Количественного состава растворов

1. Дайте определение понятия «раствор» и приведите примеры растворов в разных агрегатных состояниях. Объясните сущность процессов растворения твердых, жидких и газообразных веществ в воде с точки зрения молекулярно-кинетических представлений.

a) Газообразный оксид серы(VI) объемом 112 дм³ (н. у.) растворили в воде объемом 1 дм³. Определите массовую долю, массовую концентрацию, молярную концентрацию и моляльность растворенного вещества в образовавшемся растворе, если плотность раствора равна 1,26 г/см³.

б) Вычислите молярную и эквивалентную концентрации ортофосфорной кислоты, если ее массовая доля в растворе составляет 40 %, а плотность этого раствора равна 1,254 г/см³.

2. Что представляет собой коэффициент (константа) растворимости вещества и каковы его единицы? Какие факторы и как влияют на растворимость твердых, жидких и газообразных веществ в воде?

a) Рассчитайте молярную концентрацию и моляльность щелочи в растворе, если массовая доля гидроксида натрия составляет 18 %, а плотность раствора равна 1,203 г/см³.

б) Рассчитайте объем раствора с массовой долей серной кислоты, равной 96 % (плотность раствора – 1,84 г/см³), необходимый для приготовления нового раствора объемом 3 дм³ с эквивалентной концентрацией кислоты, составляющей 0,4 моль/дм³. Чему равна массовая концентрация кислоты в приготовленном растворе?

3. Перечислите основные способы выражения количественного состава растворов и соответствующие им единицы размерности.

a) В растворе объемом 1 дм³ содержится азотная кислота массой 224 г. Рассчитайте эквивалентную и массовую концентрации, моляльность кислоты в данном растворе, если его плотность равна 1,12 г/см³.

б) Насыщенный при 60 °С раствор нитрата калия массой 1100 г охладили до температуры 25 °С, в результате чего выделился осадок безводной соли. Рассчитайте его массу, если коэффициенты растворимости нитрата калия при 60 °С и 25 °C равны, соответственно, 110,2 и 37,9 г на 100 г воды.

4. Что представляет собой массовая доля растворенного вещества в растворе? Как влияют температура и давление на растворимость газов в воде?

a) К воде объемом 500 см³ добавили раствор объемом 400 см³ с массовой долей серной кислоты, равной 70 % (плотность раствора – 1,61 г/см³). Рассчитайте массовую долю, эквивалентную концентрацию и моляльность кислоты в приготовленном растворе, если его плотность равна 1,30 г/см³.

б) Определите эквивалентную и массовую концентрации гидроксида бария в растворе, если его массовая доля составляет 18 %, а плотность раствора равна 1,203 г/см³.

5. Что представляет собой и как выражается молярная концентрация вещества в растворе? Чем отличаются растворы от механических смесей и от химических соединений? Приведите соответствующие примеры.

a) Массовая доля хлороводорода в растворе равна 36,5 % (плотность раствора – 1,185 г/см³). Рассчитайте молярную и эквивалентную концентрации, а также моляльность растворенного вещества в данном растворе.

б) Пентагидрат сульфата меди(II) массой 25 г растворили в воде объемом 150 см³. Рассчитайте массовую долю, массовую и молярную концентрации соли в приготовленном растворе, если его плотность раствора составляет 1,10 г/см³.

6. Что характеризует и как выражается молярная концентрация эквивалента (эквивалентная концентрация) растворенного вещества? Какова связь между эквивалентной и молярной концентрациями вещества в одном и том же растворе? Приведите соответствующие примеры.

a) К раствору объемом 200 см³ с массовой долей нитрата кальция, равной 20 % (плотность раствора – 1,16 г/см³) добавили раствор объемом 500 см³ с массовой долей того же вещества, составляющей 30 % (плотность раствора – 1,26 г/см³). Рассчитайте эквивалентную и массовую концентрации соли в приготовленном растворе, если его плотность равна 1,24 г/см³.

б) В воде объемом 1 дм³ растворили хлороводород объемом 125 дм³. Рассчитайте массовую долю и массовую концентрацию растворенного вещества в приготовленном растворе, если плотность раствора равна 1,09 г/см³.

7. Справедливо ли утверждение, что объем жидкого раствора всегда равен сумме объемов растворителя и растворяемого вещества? Чем это можно объяснить? Какие растворы называются насыщенными и пересыщенными? Как можно приготовить такие растворы и каковы их свойства?

a) Для нейтрализации раствора объемом 8 см³ с эквивалентной концентрацией гидроксида натрия, равной 0,5 моль/дм³, был использован раствор серной кислоты объемом 20 см³. Рассчитайте эквивалентную, молярную и массовую концентрации кислоты в данном растворе.

б) Рассчитайте объем хлороводорода (н. у.), который нужно растворить в воде объемом 1 дм³ для получения раствора с массовой долей растворенного вещества, равной 36 %. Чему равны молярная и массовая концентрации кислоты в данном растворе, если его плотность составляет 1,18 г/см³.

8. Какая зависимость существует между объемами растворов и эквивалентными концентрациями реагирующих веществ? Что характеризует и как выражается моляльность растворенного вещества?

a) При охлаждении раствора массой 10 кг с массовой долей соли, равной 55 %, выделился ее осадок массой 1820 г. Рассчитайте массовую долю и массовую концентрацию соли в растворе над осадком, если плотность этого раствора равна 1,22 г/см³.

б) В образце технической кристаллической соды массовая доля декагидрата карбоната натрия составляет 90 %. Рассчитайте, какова масса такой соды необходима для приготовления раствора объемом 10 дм³ с эквивалентной концентрацией карбоната натрия, равной 0,5 моль/дм³.

9. Какова зависимость коэффициентов растворимости солей от температуры? Приведите примеры. Почему растворение одних веществ сопровождается выделением теплоты, а других – ее поглощением?

a) Насыщенный при 90 °С раствор хлората калия массой 7 кг охладили до 10 °С. Рассчитайте массу образовавшегося при этом осадка безводной соли, если коэффициенты ее растворимости при указанных температурах равны, соответственно, 46,1 и 5,2 г на 100 г воды.

б) Массовая доля серной кислоты в растворе равна 55 % (плотность раствора – 1,44 г/см³). Рассчитайте молярную, эквивалентную и массовую концентрации кислоты в данном растворе.

0. Что представляют собой сольваты, гидраты и кристаллогидраты? Приведите примеры.

a) К раствору ортофосфорной кислоты объемом 100 см³ добавили раствор объемом 300 см³ с эквивалентной концентрацией гидроксида калия, равной 0,3 моль/дм³. Рассчитайте молярную концентрацию кислоты в исходном растворе, если в результате реакции образовалась средняя соль.

б) Рассчитайте объем раствора серной кислоты с массовой ее долей, равной 60 % (плотность раствора – 1,50 г/см³), необходимый для приготовления нового раствора объемом 1,5 дм³ с эквивалентной концентрацией кислоты, составляющей 2,5 моль/дм³. Чему равна массовая концентрация кислоты в приготовленном растворе?

Т е м а VII