Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Растворы и их концентрация.




(Задачи №№ 1 – 20)

Раствор представляет собой гомогенную смесь веществ переменного состава, состоящую из растворителя и растворённых веществ. В зависимости от агрегатного состояния растворителя раствор может быть жидким или твёрдым. Жидкими являются растворы газов, жидкостей или твёрдых веществ в жидких растворителях. В зависимости от природы растворителя различают водные и неводные растворы. Наиболее распространёнными и имеющими наибольшую важность являются водные растворы, которые и рассматриваются в контрольной работе.

Важнейшей характеристикой любого раствора является его концентрация. Концентрация представляет собой отношение количества растворённого вещества к общему количеству раствора или растворителя. Существуют несколько способов выражения концентрации растворов, из которых в контрольной работе рассматриваются молярная, нормальная и процентная концентрации.

Молярная концентрация (молярность) СМ равна отношению числа молей растворённого вещества nв к объёму раствора V:

СМ=nв/V=mв/(M×V) (1.1)

где mв – масса растворённого вещества в граммах, М – его молярная масса.

Поскольку на практике объём жидкостей чаще всего выражают в литрах, молярная концентрация выражается в моль/л. Например, СМ=1моль/л – одномолярный раствор; СМ=0,1моль/л – децимолярный раствор и т.п.

Для обозначения молярности растворов часто используется иная символика. Так записи 1М и 0,1М означают, соответственно, одно- и децимолярный растворы.

Нормальная концентрация (нормальность) Сн равна отношению числа молей эквивалентов[1] растворённого вещества nэ к объёму раствора V:

Сн=nэ/V=mв/(Мэ×V)(1.2)

где mв – масса растворённого вещества в граммах, Мэ – его эквивалентная масса – масса 1 моля эквивалентов в граммах. Размерность нормальности – моль-экв/л. Например, Сн=2моль-экв/л – двунормальный раствор; Сн=0,01моль-экв/л – сантинормальный раствор. Как и в случае молярности, для обозначения нормальности можно пользоваться краткими записями: 2н – двунормальный раствор; 0,01н – сантинормальный раствор.

Для нахождения эквивалентной массы вещества в растворе пользуются простыми соотношениями:

Для кислоты HnAm: Mэ=M/n, где n – число ионов Н+ в кислоте. Например, эквивалентная масса соляной кислоты HCl находится: Мэ=М/1, т.е. численно равна молярной массе; эквивалентная масса фосфорной кислоты Н3РО4 равна: Мэ=М/3, т.е. в 3 раза меньше её молярной массы.

Для основания Kn(OH)m: Мэ=М/m, где m – число гидроксид-онов ОН- в формуле основания. Например, эквивалентная масса гидроксида аммония NH4OH равна его молярной массе: Мэ=М/1; эквивалентная масса гидроксида меди (II) Cu(OH)2 в 2 раза меньше его молярной массы: Мэ=М/2.

Для соли KnAm: Мэ=М/(n×m), где n и m, соответственно, количество катионов и анионов соли. Например, эквивалентная масса сульфата алюминия Al2(SO4)3 равна: Мэ=М/(2×3)=M/6.

Процентной концентрацией раствора называется массовая доля растворённого вещества, выраженная в процентах. Массовая доля растворённого вещества w равна отношению его массы mв к общей массе раствора (mв+mр):

w =(mв/(mв+mр))100%(1.3)

Пример 1.1. V миллилитров раствора, полученного путём растворения mв грамм вещества в воде, имеет плотность, равную r г/см3. Рассчитать молярную, нормальную и процентную концентрацию раствора.

Численные значения V, mв и r: V=200мл., mв=52,6г., r=1,16г/см3.

Растворённое вещество – серная кислота H2SO4.

Находим значение молярной и эквивалентной массы серной кислоты.

Молярная масса: М=2×1+32+4×16=98г/моль.

Эквивалентная масса: Мэ=М/n=98/2=49г/моль-экв.

Определяем молярность и нормальность раствора.

