Концентрации растворов

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРОВ

Задача 1. Сколько граммов КОН надо растворить в 100 г воды, чтобы получить раствор с массовой долей 6 %?

Решение. По определению массовой доли (w) извест­но, что в 100 г раствора будет содержаться 6 г КОН.

mраствора = mрастворенного в-ва + m концентрации растворов - student2.ru ;

следовательно, m концентрации растворов - student2.ru = 100 г раствора – 6 г = 94 г,

тогда в 94 г Н2О содержится 6 г КОН, а

в 100 г Н2О » х г КОН; х = 6,38 г КОН.

Задача 2. Какой объем 96 %-ной (по массе) серной кислоты (плотность раствора, r = 1,84 г/см3) и какую массу воды надо взять для приготовления 100 мл 15%-ного (по массе) раствора серной кислоты (плотность раствора, r = 1,10 г/см3).

Решение. Найдем массу 100 мл 15%-ного (по массе) раствора Н2SO4.

mраствора = r×V = 1,10×100 = 110 г

Массу Н2SO4 , содержащуюся в 110 г этого раствора, найдем из пропорции

100 г раствора содержат 15 г Н2SO4

110 г раствора » х г Н2SO4,

х =16,5 г Н2SO4

или m концентрации растворов - student2.ru = 110× концентрации растворов - student2.ru = 16,5 г.

Далее найдем массу 96 %-ного (по массе) раствора Н2SO4, в котором содержится 16,5 г Н2SO4,

в 100 г раствора содержится 96 г Н2SO4

х г » » 16,5 г Н2SO4 ;

х = 17,2 г раствора или m 96%-ного р-ра = концентрации растворов - student2.ru = 17,2 г. Найдем объем 96 %-ного раствора, масса которого 17,2 г:

концентрации растворов - student2.ru ; V = 17,2/1,84 = 9,34 мл.

Итак, для приготовления 100 мл 15%-ного раствора Н2SO4 потребуется 9,34 мл 96%-ного раствора и 110 г - 16,5 г = 93,5 г Н2О.

Задача 3. Определите молярную концентрацию ра­ство­­ра NaOH, если в 200 мл раствора содержится 1,6 г растворенного вещества.

Решение. Молярная масса NaOH равна 40 г/моль. Определим количество молей NaOH, содержащихся в 200 мл раствора:

n = концентрации растворов - student2.ru = 1,6 : 40 = 0,04 моля.

Исходя из определения молярной концентрации, найдем количество молей NaOH, содержащихся в 1 л раствора:

СM = n / V

СM = 0,04 : 0,2 = 0,2 моль/л.

Задача 4. Какова нормальность раствора хлорида же­ле­за (III), в 0,3 л которого содержится 32,44 г соли?

Решение. Молярная масса хлорида железа равна 162,3 г/моль. Эквивалентная масса FeCl3 = 162,3 : 3 = 54,1 г/моль-экв.

Определим количество моль-эквивалентов растворен­ного вещества (FeCl3), содержащихся в 0,3 л раствора:

n = 32,44 : 54,1 = 0,6 моль-эквивалентов (эквивалентов).

Нормальность определяется количеством моль-эквива­лентов растворенного вещества в 1 л раствора. Следова­тель­но, 0,3 л содержит 0,6 моль-эквивалента

1 л » х моль-эквивалентов;

х = 2 моль-эквивалента (эквивалента).

СН = 2 (2н раствор) или СН = концентрации растворов - student2.ru экв./л.

Задача 5. Определите молярность, нормальность и титр 15%-ного раствора серной кислоты. Плотность раствора r =1,10 г/см3.

Решение. 1. Примем объем раствора, равным 1 л. Оп­ре­деляем массу (г) серной кислоты, содержащуюся в 1 л ее раствора, из пропорции

в 100 г раствора содержится 15 г Н2SO4

в 1,10 × 1000 г » » х г Н2SO4 ,

отсюда следует, что в 1л раствора массой 1,10 × 1000 г содержится х =165 г Н2SO4 ;

2.Молярная масса Н2SO4 равна 98 г/моль, в 1л раство­ра содержится Н2SO4 165 : 98 = 1,68 моль. Таким образом СМ = 1,68 моль/л;

3.Эквивалент Н2SO4 равен 98 : 2 = 49 г/моль-экв. или 49 г/экв. Коли­чество моль-эквивалентов в165 г Н2SO4 рав­но 165 : 49 = 3,36 моль-эквивалентов. Следовательно, в 1л раство­ра содержится 3,36 моль-эквивалентов

СН = 3,36 моль-экв./л (экв./л);

4.Определим титр раствора. Т = m / v; Т = 165: 1000 = 0,165 г/мл.

Задача 6. В каком объеме 0,5 нормального раствора карбоната натрия содержится 10 г соли? Какова молярность и титр этого раствора?

Решение. 1.Исходя из определения нормальности, в 1 литре раствора содержится 0,5 моль-эквивалентов Na2CO3.

Эквивалентная масса Na2CO3 = 106 : 2 = 53 г/моль-экв. Следовательно, в 1 л 0,5 н раствора содержится 0,5 × 53 = 26,5 г Na2CO3,

тогда в 1л 0,5н раствора содержится 26,5 г Na2CO3

в х л » 10 г Na2CO3

х = 0,38 л ;

2.Определим СМ раствора. В 1 л 0,5н раствора содержится 26,5 г Na2CO3. Находим количество молей Na2CO3

n = 26,5:106=0,25 молей, следовательно, СМ = 0,25 моль/л.

3.Определим титр раствора.

В 1000 мл раствора содержится 26,5 г Na2CO3

в 1мл раствора » х г

х = 0,0265 г, Т = 0,0265 г/мл.

Задача 7. Для нейтрализации 42 мл серной кислоты потребовалось 14 мл 0,3 н раствора щелочи. Определите молярность раствора Н2SO4.

Решение. Поскольку вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах (закон эквивалентов), то можно написать

CН кислоты× Vкислоты = CН щелочи× Vщелочи

Следовательно, CН кислоты × 42 = 14 × 0,3; CН кислоты = 0,1.

CН кислоты = 0,1 моль-эквивалентов/л. Молярная масса Н2SO4 = 98 г/моль; эквивалентная масса Н2SO4 =98 : 2 = 49 г/моль-экв., или эквивалентная масса составляет 0,5 мо­ля Н2SO4.

Отсюда молярность раствора Н2SO4 составит 0,1 × 0,5 = 0,05 моль/л, CМ = 0,05 моль/л.

Или примем Vх раствора = 1 л, тогда m концентрации растворов - student2.ru = CН × Э × V;

концентрации растворов - student2.ru = 0,1×49×1 = 4,9 г; CМ = концентрации растворов - student2.ru концентрации растворов - student2.ru = 0,05 моль/л.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ

Теоретические вопросы

1. Растворы (определение). Почему для характеристики растворов, в отличие от индивидуальных веществ, не­об­хо­димо указывать их состав?

2. Назовите известные Вам способы выражения состава растворов (концентрации). Укажите единицы их измерения.

3. Приведите формулы для расчета концентраций растворов (w, СМ, СН, Т).

4. Приведите примеры жидких, твердых и газообразных (газовых смесей) растворов. Какой из компонентов раствора обычно выбирают в качестве растворителя?

5. Какие растворы называются ненасыщенными, насы­щен­ными и пересыщенными? Концентрация какого из этих растворов называется растворимостью?

6. Какова зависимость растворимости газов в жидкостях от температуры и давления (закон Генри)? Что такое парциальное давление?

7. Какова зависимость растворимости кристаллического вещества от температуры? Перекристаллизация и ее практическое применение.

