Приклади рішення задач на приготування розчинів

Приклад 1. Скільки мілілітрів 96%-го розчину H₂SO₄ (r = 1,84 г/мл) необхідно для приготування 1л 0,25 н. розчину.

Розвʼязання:

1. m(Н₂SO₄) у заданому розчині - ?

М_Е(H₂SO₄ ) = М/2 = 49 г/моль; m(H₂SO₄) = 0,25·49 = 12,25 г.

2. m_р-ну - ? (масу вихідного розчину, необхідну для виготовлення 1 л 0,25 н. розчину)

100г концентрованого розчину – 96 г H₂SO₄;

Х г - 12,25 г H₂SO_4.

Х = 100·12,25/96 = 12,76 г.

3.V_р-н (об’єм вихідного розчину) - ?

V_р-н = ; V = 12,76/1,84 = 6,94 мл.

Відповідь: для приготування 1 л 0,25 н. розчину H₂SO₄ необхідно взяти 6,94 мл 96%-го розчину H₂SO₄ і довести об’єм розчину до 1 л водою.

Приклад 2. Знайти маси води і мідного купоросу CuSO₄·5H₂O, необхідні для приготування одного літра розчину, що містить 8% (мас.) безводної солі. Густина 8%-го розчину CuSO₄ дорівнює 1,084 г/мл.

Розв’язання:

1. Маса 1 л розчину (m_р-ну) - ?

m_р-ну = V·r = 1000·1,084 = 1084 г.

2. m(CuSO₄ ) - ?

У цьому розчині міститься 8% безводної солі, m(СuSO₄) = 1084·0,08 = 86,7г.

3. m(CuSO₄· 5H₂O ) - ?

М(CuSO₄· 5H₂O) = 249,7 г/моль; М(CuSO₄ ) = 159,6 г/моль.

Масу CuSO₄ ·5H₂O визначаємо з пропорції:

249,7г CuSO₄· 5H₂O містять 159,6 г CuSO₄,

Х г - 86,7 гCuSO₄

Х = (249,7·86,7)/159,6 = 135,6 г.

4. m(H₂O ) - ?

Необхідна кількість води для розчину складає: 1084 – 135,6 = 948,4 г.

Відповідь: m(CuSO₄· 5H₂O ) = 135,6 г, m(H₂O) = 948,4 г.

Приклад 3. Які обʼєми 2 М та 6 М розчинів НСІ треба взяти, щоб отримати 500 мл 3 М розчину. Зміною обʼєму при розчиненні нехтувати.

Розвʼязання:

Складемо матеріальні баланси обʼємів розчинів та кількостей молів розчиненої речовини. Позначимо V₁ – обʼєм 2 М розчину, кількість молів кислоти в ньому 2V₁; V₂ – обʼєм 6 М розчину, кількість молів кислоти в ньому 6V₂; тоді:

V₁ + V₂ = 0,5

2V₁+ 6V₂ = 3^.0,5 = 1,5.

С цієї системи двох рівнять визначимо V₁ та V₂ :

V₁ = 0,5 – V₂ . 2(0,5 – V₂) + 6V₂ = 1,5. V₂ = 0,125 л; V₁ =0,5 –0,125 = 0,375 л.

Відповідь: V₂ = 0,125 л; V₁ = 0,375 л.

Приклади рішення задач на перерахунок концентрацій

Приклад 4. Визначити нормальність, молярність та титр 15 %-го розчину H₂SO₄ (r =1,1 г/мл).

Розвʼязання:

1. m_р-н - ?

m_р-н = V·r = 1000 · 1,1 = 1100 г.

2. m(Н₂SO₄), що міститься у 1 л розчину - ?

100 г розчину містять 15г H₂SO₄

1100 г – Х г H₂SO₄

Х = (1100·15) /100 = 165 г

3. С_М (H₂SO₄ ) – ?

М(H₂SO₄ ) = 98 г/моль; С_М(H₂SO₄ ) = = 165/98 = 1,68 моль/л.

4. С_н(H₂SO₄ ) – ?

