Алгоритм решения задач на приготовление раствора из кристаллогидрата
Задача
Определить массу кристаллогидрата Na2CO3∙ 10H2O и воды, которые необходимо взять для приготовления раствора массой 540 г. с массовой долей карбоната натрия 15%.
1. Запишите условие задачи с помощью общепринятых обозначений.
Дано:
m р-ра = 540г
ω (Na2CO3) = 30%
m (Na2CO3∙ 10H2O) = ?
m(Н2О) = ?
Решение:
1. Определите массу карбоната натрия Na2CO3, содержащегося в 540 г. раствора
m в-ва = ω1· m р-ра /100%
m (Na2CO3) = 15% ∙ 540 г. /100% = 81 г.
2. Сделайте пересчет рассчитанной массы на кристаллогидрат. Для этого рассчитайте молярные массы Na2CO3 и Na2CO3∙ 10H2O
М (Na2CO3) = 106 г/моль
М (Na2CO3∙ 10H2O) = 286 г/моль
Отсюда по формуле m = n∙ M найдите массы Na2CO3 и Na2CO3∙ 10H2O, приняв количество вещества n равным 1 моль
m (Na2CO3) = 106 г.
m (Na2CO3∙ 10H2O) = 286 г.
3. Вычислите массу кристаллогидрата, составив отношение:
в 286 г. Na2CO3∙ 10H2O содержится 106 г. Na2CO3,
а в х г. Na2CO3∙ 10H2O ------------------ 81 г. Na2CO3
х = 286∙ 81/ 106 = 219 г. – масса Na2CO3∙ 10H2O, необходимая для приготовления раствора.
4. Вычислите массу воды:
m(Н2О) = m р-ра – m в-ва
m(Н2О) = 540 – 219 = 321 г.
5. Запишите ответ:
Ответ: для приготовления раствора потребуется 219 г. Na2CO3∙ 10H2O и 321 г. воды
Задачи для самостоятельного решения:
1. Раствор Люголя, применяющийся в ЛОР-практике для смазывания слизистой оболочки полости рта и горла, содержит 17 мл воды, 1 г йода и 2 г йодида калия. Рассчитайте массовые доли йода и иодида калия в растворе Люголя.
2. Для смазывания десен приготовлен раствор из 5 мл 30%-ного раствора Н2О2 и 15 мл дистиллированной воды. Рассчитайте массовую долю Н2О2 в полученном растворе. (Плотность раствора принять равной 1 г/мл)
3. В медицинской практике применяют водные растворы перманганата калия разной концентрации. Рассчитайте массу KМnO4 и объем воды, необходимые для приготовления 100г. 3%-ного раствора перманганата калия.
4. Какие массы соли и воды необходимо взять для приготовления 500 г 0,9% -ного раствора NaCl? Такой раствор называется физиологическим и широко используется в медицинской практике.
5. В медицине применяется 5%-ный спиртовой раствор йода для обработки ран, ссадин, операционного поля. Какой объем 5%-ного спиртового раствора йода можно приготовить из 10 г кристаллического йода? Плотность раствора 0,950 г/мл.
6. При ожогах щелочами пораженный участок кожи в течение 10-15 минут обмывают водой, а затем нейтрализуют раствором с массовой долей уксусной кислоты 2%. Какая масса уксусной эссенции с массовой долей кислоты 60% необходима для приготовления 2%-ного раствора массой 600 г?
7. При ожоге кожи кислотой, для нейтрализации применяют 3%-ный раствор гидрокарбоната натрия. Сколько граммов раствора, содержащего 25 % этой соли и воды понадобится для приготовления 100 г 3%-ного раствора.
8. При некоторых аллергических заболеваниях взрослым назначают раствор с массовой долей хлорида кальция CaCl2 10%, детям – с массовой долей CaCl2 – 5%. Рассчитайте массу 10 %-ного и 2%-ного растворов CaCl2, которые необходимы для приготовления 400 г 5%-ного раствора CaCl2.
9. Из 400 г 50% раствора серной кислоты выпариванием удалили 100 г воды. Чему равна массовая доля H2SO4 в оставшемся растворе?
10. К 500 мл 30% раствора азотной кислоты (плотность 1,20 г/мл) прибавили 1 л воды. Чему равна массовая доля HNO3 в полученном растворе?
Порядок выполнения задания: решение упражнений на смещение химического равновесия.
Задача (пример)
Укажите, как повлияет:
а) повышение давления;
б) повышение температуры;
в) увеличение концентрации кислорода на равновесие системы:
2CO (г) + O2 (г) ↔ 2CO2 (г) + Q
Решение:
а) Изменение давления смещает равновесие реакций с участием газообразных веществ (г). Определим объёмы газообразных веществ до и после реакции по стехиометрическим коэффициентам:
По принципу Ле Шателье, при увеличении давления, равновесие смещается в сторону образования веществ, занимающих меньший объём, следовательно равновесие сместится вправо, т.е. в сторону образования СО2, в сторону прямой реакции (→).
б) По принципу Ле Шателье, при повышении температуры, равновесие смещается в сторону эндотермической реакции (-Q), т.е. в сторону обратной реакции – реакции разложения СО2 (←), т.к. по закону сохранения энергии:
Q - 2CO (г) + O2 (г) ↔ 2CO2 (г) + Q
в) При увеличении концентрации кислорода равновесие системы смещается в сторону получения СО2 (→) т.к. увеличение концентрации реагентов (жидких или газообразных) смещает в сторону продуктов, т.е. в сторону прямой реакции.
Задача для самостоятельного решения:
Укажите, как повлияет:
а) повышение давления;
б) повышение температуры;
в) увеличение концентрации исходных веществ на равновесие систем:
2SO2(г) + О2(г) ↔ 2SO3(г)
Н2(г) + I2(г) ↔ 2НI(г)
2NO2(г) ↔ 2NO(г) + О2(г)
Fe2O3(тв) + 3Н2(г) ↔ 2Fe(тв) + 3Н2О(г)
Самостоятельная работа № 2