Способы выражения концентрации растворов

Концентрация раствораопределяется массой или количеством растворенного вещества, содержащегося в определенном объеме или массе раствора (растворителя).

Массовая доля растворенного вещества (ω)равна отношению массы растворенного вещества к массе раствора. Массовая доля – это безразмерная величина, ее выражают в долях единицы или в процентах.

ω = ∙

Для расчета массы раствора могут использоваться формулы:

m(раствора) = m(вещества) + m(растворителя)

m(раствора) = V_{раствора} · ρ_{раствора}

Молярная концентрация растворенного вещества (С)равна отношению количества вещества (ν_{раств. вещ.}) к объему раствора (V), единица измерения – моль/л.

C = ν / V =

Задание 1. Определите молярную концентрацию раствора бромида натрия, если массовая доля соли в этом растворе равна 10%, а плотность раствора 1,1 г/мл.

Дано:

ω = 10% = 0,1

ρ = 1,1 г/мл

V_р-ра = 1 л

Найти

С -?

Решение.

Объем раствора равный 1 л выбран произвольно, так как характеристика раствора (плотность,

концентрация) не зависят от величины выбранного образца.

1) m_р-ра = V· ρ = 1000 мл · 1,1 г/мл = 1100 г

2) m_в-ва = ω · m_р-ра = 0,1 · 1100 г = 110 г

3) M(NaBr) = 103 г/моль

4) ν(NaBr) = m_в-ва / М = 110 г : 103 г/моль = 1,07 моль

5) С = ν / V = 1,07 моль / 1 л = 1,07 моль/л

Ответ: С = 1,07 моль/л\

Электролиты– это вещества, растворы или расплавы которых проводят электрический ток. Это, как правило, соли, кислоты, щелочи, т.е. вещества ионного строения.

Электролитическая диссоциация - это процесс распада электролитов на ионы под действием полярных молекул растворителя (чаще всего воды).

Кислоты– электролиты, при диссоциации которых образуются катионы водорода Н⁺.

HNO₃ = H⁺ + NO₃^-

Щелочи – электролиты, при диссоциации которых образуются гидроксид – анионы ОН^-

NaOH = Na⁺ + OH^-

Соли –электролиты, при диссоциации которых образуются катионы металлов и анионы кислотных остатков.

Na₂SO₄ = 2 Na⁺ + SO₄^2-

Кислые соли -хорошо растворимые электролиты, они диссоциируют ступенчато (аналогично многоосновным кислотам)

Ca(HSO₄ )₂= Ca²⁺ + 2HSO₄^-HSO₄^- = H⁺ + SO₄^2-

Основные соли – малорастворимые вещества. Эти электролиты диссоциируют только по первой ступени.

ВaOHNO₃ = BaOH⁺ + NO₃^-

При составлении уравнений ионного обмена (реакции, протекающие между растворами веществ) следует учитывать, что сильные электролиты в растворе присутствуют в виде ионов, а не молекулярных или ионных соединений. Сильные электролиты в ионно-молекулярных уравнениях записываются в виде ионов, а слабые электролиты – в виде молекул

Сильные электролиты:

• растворимые соли
• кислоты HClO₄, H₂SO₄, HNO₃, HMnO₄, H₂CrO₄, HCl, HBr, HI
• растворимые в воде основания щелочных и щелочноземельных металлов (Са(ОН)₂ хотя и малорастворимое соединение)

Задание 2. Составить ионно - молекулярное уравнение взаимодействия раствора хлорида меди (II) с раствором сероводородной кислоты.

CuCl₂ + H₂S = CuS + 2 HCl

Соль СuCl₂ растворима в воде, это сильный электролит, записываем ее в виде ионов.

Кислота H₂S– слабый электролит, следовательно, запишем ее в виде молекулы.

CuS – нерастворимая соль (осадок), запишем в виде молекулы.

HCl – сильная кислота, запишем в виде ионов.

Составим полное ионно-молекулярное уравнение.

Cu²⁺ + 2 Cl ^- + H₂S = CuS ↓ + 2H⁺ + 2 Cl ^-

Так как ионы хлора в ходе реакции не изменились (по 2 иона в левой и в правой части уравнения), их можно как участников химического превращения не рассматривать (сократить). Составим сокращенное ионно-молекулярное равнение.

Cu²⁺ + H₂S = CuS ↓ + 2 H⁺

Реакции ионного обмена протекают до конца (реакции практически осуществимы), если выполняется хотя бы одно из условий: образование осадка, выделение газа, образование слабого электролита (например, воды). Другими словами, одно из веществ должно быть выведено из среды раствора.

Задание 3. Осуществите превращение по схемам:

а) FeCl₃ à Fe(OH)₃ б) Na₂SO₄ à NaCl

а) В данном случае исходное вещество растворимо в воде (сильный электролит), а продукт реакции – нерастворимое вещество. При этом условии уже учтено выполнения одного из условий протекания реакции обмена до конца. Единственная задача – подобрать правильно второе исходное вещество. Оно должно содержать гидроксид-ион ОН^-, второе условие – вещество должно быть растворимым. Следовательно, к FeCl₃необходимо прибавить раствор щелочи (NaOH, KOH, Ba(OH)₂ и т.д.)

FeCl₃ + 3 NaOH = Fe(OH)₃ ↓ + 3 NaCl

Fe³⁺ + 3 OH^- = Fe(OH)₃ ↓

б) Оба вещества, исходное и полученное, растворимы в воде. Следовательно, при подборе реагента необходимо учитывать следующие требования: вещество должно быть растворимо в воде (соли реагируют по реакциям обмена с растворимыми кислотами, основаниями, солями); второй продукт реакции должен образоваться в виде осадка, газообразного вещества или воды, иначе реакция не пройдет до конца, т.е. не будет практически осуществимой.

По условию в виде осадка придется получать вещество, содержащие анионы SO₄^2-, это могут быть BaSO₄, PbSO₄, CaSO₄, Ag₂SO₄. Следовательно, в левую часть уравнения необходимо ввести растворимое соединение, содержащие катионы Ba²⁺, Pb²⁺, Ca²⁺, Ag⁺ и анионы Сl^-. Соединения AgClи PbCl₂ не растворимы. Можно в качестве реагента использовать соли BaCl₂или СaCl₂.

Na₂SO₄ + BaCl₂ = 2 NaCl + BaSO₄ ↓

SO₄^2- + Ba²⁺ = BaSO₄ ↓