М_Е(H₂SO₄ ) = М(H₂SO₄ )/2 = 49 г/моль; С_н(H₂SO₄ ) = = 165/49 = 3,37 н.

5. Т(H₂SO₄ ) – ?

Т(H₂SO₄ ) = m(Н₂SO₄)/1000 = 165:1000 = 0,165 г/см³.

Відповідь: С_М (H₂SO₄ ) = 1,68 моль/л, С_н(H₂SO₄ ) = 3,37 н, Т(H₂SO₄ ) =0,165 г/см³.

Приклад 5. Обчислити масову частку та мольну частку розчиненоi речовини, молярну та моляльну концентрації розчину, одержаного розчиненням глюкози масою 5 г у водi обʼємом 95 см³. Густина одержаного розчину дорiвнюе 1,018 г/см³.

Розвʼязання

1. w(С₆Н₁₂О₆) −?

r(Н₂О) = 1г/см³, m(Н₂О) = 95 г.

w(глюкози) = 5:(5 + 95) = 0, 05 = 5 % = 50 ‰ = 50000 ppm.

2. χ(С₆Н₁₂О₆) − ?

χ(С₆Н₁₂О₆) = ν(С₆Н₁₂О₆)/ ν(С₆Н₁₂О₆) + ν(Н₂О);

ν(С₆Н₁₂О₆) = m(С₆Н₁₂О₆)/M(С₆Н₁₂О₆) = 5:180 = 0,027 моль;

ν(Н₂О) = m(Н₂О)/M(Н₂О) = 95:18 = 5, 28 моль;

χ(С₆Н₁₂О₆) = 0,027/0,027 + 5,98 = 0,0051.

3.С_М(С₆Н₁₂О₆) − ?

V(р-ну) = m/ρ = 100 г/1,018г/см³ = 98,23 см³.

С_М(С₆Н₁₂О₆) = ν(С₆Н₁₂О₆)×1000/ V(р-ну) = 0,027×1000:98,23 = 0,275 моль/дм³.

4.С_m(С₆Н₁₂О₆) − ?

С_m(С₆Н₁₂О₆) = ν(С₆Н₁₂О₆)× = 0,29 моль/кг.

Відповідь: w(С₆Н₁₂О₆) = 5 %, χ(С₆Н₁₂О₆) = 0,0051, С_М(С₆Н₁₂О₆) = 0,275 моль/дм³, С_m(С₆Н₁₂О₆) = 0,29 моль/кг.

За електричною провідністю розчини розподіляють на два види: розчини неелектролітів, що не проводять електричний струм та розчини електролітів, які проводять електричний струм. В технічній літературі часто замість терміну “розчин електроліту” використовується термін “електроліт”.

Розбавлені розчини неелектролітів.

Закони ідеальних розчинів

Розчини, утворення яких не супровождується зміною обʼєму системи, а також тепловими ефектами (DН = 0, DV = 0) називають ідеальними.

Властивості ідеальних розчинів, подібно до властивостей сумішей ідеальних газів, не залежать від природи розчиненої речовини, а визначаються лише концентрацією. До моделі ідеального розчину наближаються дуже розбавлені розчини неелектролітів (розбавлений розчин глюкози у воді, розчин нафталіну у бензолі, тощо) та розчини близьких за хімічними та фізичними властивостями неполярних речовин (розчин толуола у бензолі, розчин пропанола у етанолі). Властивості розчинів, які не залежать від природи розчиненої речовини, а визначаются кількостю частинок у розчині, називають колігативними. Ідеальні розчини мають чотири колігативні властивості.

Тоноскопічний закон Рауля

Тиск насиченої пари – це тиск, при якому (при певній температурі) досягається динамічна рівновага, коли швидкість випаровування рідини дорівнює швидкості конденсації пари над рідиною. Якщо розчинити нелеткий компонент у розчин-нику, тиск насиченої пари розчинника зменшиться, із-за зменшення концентрації розчинника у розчині.

Зниження тиску пари над розчином пропорціонально мольній частці розчиненої речовини.

D Р = Р₁⁰ – Р₁ = Р₁⁰ c(2)

де c(2) – мольна частка нелеткого розчиненного компонента.