По формуле (1.1): СМ=mв/(M×V)=52,6/(98×200×10-3)=2,7моль/л.[2]

По формуле (1.2): Сн=mв/(Mэ×V)=52,6/(49×200×10-3)=5,4моль-экв/л.

Для определения процентной концентрации находим массу заданного объёма раствора: (mв+mр)= r×V=1,16×200=232г.

По формуле (1.3): w=(mв/(mв+mр))100%=(52,6/232)100%=22,67%.

Пример 1.2. Раствор, процентная концентрация которого равна w, имеет плотность r. Определить молярность и нормальность раствора.

Численные значения w и r: w=18%, r=1,1г/см3.

Растворённое вещество – сульфат аммония (NH4)2SO4.

Находим значение молярной и эквивалентной массы сульфата аммония.

Молярная масса: М=2(14+4×1)+32+4×16=132г/моль.

Эквивалентная масса: Мэ=М/(n×m)=132/(2×1)=132/2=66г/моль-экв.

Выбираем произвольный объём раствора, например V=1см3, и определяем его массу: (mв+mр)=r×V=1,1×1=1,1г.

Из формулы (1.3) находим массу растворённого вещества: mв=(mв+mр) w/100% =1,1×18%/100% =0,198г.

Определяем молярность и нормальность раствора.

По формуле (1.1): СМ=mв/(M×V)=0,198/(132×1×10-3)=1,5моль/л.[3]

По формуле (1.2): Сн=mв/(Mэ×V)=0,198/(66×1×10-3)=3моль-экв/л.

Пример 1.3. Раствор, молярная концентрация которого равна СМ, имеет плотность r. Определить нормальную и процентную концентрацию раствора.

Численные значения СМ и r: СМ=0,5моль/л, r=1,025г/см3.

Растворённое вещество – фосфорная кислота Н3РО4.

Находим значение молярной и эквивалентной массы фосфорной кислоты.

Молярная масса: М=3×1+31+4×16=98г/моль.

Эквивалентная масса: Мэ=М/n=98/3=32,67г/моль-экв.

Выбираем произвольный объём раствора, например V=500мл., и из формулы (1.1) находим массу растворённого в нём вещества: mв=CM×M×V=0,5×98×500×10-3=24,5г.[4]

По формуле (1.2) определяем нормальность раствора: Сн=mв/(Mэ×V)=24,5/(32,67×500×10-3)=1,5моль-экв/л.

Находим массу выбранного объёма раствора: (mв+mр)=r×V=1,025×500=512,5г.

Из формулы (1.3) определяем процентную концентрацию раствора:

w=(mв /(mв+mр )100%=(24,5/512,5)100%=4,8%.

Пример 1.4. Раствор, нормальная концентрация которого равна Сн, имеет плотность r. Определить молярную и процентную концентрацию раствора.

Численные значения Сн и r: Сн=3 моль-экв/л, r=1,17г/см3.

Растворённое вещество – карбонат калия К2СО3.

Задача решается так же, как в примере 1.3. Можно использовать и другой вариант решения, который заключается в следующем.

Определяем соотношение между молярной и эквивалентной массой карбоната калия: Мэ=М/(n×m)=M/(2×1)=M/2. C учётом этого соотношения по формуле (1.1) находим значение молярности раствора: СМ=mв/(M×V)= mв/(2Mэ×V).

Согласно формуле (1.2) Сн=mв/(Mэ×V). Поэтому молярность раствора может быть выражена через его нормальность: СМ= mв/(2Mэ×V)=Сн/2=3/2=1,5моль/л.

Далее, как и в примере 1.3., для определения процентной концентрации выбираем произвольный объём раствора, например 1л., и находим его массу: (mв+mр)=r×V=1,17×1×103=1170г.[5]

Из формулы (1.1.) находим массу растворённого вещества: mв=CM×M×V=1,5×138×1=207г, где М=138г/моль – молярная масса К2СО3.

И, наконец, по формуле (1.3) определяем процентную концентрацию раствора:

w=(mв/(mв+mр ))100%=(207/1170)100%=17,7%.







Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2021 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных