Определение моляльной концентрации раствора

1. Найдем массу Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru приходящуюся на 1000г Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Т.к. раствор имеет ω Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru = 4,0%, то:

На 4 г Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru приходится (100-4) г Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

xr Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru -----‘’----- 1000г Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

2. Рассчитаем число моль Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru , приходящихся на 1000г Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

1 моль Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru – 160 г

y моль Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru – 41,67 г

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Таким образом, моляльная концентрация раствора Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru = 0,26 моль/кг Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Определение молярной концентрации раствора

1. Найдем массу литра раствора с ω Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru =4%

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

2. Найдем массу Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru содержащуюся в 1л раствора с ω Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru =4%:

в 100г раствора – 4 г Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

в 1040г раствора – х г Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

3. Найдем число моль Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru содержащихся в 1л раствора:

1 моль Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru -160г

Y моль Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru - 41,6г

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Определение титра раствора

1. Зная, что в 1л (1000мл) раствора с ω Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru =4% содержится 41,6г Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru (см. выше), определим:

41,6г Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru – 1000мл раствора

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru - 1мл раствора

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Пример 3.2. Какой объем раствора KOH с ω(KOH)=5%, плотность которого 1,04г/мл, требуется для реакции полного осаждения Fe из 50мл раствора с ω Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru .

Решение.

1. Определим массу Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru , содержащуюся в 50 мл 10%-го раствора:

в 100г раствора содержится 10г Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

в (50-1,09)г раствора ----‘’---- mr Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

m( Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

2. По уравнения реакции:

3KOH + Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru = Fe Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

3,56г-162,5г

Вычисляем массу KOH, требуемую для реакции с содержащимися в растворе Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

162,5г Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru , взаимодействует с 168 г KOH

5,45г Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru -----‘’----- m г KOH

m( Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

3. По массе KOH, концентрации раствора и плотности его вычисляем объем раствора KOH

в 100г 5%-го раствора KOH - 5г KOH

в Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru г -----‘’----- - 5,64 г KOH

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Пример 3.3. Для нейтрализации 70мл раствора соляной кислоты потребовалось 200мл 0,3H раствора NaOH. Какова молярная концентрация эквивалентов HCl?

Решение.Эту задачу следует решать, используя соотношение:

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Из которого получаем:

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Следовательно, раствор соляной кислоты 0,86 H.

Примечание. Молекулярную концентрацию эквивалентов вещества необходимо рассматривать применительно к реакциям. Так, например, при полной нейтрализации серной кислоты едким натром:

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Число эквивалентности Z( Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru =2;

эквивалент Э( Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

следовательно, в данном случае 1H раствором Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru будет раствор, в литре которого содержится 49г Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Для реакции частичной нейтрализации и непонятного обмена эквивалентов Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru будет определятся реакцией:

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Поэтому в этом случае 1H раствором Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru будет раствор, в титре которого содержится 98г Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Пример 3.4. Рассчитайте молярную концентрацию эквивалентов растворенного вещества следующих растворах: 0,2М р-р Al Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru 0,6Mp-p Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru 0,7Mp-p Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru принимая максимальное значение числа эквивалентности.

Решение. Воспользоваться отношением: Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru .

Чтобы перейти от молярной концентрации вещества к молярной концентрации эквивалентов, нужно молярную концентрацию С(В) умножить на число эквивалентности Z(B).

При обратном переходе молярную концентрацию эквивалентов необходимо разделить на число эквивалентности Z(B).

Для электролитов 1:1 (NaCl, KOH, HI и др.) молярная концентрация вещества равна молярной концентрации эквивалентов вещества, т.к. Z(B)=1.

Для сложных электролитов (Al Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru ; Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru ; Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru и др.) молярная концентрация эквивалентов Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru больше, чем молярная концентрация вещества В, т.к. Z(B)>1.

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Пример 3.5. Приготовить 70мл раствора с ω( Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru путем смешения раствора ω( Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru и ω( Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru .

Решение. Задачу удобней решать по правилу смешения (правилу креста), согласно которому массы смешиваемых растворов обратно пропорциональны разностям концентраций смеси и отдельных е компонентов.

1. Записываем друг под другом массовые доли некоторых растворов, а правее между ними массовую долю раствора, который необходимо приготовить. Затем из большей массовой доли вычитаем заданную и записываем результат справа снизу; из заданной массовой доли вычитаем наименьшую и записываем результат справа вверху

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru 82 29

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru 63

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru 34 Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Число 29 и 19 показывают, в каком массовом отношении надо взять растворы ω( Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru в ω( Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru соответственно. Т.е. для приготовления 48г, раствора серной кислоты с ω( Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru необходимо смешать 29г раствора с ω( Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru и 19г раствора с ω( Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

2. Определим массу раствора серной кислоты ω( Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru :

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru = 1,535*70=107,45г.

3. Определим массу в объем раствора с Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru необходимые для искомого раствора.

Для приготовленных 48г 83%-го р-ра необходимо взять 29г 82%-го р-ра

107,45 ----‘’---- x г

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

2. Определим массу и объем раствора с ω( Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru необходимого для приготовления искомого раствора:

Для приготовления 48г 63%-го р-ра – 19г 34%-го р-ра

107,45 ----‘’---- y г

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Таким образом для приготовления 70 мл раствора с ω( Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru нужно смешать 37,0 мл 82%-го и 33,9 мл 34%-го растворов.

Пример 3.6. Сколько граммов кристаллогидрата Cu Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru и раствора с ω(Cu Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru нужно взять для приготовления 580г растворе веществ меди с ω(Cu Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru .

Решение. Сложность этого примера состоит в том, что кристаллогидрат содержит воду, которая добавляется при приготовлении раствора к воде взятой в качестве растворителя. Имеется несколько способов решения. Приведем один из них.

Кристаллогидрат Cu Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru можно рассматривать как твердый водный раствор. Определим Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru в кристаллогидрате.

Cu Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru Cu Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

M = 200 г/моль М=182 г/моль

В 200г Cu Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru содержится 182г Cu Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

В 100г -----‘’----- xг

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru т.е. кристаллогидрат представляет собой раствор с Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru =91%.

Теперь сформулируем исходное условие следующим образом: необходимо приготовить 580г раствора ацетата меди с ω(Cu Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru из растворов с Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru =91% и Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru (Cu Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru . Найдем их массы, используя правило смешения.

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru 91 22

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru 25

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru 3 Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Из схемы видно, что для приготовления 88г (22+66) раствора ацетата меди с ω(Cu Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru нужно в 66г раствора с Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru (Cu Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru растворить 22г кристаллогидрата меди, а для приготовления 580г 25% раствора массы смешиваемых компонентов определяются из пропорции:

88г 25% р-раCu Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru – 66г 3%-го р-ра

580г -----‘’-----‘’ Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru г

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru = 435г р-раCu Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru с Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru (Cu Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru .

Аналогично найдем массу кристаллогидрата:

для приготовления 88г 25% р-раCu Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru – 22г Cu Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

580г -----‘’-----‘’ Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru г

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru = 145г Cu Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru .

Пример 3.7. Определить коэффициент растворимости К (масса растворенного вещества (В) в г, приходящаяся на 100г растворителя) и массовую долю растворенного вещества ω(В) в %, если в 84,68 насыщенного раствора содержится 14,56г растворенного вещества

Решение.

1. Определяем ω(В) в %

в 84,68г раствора содержится 14,56г вещества

в 100г -----‘’----- ω(B)

ω(В) = Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru = 17,2г, т.е. Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru = 17,2%,

Пример 3.8. Масса раствора, насыщенного при 343К, равна 401,11г масса воды в этом растворе на 21,11г больше массы соли. Сколько грамм соли выделится из этого раствора, если его охладить до 293К. Какова массовая доля соли в растворе до и после охлаждения, если в 100г воды при 293К растворяется 65,5г соли?

Решение.Массу соли принимаем за m(B). Тогда масса соли равна (m(B)+21,11), а их сумма: m(B)+(m(B)+21,11) =401,11г представляет собой массу раствора. Решаем полученное уравнение относительно m(B): 2m(B)=401,11-21,11=380г; m(B)=190г, следовательно, в 401,11г насыщенного при 343К раствора содержится 190г соли и 211,11г воды. При охлаждении раствора до 293К масса воды не изменяется.

По условию в 100г воды растворяется 65,5 г соли,

В 211,11 ----‘’---- x г

x = Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Тогда при охлаждении из раствора выделяется (190,00-137,22) =52,78г соли. Массовая доля соли в растворе при 343К определяется из пропорции:

в 401,11г раствора содержится 190г соли

в 100г ----‘’---- Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru г

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Масса раствора при понижении температуры до 293 уменьшится на 52,78 и будет 401,11-52.78=348,33г.

Массовая доля соли в растворе при 293К вычисляется из пропорции:

в 348,33г раствора содержится 137,22г соли

в 100г ----‘’---- Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Пример 3.9.При выпаривании 1 кг раствора с массовой долей NaOH=16% удалено 100г воды. Какова массовая доля, %, NaOHв растворе после выпаривания?

Решение. В 1 кг раствора с ω(NaOH)=16% содержится 160г едкого титра. После выпаривания 100г воды из раствора масса его стала 900г (104-100), а масса NaOH осталась прежней, т.е. 160г. Найдем концентрацию раствора после выпаривания воды.

В 900г раствора содержится 160г NaOH

В 100г ----‘’---- x

X= Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru ω (NaOH)=17,78 %.

Пример 3.10.При температуре 293К и давлении Р-760мм Hg в 100г воды растворяется 71л аммиака. Определить моляльную концентрацию в массовую долю аммиака, %, в растворе.

Решение.

1. Поскольку объем аммиака зафиксирован при Т=293К, необходимо привести его к нормальным условиям, используя соотношение Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru = const:

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

2. В соответствии с законом Авогадро:

22,4л (н.у.) – 1 моль Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

66,15 - x моль

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

3. 2,95 моль аммиака имеют массу 2,95*17=50,2г, масса полученного по условию раствора составит 100+50.2=150,2г. Теперь моляльную и процентную концентрацию раствора аммиака рассчитывают на основе следующих пропорций:

На 100г воды в растворе приходится 2,95 моль Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

На 1000г ----‘’---- x моль Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

В 150,2г раствора содержится 50,2г Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

В 100г ----‘’---- x г

Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru

ω ( Определение моляльной концентрации раствора - student2.ru )=33,4%

Наши рекомендации