Способы выражения концентрации растворов

 

Важнейшей характеристикой всякого раствора является концентрация. Концентрацией называется содержание растворенного вещества в единице массы или объема раствора или растворителя. В химии используется несколько различных способов выражения концентрации. Кратко рассмотрим наиболее часто употребляемые.

1. Массовая доля (процентная концентрация) (ω) - отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора(выражается в процентах или в долях единицы):

 

, (6.1)

 

mр-ра = V r , (6.2)

 

где V – объем раствора (мл); r - плотность раствора (г/мл).

Например: имеется раствор какого-либо вещества с массовой долей 5 %. Это значит, что 5 % от общей массы раствора приходится на растворенное вещество, и 95 % - на растворитель. Массовая доля вещества составляет 0,05.

Пример 1. В 450 г воды растворили 50 г вещества. Найти массовую долю вещества в растворе.

Решение.Общая масса раствора составляет 500 г (450+50).

 

По формуле (6.1): .

Пример 2. Сколько г Na2SO3 потребуется для приготовления 5 л 8%-го раствора (r = 1,075 г/мл)?

Решение. Находим массу раствора: m = V·r = 5000 мл·1,075 г/мл = 5375 г.

Отсюда:

5375 г раствора - 100 %

x г вещества - 8 % x = (8·5375)/100 = 430 г Na2SO3.

Пример 3.Сколько литров газообразного хлороводорода (н.у.) нужно растворить в 250 г воды для получения 20% -й соляной кислоты?

Решение.20 %-й раствор - это 20 г хлороводорода и 80 г воды. Составляем пропорцию:

20 г HCl - 80 г H2O

X г - 250 г. Отсюда X = 62,5 г HCl.

 

Найдем объем HCl (н.у.), учитывая, что 1 моль HCl (т.е. 36,5 г) при этих условиях занимает объем 22,4 литра:

36,5 г HCl - 22,4 л

62,5 г - X л X = 38,4 л.

Пример 4.В каком объёме воды следует растворить 10,0 г Na2CO3·10H2O для получения раствора, содержащего 10 % безводной соли?

Решение.М (Na2CO3·10H2O) = 286 г/моль. М (Na2CO3) = 106 г/моль.

Найдем, сколько граммов безводной соли содержится в 10,0 г кристаллогидрата:

 

в 286 г Na2CO3·10H2O содержится 106 г Na2CO3

10,0 г - X г X = 3,706 Na2CO3 г.

 

Согласно условию задачи масса безводной соли составляет 10 % массы всего раствора, т.е. раствора должно быть 37,06 г. Тогда масса воды равна

37,06 (раствора) – 10,0 г (кристаллогидрата) = 27,06 г. Т.к. r воды = 1,0 г/мл, то её нужно 27,06 мл .

Пример 5.В 450 г воды растворили 50 г CuSO4·5H2O. Вычислить процентное содержание кристаллогидрата и безводной соли.

Решение.Общая масса раствора составляет (450 + 50) = 500 г. Процентное содержание кристаллогидрата находим из пропорции:

 

500 г раствора - 100 %

50 г растворенного вещества - Х Отсюда Х = 10 %.

 

Найдем, сколько безводной соли содержится в 50 г кристаллогидрата:

 

в 1 моль CuSO4·5H2O, т.е. в 250 г содержится 1 моль, т.е. 160 г CuSO4

50 г - Х г

Отсюда Х = 32 г, что составит от

общей массы раствора.

Пример 6.Сколько моль кристаллогидрата Na2HPO4·2H2O следует растворить в 1кг воды, чтобы получить 4 %-й раствор по чистой соли?

Решение. Найдем, сколько граммов чистой соли надо растворить в 1 кг воды для получения 4%-го раствора:

 

4 г Na2HPO4 - 96 г воды

Х г - 1000 г . Отсюда Х = 41,7 г Na2HPO4.

 

Рассчитаем массу кристаллогидрата, в которой содержится 41,7 г безводной соли:

 

в 1 моль Na2HPO4.2H2O, т.е. в 178 г, содержится 1 моль, т.е. 142 г Na2HPO4

Х г - 41,7 г

Х = 52 г, что составляет 0,3 моль Na2HPO4·2H2O.

2. Мольная доля (χ) - отношение количества вещества одного растворенного компонента раствора к общему количеству всех компонентов.

; . (6.3)

 

Она также может быть выражена в процентах.

χi - безразмерные величины, для которых χi = χ1 + χ2 + ….χi = 1.

Мольную долю растворенного вещества в растворе с известной массовой долей легко определить:

 

χ1 = : , где (100 - ω1) - массовая доля воды.

Например, для 8%-го раствора Na2SO4 (М = 142 г/моль):

 

χ1 = : 0,011 = 1,1 %.

 

3. Молярная концентрация или молярность (СМ) - число молей растворенного вещества в 1 литре раствора (моль/л). Единицу измерения этой концентрации заменяют для кратности буквой М.

Пример 7. Сколько граммов KOH содержится в 500 мл 5 М раствора?

Решение. 5 М раствор - это 5 моль KOH в 1 л раствора. М KOH = 56 г/моль. Составляем пропорцию:

1л раствора - 5×56 г вещества

0,5л - x г x = 0,5×5×56 = 140 г KOH.

 

4. Молярная концентрация эквивалентов или эквивалентная концентрация (СЭК) - количество (моль) эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора (моль экв/л). Единицу измерения этой концентрации заменяют для кратности буквой н. (с точкой) по старому названию этой концентрации - нормальность

Пример 8. Сколько граммов сульфата алюминия нужно взять для приготовления 200 мл 0,5 Н раствора? (В данном случае имеется в виду нормальность по отношению к реакциям полного обмена ионов).

Решение. 0,5 н раствор-- это значит, что в 1 литре раствора растворено 0,5 моль эквивалента вещества.

 

г/моль.

 

Составим пропорцию: 1 л раствора - 0,5·57 г

0,2 л - х г , х = 0,2×0,5×57 = 5,7 г Al2(SO4)3 .

 






Дата добавления: 2016-07-05; просмотров: 1201; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2019 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей. | Обратная связь
Генерация страницы за: 0.007 сек.