8. Сольватация (гидратация) и ее роль в процессе обра­зования растворов. Сольватная (гидратная) оболочка.

9. Энтальпия растворения как результат соотношения энтальпии разрушения кристаллической решетки и энтальпии сольватации (гидратации).

10. Дайте определения понятиям «массовая доля раство­рен­ного вещества в растворе» и «молярная концент­рация раствора». Укажите расчетные формулы, едини­цы измерения.

11. Дайте определения понятиям «нормальная концент­рация раствора» и «титр раствора». Укажите расчет­ные формулы, едини­цы измерения.

12. Применение принципа Ле-Шателье к обратимой систе­ме «газ + растворитель D раствор»; rН > 0. Как влияет изменение давления газа и температуры на растворимость газа в жидкости?

13. Применение принципа Ле-Шателье к обратимой систе­­ме «кристаллическое вещество + растворитель D раствор»; rН < 0. Как влияет изменение температуры и внешнего давления на растворимость твердого вещества в жидко­сти?

14. Одинаковы ли энтальпии растворения Na2SO4 и Na2SO4 × 10 Н2О? Почему?

Задачи

1. Сколько граммов сульфата натрия следует растворить в 400 мл воды для получения 8%-ного (по массе) раствора?

2. Вычислите массовую долю (w %) раствора, содержа­ще­го 50 г хлорида натрия в 650 г воды.

3. Какова массовая доля (w %) раствора, если в 750 мл воды содержится 60 г нитрата серебра?

4. В каком количестве молей воды следует растворить 40 г иодида калия для получения 4%-ного (по массе) раствора?

5. В каком объеме воды следует растворить 50 г хлорида калия для получения 10%-ного (по массе) раствора?

6. Сколько граммов хлористого водорода надо раство­рить в 250 мл воды для получения 10%-ного (по массе) раствора соляной кислоты?

7. В 150 граммах воды растворили 15 л хлористого водо­рода (н.у.). Определите массовую долю (w %) обра­зо­вавшегося раствора соляной кислоты.

8. Какой объем газообразного аммиака (н.у.) надо раство­рить в воде, чтобы получить 500 г 6%-ного (по массе) раствора аммиака?

9. Сколько граммов гидроксида калия надо растворить в 100 г воды, чтобы получить раствор с массовой долей 6 %.

10. Сколько граммов соли и воды содержится в 800 г 12%-ного (по массе) раствора нитрата натрия?

11. К 300 мл раствора с массовой долей серной кислоты 30 % (плотность раствора r = 1,22 г/мл) добавим 1 литр воды. Рассчитайте массовую долю (w %) полу­чен­­ного раствора.

12. В каком объеме воды следует растворить 100 граммов сульфата калия для получения раствора с массовой долей растворенного вещества 5 %?

13. Сколько граммов хлорида натрия и воды потребуется для приготовления 3 л раствора с массовой долей растворенного вещества 5 % (плотность раствора r = 1,03 г/мл)?

14. В каком объеме воды следует растворить 60 г хлорида магния для получения 10%-ного (по массе) раствора?

15. Вычислите массовую долю (w %) раствора, содержа­щего 50 г сульфата натрия в 750 г воды.

16. Вычислите массовую долю (w %) азотной кис­ло­­ты в растворе, в 0,5 л которого содержится 120 г кислоты.

17. Какой объем 96%-ной (по массе) серной кислоты (плот­ность раствора r = 1,84 г/мл) потребуется для приготовления 3 л 0,5 М раствора? Какова нормаль­ность полученного раствора?

18. Рассчитайте молярность, нормальность и титр 2 % -но­го раство­ра сульфата магния (плотность раствора r = 1,02 г/мл).

19. Рассчитайте молярную и нормальную концентрацию 8%-ного (по массе) раствора серной кислоты (плот­ность раствора r = 1,05 г/мл).

20. В 282 мл воды растворим 18 г фосфорной кислоты. Рас­счи­тайте масссовую долю (w %), молярность и нор­маль­ность этого раствора (плотность раствора r = 1,03 г/мл).

21. Сколько граммов сульфата калия необходимо для приготов­ления 5 л раствора с массовой долей 5 % (плот­ность раствора r = 1,04 г/мл)? Рассчитайте мо­ляр­ность и нормальность приготовленного раствора.

22. В каком объеме 0,5 молярного раствора карбоната нат­рия содержится 7 граммов соли? Какова нормаль­ность и титр этого раствора?

23. К раствору серной кислоты объемом 300 мл с массо­вой долей 30 % (плотность раствора r = 1,22 г/мл) добавили 1 л воды. Рассчитайте массовую долю (w %) и молярность полученного раствора.

24. Сколько миллилитров 96%-ного раствора серной кис­ло­ты (плотность раствора r = 1,84 г/мл) необходимо для приготовления 2 л 0,5 нормального раствора серной кислоты?

25. В 33,3 мл воды растворили 16,7 грамма серной кисло­­ты. Рассчитайте массовую долю (w %), моляр­ность, нор­маль­ность и титр полученного раствора (плотность раствора r = 1,28 г/мл).

26. Сколько граммов нитрата калия потребуется для при­го­тов­ления 500 мл 0,23 молярного раствора? Какова моляр­ность и титр полученного раствора?

27. Титр раствора хлорида кальция равен 0,022 г/мл. Рас­считайте молярность и нормальность этого раство­ра.

28. Сколько граммов соли содержится в 200 мл 0,3 нор­мального раствора хлорида алюминия? Какова молярность и титр этого раствора?

29. Сколько литров 0,5 молярного раствора серной кислоты мож­но приготовить из 70 мл 50%-ного (по массе) раство­ра серной кислоты (плотность раствора r = 1,40 г/мл)?

30. Вычислите массовую долю (w %) раствора азотной кис­ло­ты в 0,3 л которого содержится 100 г кислоты (плот­ность раствора r = 1,28 г/мл)­. Какова молярность и нормальность этого раствора?

31. Сколько граммов раствора с массовой долей хлорида бария 4 % потребуется для взаимодействия с 30 мл 0,5 нормального раствора серной кислоты?

32. Сколько миллилитров 0,5 нормального раствора сер­ной кислоты потребуется для нейтрализации 20 грам­мов гидроксида натрия?

33. Какой объем водорода (н.у.) выделится при раство­рении цинка в 100 мл 20%-ного (по массе) раствора соляной кислоты (плотность раствора r = 1,10 г/мл)?

34. Какой объем 0,2 молярного раствора серной кислоты потребуется для нейтрализации гидроксида калия, содер­жа­щегося в 300 г 17%-ного (по массе) раствора?

35. Сколько граммов раствора с массовой долей нитрата серебра 2% потребуется для взаимодействия с 30 мл 0,5 нормального раствора соляной кислоты?

36. Сколько миллилитров 0,5 нормального раствора соля­ной кислоты необходимо добавить к раствору нитрата серебра для получения 0,3 грамма осадка?

37. Сколько миллилитров 23%-ного (по массе) раствора аммиака (плот­ность раствора r = 0,916 г/мл) потре­бу­ется для взаимодействия с 250 мл 2 нормального раствора со­ля­ной кислоты?

38. Сколько литров 0,1 нормального раствора нитрата сереб­ра потребуется для взаимодействия с 0,5 л 0,3 нормального раствора хлорида алюминия?

39. Какой объем 0,25 нормального раствора серной кис­ло­ты потребуется добавить к раствору карбоната натрия, чтобы выделилось 8 л диоксида углерода (н.у.)?

40. Сколько граммов 5%-ного раствора нитрата серебра потребуется для взаимодействия со 120 мл 0,5 нор­маль­ного раствора хлорида магния?

Наши рекомендации