Растворы. Способы выражения концентрации растворов. Раствор icon

Растворы. Способы выражения концентрации растворов. Раствор



НазваниеРастворы. Способы выражения концентрации растворов. Раствор
Дата конвертации20.03.2013
Размер133.73 Kb.
ТипРешение
источник

Растворы.

Способы выражения концентрации растворов.


Раствор – это гомогенная система, состоящая из двух или более

компонентов, содержание которых можно изменять в

определенных пределах без нарушения однородности.

Концентрация – показывает, сколько вещества растворено в данном

растворе или растворители.

Концентрации вещества можно выразить:

I. Массовая доля (%), процентная концентрация (С%) – показывает сколько единиц массы вещества растворено в 100 единицах массы раствора (количество грамм растворенного вещества в 100 граммах раствора).





,

где V – объем раствора, P- плотность раствора.

Нахождение массы растворенного вещества:

или






Примеры:

  1. 5% раствор поваренной соли.

Это значит, что в 100 грамм этого раствора содержится 5 грамм поваренной соли и 95 грамм воды.


  1. Какова массовая доля соли в растворе, если в 200 г воды растворили 50 г соли?

Дано

Решение

m соли = 50 грамм

m воды = 200 грамм

Найти: w% ?





  1. m (раствора)= 200 +50 =250 г

2.

Ответ: 20 % раствор


Реши самостоятельно:

  1. Какие массы поваренной соли и воды надо взять для приготовления 500 г раствора с массовой долей соли в нем 4%.

  2. В 100 г воды растворили 31,6 г нитрата калия. Рассчитайте массовую долю растворенного вещества в растворе этой соли.

  3. Рассчитайте массу сахара и массу воды которые нужно взять для приготовления 600 г сиропа с массовой долей сахара в нем 10%.

  4. В 800 г раствора сульфата меди содержится 40 г сульфата меди. Вычислите массовую долю сульфата меди в растворе.

  5. Какую массу нитрата серебра надо растворить в 250 г воды для приготовления 2% - ного раствора.

  6. 10 г нитрата калия растворено в 80 г воды. Определите процентную концентрацию полученного раствора.

  7. Для получения в лаборатории водорода применяют цинк и раствор серной кислоты приготовленный из 1 объёма кислоты с плотностью ρ= 1,84 г/см3 и 5 объёмов воды. Какова С% этого раствора кислоты?

  8. Рассчитайте массу кристаллогидрата ZnSO47H2O, взятую для приготовления 250 мл 4 % - ного раствора ZnSO4 (плотность раствора 1,04 г/мл).

  9. Определите массу азотной кислоты в объеме 2 л с массовой долей 10 % и плотностью = 1,05 г/см3.



II. ^ Молярная концентрация раствора (См) – количество вещества растворенного в 1000 мл раствора (1 л) (выражается числом молей в одном литре раствора).

1м одномолярный раствор = 1 моль/л

2 м двумолярный раствор =2 моль/л

0,1 м децимолярный раствор

0,2 м двудецимолярный раствор

0,01 м сантимолярный раствор

0,001 м милимолярный раствор

(м),

где М – молярная масса растворенного вещества, V – объем полученного раствора

или (моль/л)

Нахождение массы растворенного вещества:



Примеры:

  1. Приготовить децимолярный раствор сульфата натрия.

См=0,1 м

М (Na24)=142 г/моль

m(Na24)=142 0,1=14,2 г

Отвешиваем 14,2 г сульфата натрия, высыпаем в мерную колбу и доливаем воды до 1 литра.

  1. Приготовить 600 мл 2 м раствора карбоната натрия.

Дано

Решение

V = 600 мл

См =2м

Найти m соли (Na2СО3) ?



М Na2СО3= 106 г/моль

m=

Отвесить 127,2 г соли, высыпать в мерную колбу и долить воды до метки 600.


Реши самостоятельно:

  1. Сколько грамм тиосульфата натрия Na2S2O32О нужно для приготовления 250 мл 0,1 м раствора.

  2. 66,8 г серной кислоты растворили в 133 г воды. Определите молярную концентрацию если раствор с плотностью 1,25 гр/см3.

