В каком объеме раствора указанной концентрации содержится
Êîíöåíòðàöèÿ ðàñòâîðà ìîæåò âûðàæàòüñÿ êàê â áåçðàçìåðíûõ åäèíèöàõ (äîëÿõ, ïðîöåíòàõ), òàê è â ðàçìåðíûõ âåëè÷èíàõ (ìàññîâûõ äîëÿõ, ìîëÿðíîñòè, òèòðàõ, ìîëüíûõ äîëÿõ).
Êîíöåíòðàöèÿ – ýòî êîëè÷åñòâåííûé ñîñòàâ ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà (â êîíêðåòíûõ åäèíèöàõ) â åäèíèöå îáúåìà èëè ìàññû. Îáîçíà÷èëè ðàñòâîðåííîå âåùåñòâî – Õ, à ðàñòâîðèòåëü – S. ×àùå âñåãî èñïîëüçóþ ïîíÿòèå ìîëÿðíîñòè (ìîëÿðíàÿ êîíöåíòðàöèÿ) è ìîëüíîé äîëè.
Ñïîñîáû âûðàæåíèÿ êîíöåíòðàöèè ðàñòâîðîâ.
1. Ìàññîâàÿ äîëÿ (èëè ïðîöåíòíàÿ êîíöåíòðàöèÿ âåùåñòâà) – ýòî îòíîøåíèå ìàññû ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà m ê îáùåé ìàññå ðàñòâîðà. Äëÿ áèíàðíîãî ðàñòâîðà, ñîñòîÿùåãî èç ðàñòâîð¸ííîãî âåùåñòâà è ðàñòâîðèòåëÿ:
,
ãäå:
ω – ìàññîâàÿ äîëÿ ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà;
mâ-âà – ìàññà ðàñòâîð¸ííîãî âåùåñòâà;
mð-ðà – ìàññà ðàñòâîðèòåëÿ.
Ìàññîâóþ äîëþ âûðàæàþò â äîëÿõ îò åäèíèöû èëè â ïðîöåíòàõ.
2. Ìîëÿðíàÿ êîíöåíòðàöèÿ èëè ìîëÿðíîñòü – ýòî êîëè÷åñòâî ìîëåé ðàñòâîð¸ííîãî âåùåñòâà â îäíîì ëèòðå ðàñòâîðà V:
,
ãäå:
C – ìîëÿðíàÿ êîíöåíòðàöèÿ ðàñòâîð¸ííîãî âåùåñòâà, ìîëü/ë (âîçìîæíî òàêæå îáîçíà÷åíèå Ì, íàïðèìåð, 0,2 Ì HCl);
n – êîëè÷åñòâî ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà, ìîëü;
V – îáú¸ì ðàñòâîðà, ë.
Ðàñòâîð íàçûâàþò ìîëÿðíûì èëè îäíîìîëÿðíûì, åñëè â 1 ëèòðå ðàñòâîðà ðàñòâîðåíî 1 ìîëü âåùåñòâà, äåöèìîëÿðíûì – ðàñòâîðåíî 0,1 ìîëÿ âåùåñòâà, ñàíòèìîëÿðíûì – ðàñòâîðåíî 0,01 ìîëÿ âåùåñòâà, ìèëëèìîëÿðíûì – ðàñòâîðåíî 0,001 ìîëÿ âåùåñòâà.
3. Ìîëÿëüíàÿ êîíöåíòðàöèÿ (ìîëÿëüíîñòü) ðàñòâîðà Ñ(x) ïîêàçûâàåò êîëè÷åñòâî ìîëåé n ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà â 1 êã ðàñòâîðèòåëÿ m:
,
ãäå:
Ñ (x) – ìîëÿëüíîñòü, ìîëü/êã;
n – êîëè÷åñòâî ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà, ìîëü;
mð-ëÿ – ìàññà ðàñòâîðèòåëÿ, êã.
4. Òèòð – ñîäåðæàíèå âåùåñòâà â ãðàììàõ â 1 ìë ðàñòâîðà:
,
ãäå:
T – òèòð ðàñòâîð¸ííîãî âåùåñòâà, ã/ìë;
mâ-âà – ìàññà ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà, ã;
Vð-ðà – îáú¸ì ðàñòâîðà, ìë.
