В каком объеме 1 м раствора и в каком объеме 1 н раствора содержится 114

Задача 416.
В каком объеме 0,1н. раствора содержится 8г CuSO4?
Решение:
Эквивалентная масса соли равна молекулярной массе данной соли делённой на общую валентность металла, входящего в состав соли:

где
MЭ(В) – молярная масса эквивалента соли, г/моль; М(В) – молярная масса соли; n – коэффициент при атоме металла;   A – валентность металла.

Отсюда

Массу 0,1 эквивалента соли CuSO4 находим из пропорции:

8г CuSO4 соответствует 0,1 эквиваленту, значит, эта масс содержится в 1л раствора.

Ответ: 1л.

Задача 417.
Для нейтрализации 30мл 0,1н. раствора щелочи потребовалось 12мл раствора кислоты. Определить нормальность кислоты.
Решение:
Для определения нормальности кислоты используем математическое выражение следствия из закона эквивалентности (так называемое правило пропорциональности):

CЭ(А) .V(A) = CЭ(B) . V(B),

CЭ(А)  и CЭ(B) – нормальные концентрации эквивалентов веществ А и В, моль/л; V(A) и V(B) – объёмы растворов веществ А и В.

По условию задачи известны CЭ(щелочи), V(щелочи) и V(кислоты), то нетрудно вычислить СЭ(кислоты) по формуле:

Ответ: 0,25н.

Задача 418.
Найти молярность 36,2%-ного (по массе) раствора НСI, плотность которого 1,18г/мл.
Решение:
Молярная(объёмно-молярная) концентрация показывает число молей растворённого вещества, содержащихся в 1 литре раствора. Масса 1 литра раствора HCl (р = 1,18г/мл) равна 1180г (1000 . 1,18 = 1180).

Массу HCl, содержащуюся в 1 литре раствора рассчитаем по формуле:

где
– массовая доля растворённого вещества; m(в-ва) – масса растворённого вещества; m(р-ра) – масса раствора.

Тогда

Молярную концентрацию раствора (СМ) получим делением числа граммов HCl в 1л раствора на молярную массу HCl (36,5г/моль):

Ответ: 11,7 моль/л.

Задача 419.
В каком объеме 1М раствора и в каком объеме 1н. раствора содержится 114г  Al2(SО4)3?
Решение:
Молярная(объёмно-молярная) концентрация показывает число молей растворённого вещества, содержащихся в 1 литре раствора. Молярная концентрация эквивалента (или нормальность) показывает число эквивалентов растворённого вещества, содержащихся в 1 литре раствора. 

M[Al2(SО4)3] = 342 г/моль. Эквивалентная масса соли равна молекулярной массе данной соли делённой на общую валентность металла, входящего в состав соли:

где
MЭ(В) – молярная масса эквивалента соли, г/моль; М(В) – молярная масса соли; n – коэффициент при атоме металла;   A – валентность металла.

Отсюда

Находим, в каком объёме 1М раствора содержится 114г Al2(SО4)3 из пропорции:

Теперь находим объём 1н раствора, в котором содержится 114г  Al2(SО4)3, составив про-порцию:

Ответ: 0,333л; 2л.

Задача 420.
Растворимость хлорида кадмия при 20°С равна 114,1г в 100г воды. Вычислить массовую долю и моляльность CdCl2 в насыщенном растворе.
Решение:
M(CdCl2) = 183,324г/моль.
Растворимость вещества измеряется содержанием вещества в его насыщенном растворе. Обычно растворимость твёрдых веществ и жидкостей выражают значением коэффициента растворимости, т.е. массой вещества, растворяющегося при данных условиях в 100 г воды или другого растворителя с образованием насыщенного раствора.

m(CdCl2) = 114,1г. m(р-ра) = m(CdCl2) + m(H2O) = 114,1 + 100 = 241,1г.

Массовую долю CdCl2  вычислим по формуле:

где
– массовая доля растворённого вещества; m(в-ва) – масса растворённого вещества; m(р-ра) – масса раствора.

Тогда

Моляльная концентрация (или моляльность) показывает число молей растворённого вещества, содержащихся в 1000г растворителя. 

Находим, сколько граммов CdCl2 содержится в 1000г воды, составив пропорцию:

Теперь рассчитаем моляльность раствора:

Ответ: 53,3%; 6,22 моль/кг.

Пример 1. Вычислите молярную концентрацию, молярную концентрацию эквивалентов и моляльность CuSO4 в растворе CuSO4 с концентрацией w , плотность которого г/см3.

Решение. Найдем значение молярной массы и молярной массы эквивалентов CuSO4:

В 100г раствора с w содержится 10г CuSO4 и 90г Н2O.

Следовательно, моляльность CuSO4 в растворе будет равна

.

Найдём массу 1л раствора:

.

В этой массе раствора содержится

1107 г × 0,1=110,7 г СuSO4.

Следовательно, молярная концентрация CuSO4 в растворе будет равна

,

а молярная концентрация эквивалентов CuSO4 в растворе составляет

.

Примечание.

Можно использовать следующие сокращённые записи для обозначения состава данного раствора:

– означает, что в растворе на каждый килограмм воды как растворителя приходится 0,696 моль CuSO4.

– означает, что в 1 л раствора содержится 0,693 моль CuSO4.

– означает, что в 1 л раствора содержится 1,386 моль эквивалентов CuSO4

Пример 2. Какой объем воды нужно прибавить к 200 мл раствора NaOH с концентрацией wNaOH=0,3 и с плотностью для получения раствора NaOH с концентрацией wNaOH=0,1.

Решение. Масса 200 мл исходного раствора NaOH равна

В этом растворе содержится 30 % NaOH, т.е. 266 г × 0,3=79,8 г.

По условию задачи эта масса составляет 10 % от общей массы разбавленного раствора. Тогда масса полученного раствора будет равна

Следовательно, к исходному раствору нужно прибавить Н2O:

798 г–266 г=532 г.

Пример 3. Определите молярную концентрацию эквивалентов NaOH в растворе, если на нейтрализацию 0,035л 0,3н. раствора H3PO4 израсходовано 0,02л раствора NaОН.

Решение. Произведение молярной концентрации эквивалентов вещества В на объем раствора VР равно количеству эквивалентов этого вещества. Поэтому для реакции, в которой участвуют равные количества эквивалентов веществ А и В, можно записать: .

В нашем случае .

Следовательно, .

Находим СЭК(NaOH):

Пример 4. Какой объем раствора H2SO4 с концентрацией W и с плотностью r=1,84 г/см3потребуется для приготовления 3л 0,4н. раствора H2SO4?

Решение. Молярная масса эквивалентов H2SO4 равна

г/моль.

Для приготовления 3л 0,4н. раствора H2SO4 требуется H2SO4:

49,04 г/моль × 0,4 моль/л × 3 л=58,848 г.

Масса 1см3 раствора H2SO4 с концентрацией w равна 1,84 г.

В этом растворе содержится 1,84 г × 0,96= 1,766 г H2SO4.

Отсюда для приготовления 3 л 0,4 н. раствора H2SO4 нужно взять

исходного раствора H2SO4.

Контрольные вопросы

151.Сколько граммов Na2SO3 потребуется для приготовления 5л раствора с концентрацией w =0,08 и плотностью 1,075 г/см3? Ответ: 430 г.

152.Из 400 г раствора H2SO4 с концентрацией w =0,5 выпариванием удалили 100 г воды. Чему равна массовая доля H2SO4 в оставшемся растворе? Ответ: 66,7 %.

153. Сколько граммов раствора NaCl с концентрацией w =0,3 нужно добавить к 300 г H2O, чтобы получить раствор с концентрацией w =0,1? Ответ:150 г.

154. Сколько граммов HCl содержится в 0,25 л раствора HCl с концентрацией wHCl=0,1052 и с плотностью 1,05 г/см3? Ответ: 27,6 г.

155. Вычислите молярную концентрацию K2SO4 в растворе, если в 0.02 л этого раствора содержится 2,74 г растворенного K2SO4. Ответ: 0.786 моль/л.

156. Раствор KOH с концентрацией wKOH=0,26 имеет плотность 1.24 г/см3. Какое количество вещества KOH содержится в 5 л этого раствора? Ответ: 28,7 моль.

157. Водный раствор содержит 577 г H2SO4 в одном литре. Плотность раствора равна 1,335 г/см3. Вычислить массовую долю, молярную концентрацию, молярную концентрацию эквивалентов и моляльность H2SO4 в растворе. Ответ: 43,22 %; 5,88 моль/л; 11,76 моль/л; 7,76 моль/кг.

158.Плотность 0,8 М раствора Fe2(SO4)3 равна 1 г/см3. Определите молярную концентрацию эквивалентов, моляльность, массовую долю Fe2(SO4)3 в растворе. Чему равен титр этого раствора? Ответ: 4,8 моль/л; 1,18 моль/кг; 32 %; 0,32 г/мл.

159. Вычислите массовую долю и моляльность HNO3 в 8н. растворе HNO3 с плотностью 1,246 г/см3. Ответ: 40,45 %; 10,8 моль/кг.

160. Сколько граммов Na2CO3 содержится в 500 мл 0,25н. раствора? Ответ: 6,63 г.

161. Сколько литров 0,1н. раствора HNO3 можно приготовить из 0,07 л раствора HNO3 с концентрацией w =0,3 и с плотностью 1,18 г/см3? Ответ: 3,93 л.

162. Из 5 л раствора KOH с концентрацией WKOH=0,5 и с плотностью 1,538 г/см3 надо приготовить раствор с концентрацией WKOH=0,18. Сколько литров H2O потребуется для этого? Ответ: 13,67 л.

163. Сколько литров 5н. раствора NaOH можно приготовить из 4 л раствора NaOH с концентрацией wNaOH=0,5 и с плотностью 1,525 г/см3? Ответ: 15,25 л.

164. Сколько миллилитров 0,5 М раствора H2SO4 можно приготовить из 15 мл 2,5 М раствора? Ответ: 75 мл.

165. В каком объеме 1 М раствора и в каком объеме 1н. раствора содержится 114 г Al2(SO4)3? Ответ: 0,333 л; 2 л.

166. Какой объем 6,0 М раствора HCl нужно взять для приготовления 25 мл 2,5 М раствора HCl? Ответ: 10,4 мл.

167. Сколько миллилитров концентрированной соляной кислоты с плотностью 1,19 г/см3 и с концентрацией wHCl=0,38 нужно для приготовления 1 л 2н. раствора? Ответ: 161,5 мл.

168. Сколько миллилитров раствора H2SO4 с концентрацией w =0,1 и с плотностью 1,07 г/см3 потребуется для нейтрализации раствора, содержащего 16 г NaOH? Ответ: 183,2 мл.

169. Какой объем 0,2н. раствора щелочи потребуется для осаждения в виде Fe(OH)3 всего железа, содержащегося в 100 мл 0,5н. раствора FeCl3? Ответ: 0,25 л.

170. Для нейтрализации 20 мл 0,1н. раствора кислоты потребовалось 8 мл раствора NaOH. Сколько граммов NaOH содержит 1 л этого раствора? Ответ: 10 г.

171. К 1 л раствора КОН с концентрацией wKOH=0,1 и с плотностью 1,092 г/см3 прибавили 0,5 л раствора КОН с концентрацией wKOH=0,05 и с плотностью 1,045 г/см3. Объем смеси довели до 2-х литров. Вычислите молярную концентрацию КОН в полученном растворе. Ответ: 1,2 моль/л.

172. На нейтрализацию 31 см3 0,16н. раствора щелочи требуется 217 см3 раствора H2SO4. Чему равны молярная концентрация эквивалентов H2SO4 в растворе и титр раствора H2SO4? Ответ: 0,023 моль/л; 1,12×10–3 г/мл.

173. Какой объем 0,3н. раствора кислоты требуется для нейтрализации раствора, содержащего 0,32 г NaOH в 40 см3? Ответ: 26,6 см3.

174. На нейтрализацию 40 мл раствора щелочи израсходовано 25 мл 0,5н. раствора H2SO4. Какова молярная концентрация эквивалентов щелочи в растворе? Какой объем 0,5н. раствора HCl потребовался бы для той же цели? Ответ: 0,3 моль/л; 24 мл.

175. Для осаждения в виде AgCl всего серебра, содержащегося в 100 см3 раствора AgNO3, потребовалось 50 см3 0,2н. раствора HCl. Какова молярная концентрация эквивалентов AgNO3 в растворе? Какая масса AgCl выпала в осадок? Ответ: 0,1 моль/л; 1,433 г.

Решение. Учитывая, что = 1 г/см3, принимаем массу 480 мл воды равной 480 г и рассчитываем массу раствора:

m = 480 + 20 = 500 (г).

Следовательно, С% = 20 / 500100 % = 4 %.

Зная массу и плотность раствора, найдем его объем:

V = m/= 500 / 1,02= 490,2 (мл).

Следовательно, титр раствора Т = 20 / 490,2 = 0,04 (г/мл).

Используя формулу (5), рассчитаем молярную концентрацию раствора:

СМ = 20 / 1060,49 = 0,385 (моль/л);

M = 223 + 12 + 316 = 106 (г/моль).

Na2COЭNa CO3 = Na2CO3, то Э ( Na2CO3 ) = Na2CO3, M M Так как M т. е. = 106 / 2 = 53.

Э ( Na2CO3 ) Рассчитаем нормальную концентрацию по формуле (6) СН = 20/530,49 = 0,770 (моль/л).

Моляльная концентрация (3) Сm = 201000 / 106480 = 0,408 (моль/кг).

Пример 2. Какой объем 96%-го раствора кислоты плотностью = 1,84 г/см3 потребуется для получения 3 л 36%-го раствора ( = 1,27 г/см3) Решение. Масса 3 л 36 % раствора mраст. = 3103 1,27 = 3810 (г).

Масса серной кислоты в данном растворе по (11) 36 mH SO4 = = 1,(г).

Определим, какая масса 96%-го раствора соответствует такому количеству кислоты:

1,37 m96% раст. = = 1,(г).

Следовательно, для приготовления 3 л 36%-го раствора H2SO4 нужно взять V = m / = 1,42 / 1,84 = 0,77 (см3) 96%-го раствора H2SO4.

Пример 3. В каких соотношениях нужно смешать 82%-ый и 17%-ый растворы серной кислоты, чтобы приготовить30%-ый раствор H2SO4 Решение. Проводим расчет по диагональной схеме: в верхнем левом углу воображаемого квадрата поставим число наибольшей концентрации 82, в левом нижнем углу – наименьшей концентрации 17, в центре – заданной концентрации 30. Вычтем по диагонали из больших чисел меньшее и поставим полученные числа по диагонали:

82 17 Следовательно, чтобы получить 30%-ый раствор серной кислоты, нужно, чтобы массы 82%- и 17%-го раствора относились между собой как 13 : 52, или 1 : 4, т. е. надо смешать единицу массы 82%-го раствора с единицами массы 17%-го раствора.

Пример 4. Сколько воды надо прилить к 100 мл 40%-го раствора азотной кислоты ( = 1,247 г/см3), чтобы получить 15%-ый раствор Решение. Масса 100 мл 40%-го раствора азотной кислоты составляет m40% HNO = 100 1,247 = 124,7 (г).

Масса 15%-го раствора будет равна (124,7 + x) (г), где x – масса добавленной воды. Составим уравнение, зная, что масса кислоты в 40%-ом растворе равна массе кислоты в 15%-ом растворе:

40 124,7 15 (124,7 + x) = 0,4 124,7 = 0,15(124,7 + x), или, 100 откуда x = 207,8 (г) H2O. Следовательно, для того чтобы из 100 мл 40%-го раствора азотной кислоты получить 15%-ый раствор, нужно добавить 207,8 г воды.

Пример 5. Определить нормальную концентрацию раствора гидроксида натрия, если известно, что для нейтрализации 20 мл этого раствора потребовалось 15,5 мл 0,1 н раствора серной кислоты.

Решение. Согласно формуле (7) CнH SO4 VH SOCнNaOH VH SO2 = CнNaOH =, откуда = 15,5 0,1 / 20 = 0,775 н.

CнH SO4 VNaOH VNaOH Пример 6. Какие объемы 2 и 6 М растворов HСl нужно смешать для приготовления 500 мл 3 М раствора Изменением объема при смешивании пренебречь.

Решение. В 500 мл 3 М раствора содержится 30,5 = 1,5 моля HСl.

Обозначим нужный объем 6 М раствора HСl через x, тогда необходимый объем 2 М раствора обозначим через (0,5 – x). В x л 6 М раствора HСl содержится 6x молей HСl, а в (0,5 – x) л 2 М раствора 2 (0,5 – x) молей HСl, т. к. общее количество молей в растворе равно 1,5 моля, то составим уравнение:

6x + 2(0,5 – x ) = 1,5 откуда x = 0,125 л.

Значит, для приготовления раствора надо взять 125 мл 6 М и 375 мл 2 М раствора HСl.

ЗАДАЧИ 241. Найти массовую долю (%) раствора азотной кислоты, в 1 л которого содержится 224 г HNO3 ( = 1,12 г/см3).

242. Чему равна нормальная концентрация 0,1 М раствора ортофосфорной кислоты 243. Какой объем 0,1 н HNO3 можно приготовить из 0,7 л раствора азотной кислоты с массовой долей 30 % ( = 1,180 г/см3) 244. В каком объеме 1 М раствора и в каком объеме 1 н раствора содержится 114 г Al2(SO4)3 245. Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4 40 % ( = 1,307 г/см3) можно приготовить из 10 кг раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4 96 % 246. До какого объема надо разбавить 500 мл раствора хлорида натрия с массовой долей NaCl 20 % ( = 1,125 г/см3), чтобы получить раствор с массовой долей NaCl 5 % ( = 1,03 г/см3) 247. Из 400 г раствора с массовой долей растворенного вещества 20 % при охлаждении выделилось 50 г растворенного вещества. Чему равна массовая доля вещества в оставшемся растворе 248. Сколько молей гидроксида калия содержится в 5 л раствора с массовой долей KOH 20 % ( = 1,24 г/см3) 249. Какую массу оксида серы (VI) надо растворить в 400 г H2O, чтобы получить раствор серной кислоты с массовой долей H2SO4, равной 15 % 250. Какой объем 0,1 М раствора ортофосфорной кислоты можно приготовить из 75 мл 0,75 н раствора 251. Определите нормальную и моляльную концентрации, массовую долю (%) и титр 0,8 М раствора сульфата железа (III), если плотность раствора равна 1,05 г/см3.

252. Определите, какая масса HСl содержится в 0,25 л раствора соляной кислоты с массовой долей 15 % ( = 1,05 г/см3). Определите титр этого раствора.

253. Смешаны 0,8 л 1,5 н раствора NaOH и 0,4 л 0,6 н раствора NaOH.

Какова молярная концентрация эквивалента полученного раствора 254. Чему равна молярная концентрация эквивалента раствора с массовой долей NaOH 30 % ( = 1,328 г/см3). К 1 л этого раствора добавили 1 л воды.

Какова процентная концентрация полученного раствора 255. Какой объем воды нужно добавить к раствору соляной кислоты с массовой долей HСl 30,5 % ( = 1,155 г/см3), чтобы получить 3 л 0,1 н раствора 256. Какой объем 0,2 н раствора гидроксида калия требуется, чтобы осадить в виде Fe(OH)3 всё железо, содержащееся в 0,028 л 1,4 М раствора FeCl3 257. Сколько и какого вещества останется в избытке, если к 0,075 л 0,3 М раствора серной кислоты добавить к 0,125 л 0,2 М раствора гидроксида калия.

258. Водный раствор содержит 435 г H2SO4 в 1 л раствора ( = 1,г/см3). Вычислите массовую долю (%) серной кислоты в растворе, а также молярную и нормальную концентрацию раствора.

259. Из 700 г раствора серной кислоты с массовой долей H2SO4 60 % выпариванием удалили 200 г воды. Чему равна массовая доля (%) оставшегося раствора 260. Для осаждения в виде АgСl всего серебра, содержащегося в 0,1 л раствора AgNO3, потребовалось 0,05 л 0,2 н раствора HСl. Какова нормальная концентрация раствора AgNO3 Какая масса AgCl выпала в осадок 261. Определите массовую долю (%) азотной кислоты, если к 0,1 л раствора с массовой долей HNO3 40 % и плотностью раствора = 1,г/см3 добавить 0,2078 л воды 262. Какую массу Na2SO410H2O нужно взять для приготовления 2 кг раствора с массовой долей Na2SO4 10 % 263. Какой объем воды нужно добавить к 0,4 л раствора соляной кислоты с массовой долей HCl 20 % ( = 1,1 г/см3) для приготовления раствора с массовой долей HCl 8 % ( = 1,05 г/см3) 264. Студент получил для анализа неизвестную кислоту, которая могла быть уксусной CH3COOH, пировиноградной CH3COCOOH или пропионовой CH3CH2COOH. Для титрования был приготовлен раствор, содержащий 0,2г. кислоты в 100мл. На титрование 10,0 мл. раствора пошло 2,26 мл гидроксида калия с молярной концентрацией 0,1 моль/л.

265 В сточной воде находятся ионы Be3+ в концентрации 0,003 моль/л.

Во сколько раз необходимо разбавить сточную воду, чтобы ее можно было сливать в природный водоем, если предельно допустимая ион Be2+ составляет 2,0·10-4 мг/л.

5.2. РАСТВОРИМОСТЬ Способность одного вещества растворяться в другом при заданных условиях количественно выражается растворимостью. Растворимость всегда равна концентрации насыщенного (находящегося в равновесии с твердой фазой) при данных условиях раствора. Понятие насыщенного раствора можно отнести только к определенным условиям, т. к. раствор, насыщенный при одной температуре, может стать ненасыщенным при другой. Таким образом, растворимость вещества является функцией температуры. Количественно растворимость выражается коэффициентом растворимости. Он определяется массой вещества (г), которую можно растворить в 100 г растворителя при данной температуре. Растворимость газов зависит, кроме того, от давления, под которым находится газ.

Зависимость растворимости газа от давления выражается законом ГенриДальтона: масса газа, растворяющегося в данном объеме жидкости, пропорциональна давлению газа на жидкость, объем же растворяющегося газа от давления не зависит.

Растворимость газов, содержащихся в 1 м3 воды при давлении 1,0133105 Па, выраженную в м3 газа, называют коэффициентом абсорбции.

Определение массы газа, растворенного в воде, проводят по уравнению Клайперона–Менделеева:

pVM pV = nRT откуда m =, (16) RT где М – молярная масса газа.

Пример 1. Вычислите растворимость Ba(NO3)2 в воде при 20 0С, если в 545 г раствора нитрата бария при этой температуре содержится 45 г соли mH O = 545 – 45 = 500 (г).

Решение. Находим массу растворителя:

Так как растворимость определяется содержанием вещества в 100 г воды, составляем пропорцию:

100 – x 500 – x = 10045/500 = 9 (г) Ba(NO3)2.

Пример 2. Коэффициент растворимости сульфата меди при 30 0С равен 25 г на 100 г воды. Будет ли при этой температуре раствор с массовой долей CuSO4 18 % насыщенным Решение. Определим массовую долю (%) сульфата меди в растворе C% = 100 % = 20 %.

25 +Таким образом, при 30 0С насыщенным является раствор сульфата меди с массовой долей CuSO4 20 %.

Пример 3. Растворимость сероводорода при 20 0С и давлении 1,033105 Па равна 2,9 л на 1 л воды. Вычислите массовую долю H2S в полученном растворе.

Решение. Определим коэффициент абсорбции сероводорода. Для этого составляем пропорцию:

2,91 – x – x = 2910 л.

M Находим массу 2910 л сероводорода, содержащегося в 1 м3 воды ( H S = 34 г/моль) 34 mH S = = 4416, кг.

22,Примем массу 1 м3 воды за 1000 кг. Тогда в 5416,96 кг раствора содержится 4416,96 кг H2S. Находим массовую долю (%) сероводорода:

4416,C% = 100 % = 81,53 %.

5416,ЗАДАЧИ 266. В 500 г воды растворено при нагревании 300 г хлорида аммония.

Какая масса NH4Cl выделится из раствора при охлаждении его до 50 С, если растворимость NH4Cl при этой температуре равна 50 г в 100 г воды 267. Сколько граммов нитрата калия выкристаллизуется из 105 г 0 насыщенного при 60 С раствора, если охладить его до 0 С Коэффициенты растворимости KNO3 при указанных температурах соответственно равны 110 и 13 г в 100 г воды.

268. 1 л воды насыщен углекислым газом при 0 0С под давлением 506,кПа. Какой объем займет растворенный газ, если выделить его из воды и привести к нормальным условиям Растворимость СО2 при 0 0С равна мл в 100 мл Н2О.

269. При 60 С насыщенный раствор нитрата калия содержит массовую долю KNO3, равную 52,4 %. Найти коэффициент растворимости нитрата калия при данной температуре.

270. Вычислите массовую долю сульфата калия и его коэффициент растворимости, если при 0 0С 50 г раствора содержат 3,44 г K2SO4.

0 271. Растворимость сульфата меди при 20 С и 100 С равна соответственно 20,2 и 77 г. Какая масса CuSO4 выпадет в осадок, если охладить 825 г раствора от 100 до 20 0С 272. Определите массовую долю хлорида никеля в растворе и его растворимость, если в 500 г его раствора при 20 0С содержится 173 г соли.

273. Определите массу карбоната калия, выпавшего в осадок из 770 г 0 насыщенного при 100 С раствора и охлажденного до 0 С, если растворимость K2CO3 при 100 0С оставляет 155 г K2CO3, а при 0 0С 111 г.

274. Растворимость хлората калия при 70 0С равна 30,2 г, а при 30 0С 10,г в 100 г воды. Какая масса KСlO3 выделится из 70 г насыщенного при С раствора, если его охладить до 30 0С 0 275. При охлаждении насыщенного при 90 С раствора до 25 С выкристаллизовалось 200 г соли. Какую массу воды и соли надо взять, если растворимость соли при 90 0С и 25 0С соответственно составляет 42,и 6,9 г 276. Какой объем воды нужно взять, чтобы растворить 250 г Сl2 при 0 С и давлении 1,5105 Па Растворимость хлора при 10 С и давлении 1,0133105 Па составляет 3,148 м3 на 1м3 воды.

277. Растворимость аммиака при 20 0С равна 702 мл в 1 мл воды. Найти массовую долю аммиака в насыщенном растворе. Парциальное давление аммиака считать равным атмосферному.

278. Принимая во внимание, что атмосферный воздух содержит 21 % O(по объему) и 78 % N2 (по объему), рассчитать процентный состав воздуха, выделенного из воды, имевшей температуру 20 С. Коэффициент абсорбции кислорода при этой температуре равен 0,031, а азота – 0,0154.

279. Растворимость сероводорода при 20 С и давлении 1,0133105 Па равна 2,91 л на 1 л воды. Вычислите массовую долю H2S в полученном растворе.

280. Коэффициент абсорбции водорода водой при 30 С, составляет 0,017. Какова массовая доля (%) водорода в растворе при 30 0С и давлении 96500 Па 281. Коэффициент растворимости CaCl2 в воде при 100 0С равен 159 г на 100 г воды. Какая масса хлорида кальция при этой температуре содержится в 1,35 кг раствора 282. В 0,05 л воды растворено 4,9 л хлороводорода при 18 0С и 1,0105 Па.

Определите массовую долю (%) HСl в полученном растворе.

283. Коэффициент абсорбции CO2 при 0 С равен 1,71. При каком давлении растворимость CO2 в воде при той же температуре составит г/л 284. Объясните, в каком веществе – бензоле или воде – лучше растворимы газы He, H2, Ar, N2, O2, CO2, СО, SO2, NH3, HСl. Проверьте свои предположения по справочным данным и объясните их.

5.3. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ ОБРАЗОВАНИИ РАСТВОРОВ Энтальпией растворения вещества называется изменение энтальпии при растворении 1 моля этого вещества в данном растворителе.

Изменение энтальпии зависит от того, какой процесс является основным:

1. разрушение химических и межмолекулярных связей в растворяющихся газах, жидкостях, твердых телах; этот процесс требует затрат энергии: H1 > 0;

2. химическое взаимодействие растворителя с растворяющимся веществом, при котором образуются новые соединения – сольваты или гидраты; при этом энергия выделяется, т. е. H2

3. изменение энтальпии при разрыве межмолекулярных связей у растворителя требует затрат энергии: H3 > 0.

Суммарный тепловой эффект процесса растворения H = H1 + H2 + Hможет быть положительным или отрицательным. Это уравнение получило название уравнения Фаянса.

Если в воде растворяются газы или жидкости, то энергия H1 невелика и процесс растворения сопровождается выделением теплоты (H 0).

Энтальпия растворения зависит от температуры и количества взятого растворителя. Растворение – самопроизвольный процесс (G

Количество теплоты, выделившейся или поглотившейся при растворении вещества, Q = cmT, (17), где с – удельная теплоемкость вещества, Дж/гК;

m – масса раствора, г;

T – изменение температуры.

Количество теплоты, отнесенное к 1 молю вещества, по определению равно энтальпии растворения.

Пример 1. Энтальпия растворения хлорида калия в виде составляет 17,37 кДж/моль. Определите, на сколько градусов понизится температура раствора при растворении 10 г KСl в 170 г воды. Удельную теплоемкость раствора принять равной теплоемкости воды 4,187 Дж/(гК).

Решение. Определим количество теплоты, выделившейся при растворении 10 г хлорида калия:

MKCl = 39,09 + 35,45 = 74,54 г/моль.

Составляем пропорцию:

74,54 (г/моль) – 17,37 (кДж/моль) 10 (г) – х кДж х = 1017,37 / 74,54 = 2,35 кДж.

Используя формулу (17), определяем изменение температуры Q T = = 2,35103 / 4,187180 = 3,cm Таким образом, при растворении 10 г KСl в 170 г воды температура раствора понизится на 3,12.

Пример 2. Определите энтальпию образования кристаллогидрата хлорида кальция, если при растворении 10 г безводного CaCl2 выделилось 6,82 кДж, а при растворении CaCl26H2O поглотилось 0,87 кДж.

Решение. Процесс растворения безводной соли можно представить следующим образом:

CaCl2 (к) + 6H2O (ж) = CaCl26H2O (к)H1;

CaCl26H2O (к) + nH2O (ж) = CaCl2 (р-р) + (n+6)H2O (р-р)H2, H1 – энтальпия образования кристаллогидрата;

H2 – энтальпия растворения кристаллогидрата.

Суммируем уравнение и получаем CaCl2 (к) + (n+6)H2O (ж) = СаCl2 (р-р) + (n+6)H2O (р-р)Н3, H3 = H1 +H2 (по закону Гесса), отсюда H1 = H3 – H2.

M Так как = 111 г/моль, а изменение энтальпии при растворении 10 г CaClCaCl2 составляет 6,82 кДж, то H3 = (–6,82)111/10 = –75,7 кДж/моль, M 6H2O = 219 г/моль, CaClследовательно, H2 = 0,87219/10 = 19,1 кДж/моль.