  3. Вычислите молярность раствора, приготовленного в мерной колбе на 500 мл из 4,98 г КI.

  4. Рассчитайте массу вещества Na2СО3, содержащегося в 200 мл 0,24 М раствора.

  5. Определите молярную концентрацию вещества в растворе CuSO4, приготовленном в мерной колбе на 500 мл из 11,25 г кристаллогидрата CuSO42О.

Какая масса сульфата бария ВаSO4 получится при сливании 200 мл 0,5 м раствора сульфата алюминия Al2(SO4)3 и 150 мл 2 м раствора хлорида бария ВаСl2


III. ^ Нормальная концентрация или эквивалентная (Сн, Сэ, СN) –выражается числом эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора.

(н),

где Э – эквивалент растворенного вещества, V – объем

или (экв/л)

Нахождение массы растворенного вещества:



Эквивалент – реальная или условная частица вещества, которая химически равноценна одному иону водорода (для обменных реакций) или одному электрону (для окислительно – восстановительных реакций). Фактически это частица, обладающая одной единицей валентности или оперирующая одним электроном.

Эквиваленты сложных веществ находятся:

;


;


;


.

Примеры:

  1. Приготовить 400 мл сантинормального раствора сульфата натрия.

Сн=0,01 н

V=400 мл

М(Na2SO4)=142 г/моль преобразуем формулу

Э(Na2SO4)=71


m(Na2SO4)=0,01 714001000=0,284 г


2. Определить нормальную концентрацию раствора содержащего 30 г хлорида алюминия в 500 мл раствора.



Дано

Решение

m (AlCl3)=30 г

V=500 мл

Найти Сн-?




Э (AlCl3)=


Э (AlCl3)=133,5:3=44,5

Сн=



Реши самостоятельно:

  1. Сколько грамм азотной кислоты содержится в 2 л ее 0,1 н раствора?

  2. Сколько гр ортофосфорной кислоты нужно для приготовления 10 мл 0,02 н раствора?

  3. Какой объём 0,5 н раствора можно приготовить из 24,44 г кристаллогидрата хлорида бария ВаСl22 H2O?

  4. Для нейтрализации 25 мл раствора серной кислоты потребовалось 40 мл 0,1 н раствора гидроксида натрия. Определите Сн раствора кислоты.

  5. Какую реакцию имеет раствор, полученный при смешивании 100 мл 0,1 н раствора серной кислоты с 50 мл 0,5 н раствора гидроксида калия? Сколько грамм образуется сульфата калия?

IV. Моляльная концентрация (Сm)– выражается числом молей растворенного вещества в 1000 гр растворителя

=


V. Титр (T)- сколько грамм растворенного вещества содержится в 1 мл раствора.




Переходы концентраций.

Переход от процентной концентрации к молярной концентрации:

или

Переход от процентной концентрации к нормальной концентрации:

или

Переход от молярной концентрации к процентной концентрации:



Переход от нормальной концентрации к процентной концентрации:




Примеры:

1. Определить нормальную концентрацию 20 % - ного раствора серной кислоты , если ρ=1,14 г/см3.

Дано

Решение

С%=20 %

ρ (H2SO4) = 1,14 г/см3

Найти Сн-?

,

Э (H2SO4) =

Сн =


Ответ: Сн=4,65 н



Реши самостоятельно:

  1. Найти молярную концентрацию 60 % - ного раствора азотной кислоты, если плотность раствора равна 1,373 г/см3.

  2. Определить С% двунормального раствора серной кислоты с плотностью 1,063 г/см3.

  3. 66,8 г серной кислоты плотностью = 1,25 г/см3 растворили в 133,2 г воды. Определите С%, См, Сн .

  4. Какой объём 68% - ного раствора азотной кислоты плотностью 1,4 г/см3 требуется для приготовления 50 мл 2 н раствора?

  5. Найдите молярную концентрацию вещества Na2SO4 в 12% - ном растворе с плотностью 1,11 г/мл.

  6. 2 л хлора при (н.у.) растворены в 5 л воды. Определите процентную и молярную концентрации полученного раствора, если объем раствора принять равным объему воды.