5. Ìîëüíàÿ äîëÿ ðàñòâîð¸ííîãî âåùåñòâà – áåçðàçìåðíàÿ âåëè÷èíà, ðàâíàÿ îòíîøåíèþ êîëè÷åñòâà ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà n ê îáùåìó êîëè÷åñòâó âåùåñòâ â ðàñòâîðå:
,
ãäå:
N – ìîëüíàÿ äîëÿ ðàñòâîð¸ííîãî âåùåñòâà;
n – êîëè÷åñòâî ðàñòâîð¸ííîãî âåùåñòâà, ìîëü;
nð-ëÿ – êîëè÷åñòâî âåùåñòâà ðàñòâîðèòåëÿ, ìîëü.
Ñóììà ìîëüíûõ äîëåé äîëæíà ðàâíÿòüñÿ 1:
N(X) + N(S) = 1.
ãäå N(X) – ìîëüíàÿ äîëÿ ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà Õ;
N(S) – ìîëüíàÿ äîëÿ ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà S.
Èíîãäà ïðè ðåøåíèè çàäà÷ íåîáõîäèìî ïåðåõîäèòü îò îäíèõ åäèíèö âûðàæåíèÿ ê äðóãèì:
ω(X) – ìàññîâàÿ äîëÿ ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà, â %;
Ì(Õ) – ìîëÿðíàÿ ìàññà ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà;
ρ= m/(1000V) – ïëîòíîñòü ðàñòâîðà.6. Íîðìàëüíàÿ êîíöåíòðàöèÿ ðàñòâîðîâ (íîðìàëüíîñòü èëè ìîëÿðíàÿ êîíöåíòðàöèÿ ýêâèâàëåíòà) – ÷èñëî ãðàìì-ýêâèâàëåíòîâ äàííîãî âåùåñòâà â îäíîì ëèòðå ðàñòâîðà.
Ãðàìì-ýêâèâàëåíò âåùåñòâà – êîëè÷åñòâî ãðàììîâ âåùåñòâà, ÷èñëåííî ðàâíîå åãî ýêâèâàëåíòó.
Ýêâèâàëåíò – ýòî óñëîâíàÿ åäèíèöà, ðàâíîöåííàÿ îäíîìó èîíó âîäîðîäà â êèñëîòîíî-îñíîâíûõ ðåàêöèÿõ èëè îäíîìó ýëåêòðîíó â îêèñëèòåëüíî – âîññòàíîâèòåëüíûõ ðåàêöèÿõ.
Äëÿ çàïèñè êîíöåíòðàöèè òàêèõ ðàñòâîðîâ èñïîëüçóþò ñîêðàùåíèÿ í èëè N. Íàïðèìåð, ðàñòâîð, ñîäåðæàùèé 0,1 ìîëü-ýêâ/ë, íàçûâàþò äåöèíîðìàëüíûì è çàïèñûâàþò êàê 0,1 í.
,
ãäå:
ÑÍ – íîðìàëüíàÿ êîíöåíòðàöèÿ, ìîëü-ýêâ/ë;
z – ÷èñëî ýêâèâàëåíòíîñòè;
Vð-ðà – îáú¸ì ðàñòâîðà, ë.
Ðàñòâîðèìîñòü âåùåñòâà S – ìàêñèìàëüíàÿ ìàññà âåùåñòâà, êîòîðàÿ ìîæåò ðàñòâîðèòüñÿ â 100 ã ðàñòâîðèòåëÿ:
Êîýôôèöèåíò ðàñòâîðèìîñòè – îòíîøåíèå ìàññû âåùåñòâà, îáðàçóþùåãî íàñûùåííûé ðàñòâîð ïðè êîíêðåòíîé òåìïåðàòóðå, ê ìàññå ðàñòâîðèòåëÿ:
Источник
Изучите материал!
Процентная концентрация раствора
С% = W% (растворённого вещества) = (m растворённого вещества• 100%) /m раствора
m1/m2 = (W3-W2)/(W1-W3) |
Молярная концентрация раствора
1. Молярную концентрацию (Cm) растворов определяют по формуле: Cm = υрастворённого вещества/ Vраствора где ν = m/M – количество вещества (здесь М – молярная масса вещества), V – объём 2. Cm измеряют в моль/л или моль/м3 (в системе СИ). 3. Молярная концентрация показывает количество растворённого вещества (моль), содержащегося в 1 л раствора. |
РЕШИТЕ ЗАДАЧИ!
Задачи по теме: Массовая доля растворенного вещества.
I уровень
1. Вычислите массовую долю растворенного вещества, если в 150 г. воды растворили 7 г. соли.
( Ответ: 4,46 %)
2. В 80 мл. воды растворили 6 г. глюкозы. Рассчитайте массовую долю глюкозы в полученном растворе.
( Ответ: 6,98 %)
3. Какую массу сахара нужно взять и какой объем воды, чтобы приготовить раствор массой 240 г. с массовой долей сахара 6%.
( Ответ: 14,4 г. сахара; 225,6 мл. воды)
4. Вычислите массы соли и воды, необходимые для приготовления
300 г. раствора с массовой долей соли 15 %.
( Ответ: 45 г. соли; 255 г. воды)
5. Выпарили 150 г. раствора с массовой долей сахара 15 %. Вычислите массу сахара, оставшегося в чашке после выпаривания воды.
( Ответ: 22,5 г.)
II уровень.
6. Сколько граммов сульфата меди необходимо смешать с 450 г. воды, чтобы получить раствор с массовой долей 10 %.
( Ответ: 50 г.)
7. В каком количестве воды нужно растворить 40 г. соли для получения раствора с массовой долей 25 %.
( Ответ: 120 г.)
8. Смешали 150 г. раствора с массовой долей серной кислоты 10 % и 250 г. раствора с массовой долей серной кислоты 8 %. Определите массовую долю кислоты в полученной смеси.
( Ответ: 8,75 %)
9. 120 г. раствора с массовой долей соли 10 % упарили до 80 г. Какова массовая доля (в %) соли в упаренном растворе?
( Ответ: 15 %)
10. Определите массовую долю серной кислоты в растворе, если к 600 г. раствора с массовой долей 12 % добавили ещё 200 мл. воды.
( Ответ: 9 %)
III уровень.
11. Определите массу соли, которую нужно добавить к 80 г. раствора с массовой долей соли 10 %, чтобы получить раствор с массовой долей этой соли 25 %.
( Ответ: 16 г.)
12. Определите массу воды, которую нужно добавить к 50 г. раствора с массовой долей соли 5 %, чтобы получить раствор с массовой долей соли 2 %.
( Ответ: 75 г.)
13. Необходимо приготовить 500 г. раствора серной кислоты, массовая доля которой 0,3. Вычислите массу 98 %-го раствора серной кислоты, которая потребуется для приготовления такого раствора.
( Ответ: 153,06 г.)
14. В 130 мл. воды растворили 35,8 г. ZnSO4. 7 H20. Рассчитайте массовую долю растворенного вещества.
( Ответ: 12,11 %)
15. Какой объем газа HI (н.у.) нужно растворить в воде, чтобы получить 40 г. раствора HI с массовой долей 20 %.
( Ответ: 1,41 л.)
Задачи по теме: «Молярная концентрация раствора»
1. Вычислите массу хлорида натрия, необходимого для приготовления 200мл раствора, в котором концентрация нитрата калия равна 0,5моль/л.
2. Вычислите объём раствора с молярной концентрацией 2,5моль/л, содержащего 6 моль хлорида натрия.
3. Вычислите молярную концентрацию раствора поваренной соли, если в 1 л этого раствора содержится 25 моль хлорида натрия.
4. Вычислите молярную массу вещества, если известно, что в 36 л раствора с молярной концентрацией 9 моль/л было растворено 1440 г вещества.
ТИПЫ ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ: “РАСТВОРЫ”
Источник
Мерная колбаДля получения насыщенного раствора к растворителю прибавляют растворяемое вещество в таком количестве, чтобы часть его осталась не растворенной. Насыщенными растворами приходится пользоваться сравнительно редко. В большинстве случаев употребляют растворы ненасыщенные, т. е. с меньшей концентрацией растворенного вещества, чем в насыщенном растворе.
Концентрацией раствора называется количество растворенного вещества, содержащееся в определенном весовом количестве или в определенном объеме раствора. Растворы с большой концентрацией растворенного вещества называются концентрированными, с малой — разбавленными.
Не следует смешивать понятия «концентрированный» и «насыщенный». Концентрированный раствор отнюдь не обязательно должен быть насыщен. Например, раствор, содержащий 20 г KNО3 на 100 г воды, является довольно концентрированным раствором, но если температура его 20°, то он еще далеко не насыщенный. Для получения насыщенного раствора при этой температуре нужно было бы взять 31,5 г селитры на 100 г воды.
Насыщенный раствор может быть очень разбавленным, если данное вещество плохо растворимо. В качестве примера можно указать на насыщенный раствор гипса, который при 20° содержит только 0,21 г гипса в 100 г раствора.
Количественно концентрацию растворов можно выражать различным образом. В химической практике наиболее употребительны три способа выражения концентраций:
1. Впроцентах растворенного вещества по отношению ко всему количеству раствора. Например, 15%-ный раствор поваренной соли — это такой раствор, в 100 г которого содержится 15 г соли и 85 г воды.
2. Числом молей растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Растворы с выраженной таким способом концентрацией называются молярными. Они обозначаются буквой М, впереди которой ставится коэффициент, показывающий «молярность» раствора, т. е. число молей, приходящихся на 1 л раствора. Например, 2М раствор содержит в 1 л 2 моля растворенного вещества, 0,3М раствор содержит в 1 л 0,3 моля и т. д.
Чтобы приготовить раствор определенной молярности, например 0,5М раствор соды Na2CO3, поступают следующим образом. Отвесив 0,5 моля соды, т. е. 53 г (молекулярный вес Na2CO3 равен 106), вносят ее в литровую мерную колбу, на шейке которой чертой отмечен объем, точно равный одному литру (рис. 63). Затем в колбу наливают столько воды, чтобы вся сода растворилась, после чего доливают колбу водой до метки.
Пользование молярными растворами удобно в том отношении, что при одинаковой молярности равные объемы растворов содержат одинаковое число молекул растворенного вещества.
Иногда концентрацию раствора выражают числом молей растворенного вещества, содержащихся в 1000 г растворителя. Такие растворы в отличие от молярных называются моляльными.
3. Числом граммэквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Такие растворы носят общее название нормальных растворов.
Раствор, содержащий в литре один граммэквивалент растворенного вещества, называется однонормальным или, просто, нормальным раствором и обозначается буквой «н». Если раствор содержит 0,5 граммэквивалента в 1 л, то он называется полунормальным (0,5 н.), если содержит 0,1 граммэквивалента,— децинормальным (0,1 н.) и т. д.
При приготовлении нормальных растворов сложных веществ — кислот, оснований и солей — следует иметь в виду, что эквивалент кислоты равен бе молекулярному весу, деленному на основность, т. е. на число атомов водорода в молекуле кислоты, способных замещаться металлами.
Эквивалент основания равен его молекулярному весу, деленному на валентность соответствующего металла.
Что же касается солей, то для нахождения их эквивалентов молекулярный вес соли делят на число атомов металла в ее молекуле и на валентность этого металла.
Например:
Эквивалент HNOa (мол. вес 63) равен 63: 1 = 63
> H2SO4 (мол. вес 98) » 98:2 = 49
> Са(ОН)2 (мол. вес 74) > . 74:2 = 37
> Al2(SO4)3 (мол. вес 342) > 342 : (2 • 3) = 57
Нормальные растворы широко применяются вхимии при проведении реакций между растворенными веществами. Пользуясь нормальными растворами, легко заранее рассчитать, вкаких объемных отношениях они должны быть смешаны, чтобы растворенные вещества прореагировали без остатка. Так как весовые количества реагирующих веществ пропорциональны их эквивалентам, то для реакции всегда нужно брать такие объемы растворов, которые содержали бы одинаковое число граммэквивалентов растворенных веществ. При одинаковой нормальности растворов эти объемы, очевидно, будут равны между собой, при различной — обратно пропорциональны нормальностям.
Если объемы затрачиваемых на реакцию растворов обозначить через υ1 и υ2, а их нормальности, т. е. концентрации, выраженные в граммэквивалентах на литр, соответственно через С1 и С2, то зависимость между этими величинами выразится пропорцией: υ1 : υ2= c2 : c1
или
υ1 • c1 = υ2 • c2
На оснований этой зависимости можно не только вычислять требуемые для проведения реакций объемы растворов, но и обратно, по объемам затраченных на реакцию растворов находить их концентрации, а следовательно, и весовые количества прореагировавших веществ.
Пример 1. Сколько миллилитров 0,3 н. раствора NaCl надо прибавить к 150 мл 0,16 н. раствора AgNO3, чтобы осадить все находящееся в растворе серебро в виде AgCl?
Составляем пропорцию:
0,3:0,16= 150: л:
откуда
х = (0,16 х 150): 0,3 = 80 мл
Пример 2. Для нейтрализации 40 мл раствора серной кислоты потребовалось прибавить к ним 24 мл 0,2 н. раствора щелочи. Определить, сколько граммов H2SO4 содержалось во взятом объеме раствора.
Обозначив неизвестную нормальность раствора серной кислоты через х, составляем пропорцию:
40:24 = 0,2:x
откуда
х = (24 х 0,2) : 40 = 0,12
Так как граммэквивалент серной кислоты (мол. вес 98) равняется
98:2 = 49, то, очевидно, в литре 0,12 н. раствора содержится 49×0,12 = 5,88 г
H2SO4. Количество серной кислоты, содержащееся в 40 мл раствора, находим из пропорции:
1000 : 40 = 5,88 :х
x = (40×5,88):1000 =0,2352 г
На измерении объемов растворов, затрачиваемых на реакцию, основан метод количественного определения веществ, получивший название объемного анализа.
Точное измерение объемов растворов производится при помощи бюреток (рис. 64), представляющих собой стеклянные трубки, нижний конец которых сужен и снабжен краном для выпускания жидкости или стеклянным наконечником, присоединенным к бюретке посредством резиновой трубочки с зажимом. Ка трубках нанесены деления, отмечающие обычно десятые доли миллилитра. Если требуется сразу отмерить определенный объем жидкости, то пользуются пипетками (рис. 65).
Для объемных определений необходимо, чтобы конец взаимодействия между растворенными веществами обнаруживался каким-либо достаточно резким внешним признаком, например изменением окраски раствора. С этой целью к исследуемому раствору обычно прибавляют небольшое количество так называемого индикатора — вещества, которое, не влияя на направление процесса, резко изменяет свою окраску в тот момент, когда избыток находящегося в растворе одного вещества заменяется ничтожным избытком другого. Так, например, при реакции между кислотой и щелочью индикатором может служить раствор лакмуса, изменяющий свою окраску при переходе от кислой среды к щелочной и обратно.
Определение выполняется следующим образом. Внебольшой стаканчик при помощи пипетки отмеривают определенный объем исследуемого раствора и прибавляют к нему несколько капель раствора индикатора. Подставив стаканчик под бюретку, понемногу выпускают из нее в стаканчик второй раствор, концентрация которого точно известна. Прибавление раствора из бюретки производят до момента изменения окраски индикатора. Затем по делениям на бюретке устанавливают объем выпущенного раствора. Концентрацию исследуемого раствора рассчитывают на основании соотношения между объемами затраченных на реакцию растворов (см. пример 2).
При объемном анализе концентрацию растворов часто выражают числом граммов растворенного вещества, содержащихся в 1 мл раствора. Выраженная таким образом концентрация называется титром раствора. Отсюда и самый метод определения концентрации, описанный выше, называется титрованием.
75 76 77
Вы читаете, статья на тему Концентрация растворов
Источник
Для количественной характеристики растворов используют понятие концентрации:
Концентрация – величина, выражающая относительное содержание данного компонента в системе (смеси, растворе).
Из концентраций растворов наибольшее применение в химии находят следующие:
Процентная концентрация растворов показывает число единиц массы растворенного вещества, содержащееся в 100 единицах массы раствора, и для его приготовления следует взять 12 единиц массы СаСl2 и 88 единиц массы растворителя.
Молярная концентрация раствора (молярность) – отношение количества этого вещества, содержащегося в растворе (в молях), к объему раствора:
,
где m – масса растворенного вещества, г; М – молярная масса растворенного вещества, г∙моль-1; V – объем раствора, л. Единица Си – моль∙м-3, обычно применяют моль∙л-1.
Молярным называется раствор, в 1л которого содержится 1 моль растворенного вещества.
Эквивалентная (нормальная) концентрация раствора (нормальность) – отношение числа эквивалентов вещества, содержащегося в растворе, к объему раствора:
где m – масса растворенного вещества; Мэкв – молярная масса эквивалента растворенного вещества.
Единица эквивалентной концентрации в СИ – моль∙м-3, обычно применяют моль∙л-1.
Молярная концентрация раствора (моляльность) определяется числом молей растворенного вещества в 1кг (1000г) растворителя. Единица моляльности раствора в СИ – моль∙кг-1, можно применять моль∙г-1.
Основная особенность моляльного способа выражения концентрации заключается в том, что моляльная концентрация раствора не зависит от температуры, поскольку для определения моляльности не привлекается объем.
Массовой долей растворенного вещества называют отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора. Массовую долю обычно выражают в долях единицы и обозначают W.
Мольная доля – отношение числа молей данного вещества в растворе к общему числу молей веществ, образующих раствор.
Для приготовления растворов заданных концентраций должны проводиться соответствующие расчеты.
Пример 1. Какой массы кристаллогидрат ВаCl2∙2H2O надо взять для приготовления раствора объемом 0,5л, в котором массовая доля ВаСl2 составляет 0,1 (10%-ный раствор)?
Решение. Если W(BaCl2) =0,1 или 10%, то плотность раствора р=1,090г∙см-3 (из справочных таблиц). Тогда масса раствора BaCl2 заданного объема равна 500∙1,090=545,0 (г). Масса BaCl2 в этом растворе находится из пропорции:
m(BaCl2) – m(р-ра BaCl2)
10 г – 100 г
х г – 545 г
х = 54,5г
Масса кристаллогидрата:
m(BaCl2∙2H2O) – m(BaCl2)
244,2г – 208,4г
х г – 54,5г
х = 64,0 г
Пример 2. Какова масса KCl, содержащегося в 0,5л раствора, если молярная концентрация раствора 0,2 моль∙л-1?
Решение. Молярную концентрацию (моль∙л-1) выражают формулой:
, где m1 – масса растворенного вещества, г; M – молярная масса растворенного вещества, г∙моль-1; V – объем раствора, л.
M(KCl) = 74,5г∙моль-1. Масса KCl, содержащегося в растворе, равна m1=M∙V∙C=0,2∙0,5∙74,5=7,45г.
Пример 3. Определите эквивалентную концентрацию хлорида железа (3), если в 0,3л раствора содержится 32,44г PeCl3.
Решение. Эквивалентная концентрация (нормальность раствора) рассчитывается по формуле:
Молярная масса эквивалента PeCl3 равна:
Пример 4. В какой массе воды надо растворить 5,85г хлорида натрия, чтобы получить раствор, моляльность которого равна 0,3моль∙г-1.
Решение. Моляльность раствора рассчитывается по формуле:
где mр-ля – масса растворителя в г. Отсюда:
Пример 5.Вычисления, связанные с пересчетом концентраций растворов из одних единиц в другие.
Вычислите эквивалентную концентрацию, молярную концентрацию и моляльность раствора, в котором массовая доля СиSO4 равна 0,10. Плотность раствора 1107кг∙м-3.
Решение. Определим молярную массу и молярную массу эквивалента СиSO4.
M(СиSO4) = 160г∙моль-1; Мэкв(СиSO4) = 160/2=80г∙моль-1.
В 100 г раствора с ω(СиSO4)=0,1 содержится 10,0г СиSO4 и 90 г H2O. Следовательно, СМ раствора СиSO4 равна:
.
СМ и Сэкв относятся к 1 литру раствора: m=p∙V=1107∙10-3=1,107кг. В этой массе раствора содержится 1,107∙0,1=0,1107кг СиSO4, что составляет 110,7/159,61=0,693 моль или 0,693∙2=1,386экв.
Молярная концентрация и эквивалентная концентрация данного раствора соответственно равны 0,693 и 1,386моль∙л-1.
Пример 6. Расчеты, связанные с приготовлением разбавленных растворов из концентрированных.
Какой объем раствора азотной кислоты массовой долей HNO3 0,3(p=1180кг∙м-3) требуется для приготовления 20л 0,5 М раствора этой кислоты?
Решение. Сначала определяем массу азотной кислоты в 20л 0,5 М раствора:
М(HNO3) = 63г∙моль-1; mр.в-ва = 0,5∙63∙20=630г.
Так как ; Следовательно для приготовления 20л 0,5 М раствора HNO3, надо израсходовать всего 1,78л раствора азотной кислоты 30%-й концентрации.
Пример 7. Вычислите :а) массовую(процентную) (с,%); б) молярную концентрацию (см); молярную концентрацию эквивалента (сн); г) молярную (см) концентрацию раствора Н3РО4, полученного при растворении 18 г кислоты в 282 см3 воды, если плотность его 1,031г/см3. Чему равен титр Т этого раствора?
Решение: а) Массовая концентрация показывает число граммов (единиц массы) вещества, содержащееся в 100 г (единиц массы) раствора. Так как массу 282 см3 воды модно принять равной 282 г, то масса полученного раствора 18 + 282 = 300 г и, следовательно:
300 – 18
100 – с,%
б) молярная (мольно-объемная)% концентрация показывает число молей растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Масса 1 л раствора 1031 г. Массу кислоты в литре раствора находим из соотношения
300 – 18
1031 – х
Молярную концентрацию раствора получим делением числа граммов Н3РО4 в 1 л раствора на молярную массу Н3РО4 (97,99 г/моль):
см = 61,86/97,99 = 0,63 М.
в) молярная концентрация эквивалента (или нормальность)
показывает число эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора.
Так как эквивалентная масса Н3РО4 = М/ 3 = 97,99/3 = 32,66 г/моль, то
Cн = 61,86/32,66= 1,89 н.;
г) моляльная концентрация (или моляльность) показывает
число молей растворенного вещества, содержащихся в 1000 г
растворителя. Массу Н3РО4 в 1000 г растворителя находим из
соотношения
282 – 18
1000 – х
Отсюда см = 63,83/97,99 = 0,65 м.
Титром раствора называют число граммов растворенного вещества в 1 см3 (мл) раствора. Так как в 1 л раствора содержится 61,86 г кислоты, то Т=61,86/1000 = 0,06186 г/см3
Зная молярную концентрацию эквивалента и молярную массу эквивалента (тэ) растворенного вещества, титр легко найти по формуле
Т=снmэ/1000.
Пример 8.На нейтрализацию 50 см3 раствора кислоты израсходовано 25 см3′ 0,5 н. раствора щелочи. Чему равна молярная концентрация эквивалентов кислоты?
Решение. Так как вещества взаимодействуют между собой в эквивалентных соотношениях, то растворы равной молярной концентрации эквивалентов реагируют в равных объемах. При разных молярных концентрациях эквивалентов объемы растворов реагирующих веществ обратно пропорциональны их норма-льностям, т.е.
V1:V2 =CH2 : СН1или V1∙СН1=V2∙CH2
50 СН1 = 25 ∙ 0,5 откуда CH1= 25 ∙0,5 / 50 = 0,25н
Пример 9.К 1 л 10%-ного раствора КОН (пл. 1,092 г/см3) прибавили 0,5 л 5%-ного раствора КОН (пл. 1,045 г/см3). Объем смеси довели до 2 л. Вычислите молярную концентрацию полученного раствора.
Решение. Масса одного литра 10%-ного раствора КОН равна 1092 г. В этом растворе содержится 1092 ∙10/100 = 109,2 г КОН. Масса 0,5 л 5%-ного раствора 1045 ∙ 0,5 = 522,5 г. В этом растворе содержится 522,5 ∙ 5/100 = 26,125г КОН.
В общем объеме полученного раствора (2 л) содержание КОН составляет 109,2 + 26,125 = 135,325 г. Отсюда молярная концентрация раствора Cм=135,325/(2 ∙ 56,1) = 1,2 М, где 56,1 г/моль — молярная масса КОН.
Пример 10.Какой объем 96%-ной серной кислоты плотностью 1,84 г/см3 потребуется для приготовления 3 л 0,4 н. раствора?
Решение. Эквивалентная масса H2SO4 = М/2 = 98,08/2 = 49,04 г/моль. Для приготовления 3 л 0,4 н. раствора требуется 49,04∙0,4∙3= = 58,848 г H2SO4. Масса 1 см3 96%-ной кислоты 1,84 г. В этом растворе содержится 1,84 ∙ 96/100 = 1,766 г H2SO4.
Следовательно, для приготовления 3 л 0,4 н. раствора надо взять 58,848 : 1,766 = 33,32 см3 этой кислоты.
Источник