text{ г} + m{\text{NaCl}}) = m_{\text{NaCl}} ]
Раскроем скобки:
[ 10 \text{ г} + 0.20 m{\text{NaCl}} = m{\text{NaCl}} ]
Перенесем все члены, содержащие (m{\text{NaCl}}), в одну сторону уравнения:
[ 10 \text{ г} = m{\text{NaCl}} - 0.20 m{\text{NaCl}} ]
[ 10 \text{ г} = 0.80 m{\text{NaCl}} ]
Разделим обе части уравнения на 0.80:
[ m{\text{NaCl}} = \frac{10 \text{ г}}{0.80} ]
[ m{\text{NaCl}} = 12.5 \text{ г} ]
Таким образом, для приготовления раствора с массовой долей 20% необходимо растворить 12.5 г хлорида натрия в 50 г воды.