  7. Определить С% двунормального раствора серной кислоты (ρ=1,063 г/см3).

  8. Определите массовую долю и нормальную концентрацию 8 м раствора серной кислоты (ρ=1,44 г/см3)



Способы вычисления при приготовлении разбавленных растворов из концентрированных.

1) ;


2)

Пример:

Для получения суперфосфата применяют 65%-ный раствор серной кислоты. Сколько 92%-ного раствора серной кислоты и воды потребуется для приготовления 1 т этого раствора?

Дано

Решение

С1 =65%

С2 = 92%

m1 =1 т

Найти: массу Н2SO4 (m2), и массу Н2О

, из формулы выражает m2



кг.

m (H2O)=1000-706=294 кг

Ответ: масса Н2SO4=706 кг, масса H2O=294 кг.

Реши самостоятельно.

  1. Какие объемы 37 % раствора НСl (ρ=1,19 г/см3) и воды нужны для приготовления 1 л 10 % раствора (ρ=1,049 г/см3).

  2. Какие объёмы 95% раствора серной кислоты (ρ=1835 г/л) и воды нужно для приготовления 1 л 25% раствора (ρ=1180 г/л).

  3. Сколько 65% -ного раствора азотной кислоты и воды нужно взять для приготовления 500г 15%-ного раствора этой кислоты?

  4. Какие объемы 30% ортофосфорной кислоты (ρ=1,18 г/см3) и воды нужны для приготовления 100 л 8% раствора (ρ=1,04 г/см3).

  5. Сколько 22 н раствора плавиковой кислоты (ρ=1123 г/л) и 10 н раствора плавиковой кислоты (ρ=1036 г/л) потребуется для приготовления 20 н раствора?


^ Способы вычисления при смешивании растворов.

Метод «креста», диагональная схема, правило смешивания, «Андреевский крест»

Используется для решения задач для двух компонентов смеси при условии, что свойство компонентов поддаются аддитивному сложению.

А- m, масса, объем или количество первого компонента;

В - m, масса, объем или количество второго компонента;

А+В , m, масса, объем или количество смеси;

Х1- свойство первого компонента;

Х2- свойство второго компонента;

Х – свойство смеси.

Свойства: плотность твердого вещества, относительная плотность, относительно атомная масса, относительно молекулярная масса, молярная масса, концентрации (С%, Сн, См, Сm), стехиометрический множитель.

,

отношение компонентов обратно пропорционально разности величин свойств (концентраций) компонентов и смеси

диагональная схема

х1 х-х2

Х




х2 х1


Правило смешения не применимо к расчету объемов растворов, концентрация которых выражается через отношение к объему (кроме слабо разбавленных)


Пример:

В каком отношении должны быть взяты объемы 0,5 н раствора и 0,1 раствора, чтобы получить 0,2 н раствор?

Дано

Решение

А- V 0,5 н раствора

В - V 0,1 н раствора

Х – 0,2 н

Х1 – 0,5 н

Х2 – 0,1 н

Найти отношение

Составляем диагональную схему:

0,5 0,2-0,1


0,2




0,1 0,5-0,2



Ответ. Растворы нужно взять в отношении 1 :3

2 способ:

=




Реши самостоятельно:

  1. Вычислите массовую долю раствора полученного смешиванием 1000 т 60% раствора с 250 т 96% раствора.

  2. Сколько грамм воды и 87% раствора серной кислоты необходимо взять для приготовления 600 г 55% раствора?

  3. Сколько граммов 8% и 75% растворов необходимо взять для приготовления 400 г 42 % раствора?

  4. Уксусная эссенция – 80% раствор уксусной кислоты (СН3СООН). Сколько граммов этой эссенции и воды необходимо взять для приготовления 200 мл 3 % раствора уксуса применяемого как приправа к пище? Плотность эссенции можно принять равной 1 г/см3.

  5. Сколько грамм нужно взять 20% и 32,1 % растворов соляной кислоты, чтобы приготовить 242 г 26,7% раствора соляной кислоты?

  6. Сколько воды надо прибавить к 500 кг 30% раствора сахара, чтобы получить 4% раствор?

  7. Сколько воды надо испарить из 800 гр 10% раствора, чтобы получить 25% раствор?

  8. Для нейтрализации щелочи, попавшей в глаза, применяется 2% раствор борной кислоты. Сколько гр насыщенного раствора, содержащего 4,7% этой кислоты понадобится для приготовления 0,5 л 2 % раствора?

  9. Требуется приготовить 1 л 20% раствора гидроксида натрия (NaOH), плотность которого 1,219 г/см3 при 200 С. Сколько гр необходимо взять щелочи содержащей 98% NaOH для этого?

  10. Необходимо приготовить 1 л 20% раствора серной кислоты, имеющей плотность 1,139 г/см3, из 93,6 % кислоты, плотностью 1,830 г/см3. Сколько мл для этого нужно взять 93,6% кислоты и воды?


^ Расчет массы воды, которая прибавляется к раствору для разбавления его.


, или

, где

С1 – исходная концентрация, С – получившаяся концентрация, m – масса раствора, V – объем раствора.

Преобразованная формула нахождения концентрации C=

Расчет концентрации раствора при добавлении к раствору вещества.





Пример:

К 327,5 г 50% – ного раствора вещества добавили 140 г воды. Массовая доля вещества в конечном растворе равна?

Дано

Решение

m раствора =327,5 г

W1 %=50%

m (воды) = 140 г

Найти: W%



140==

140х=16375-327,5х

140х+327,5х=16375

467,5х=16375

х=35%

Ответ получившаяся концентрация 35 %

Р.S. можно формулу преобразовать

W% =


Реши самостоятельно:

  1. К 400 г раствора, массовая доля гидроксида калия в котором 0,45, добавлено 100 г воды. Какова массовая доля щелочи в получившемся растворе?

  2. В 200 г 2%-ного раствора поваренной соли растворили 20 г хлорида натрия. Какова массовая доля хлорида натрия в полученном растворе?

  3. К 450 г 15 %-ного раствора гидроксида кальция добавили 60 г того же вещества. Массовая доля в конечном растворе равна?

  4. Какую массу воды надо добавить к 200 г 70%-ного раствора уксусной кислоты, чтобы получить 9%-ный раствор?

  5. К 300 г 10%-ного раствора сахарозы добавили 150 мл воды. Какова массовая доля сахарозы в полученном растворе?

  6. Какую массу гидроксида калия надо добавить к 400 г 5%-ного раствора КОН, чтобы довести массовую долю до 40%?

  7. Какую массу оксида серы (VI) надо добавить к 400 г 20%-ного раствора серной кислоты, чтобы повысить ее массовую долю до 30%?

  8. К 600 л 2 н раствора добавили 100 л воды. Какова Сн концентрация раствора?



^ Формулы для вычисления концентрации растворов.


Формула

Что вычисляется по формуле



Процентная концентрация



или m=Cρ10

Масса компонента раствора (1), масса компонента раствора в определенном объеме раствора процентной концентрации



Молярная концентрация

или m=CMMV

Масса растворенного вещества в определенном объеме молярной концентрации



Нормальная концентрация

или m=CHЭV

Масса растворенного вещества в определенном объеме нормальной концентрации

;


;


;




Вычисление эквивалентов химических соединений

=

Маляльная концентрация



Титр

или

Переход от процентной концентрации к молярной концентрации

или

Переход от процентной концентрации к нормальной концентрации



Переход от молярной к процентной концентрации



Переход от нормальной концентрации к процентной концентрации

;

Формулы для вычисления при приготовлении разбавленных растворов из концентрированных





Для вычислений при смешении растворов

Х1 Х-Х2




Х




Х2 Х1


Диагональная схема

Для определения отношения масс смешиваемых растворов; смешиваемого раствора и воды.

, или

Масса воды, которая прибавляется к раствору для разбавления его

C=

Вычисления концентрации раствора при добавлении воды



Вычисления концентрации раствора при добавлении вещества



Массы вещества, которое добавляется к раствору.






Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©lib2.podelise.ru 2000-2013
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы