Как найти концентрацию вещества: Приёмная кампания | Амурская государственная медицинская академия Мини - Управленческое образование

Содержание

Формулы для пересчета концентраций растворов

В приводимой ниже таблице приняты следующие обозначения:

М — мольная масса растворенного вещества, г/моль; Э — эквивалентная масса растворенного вещества, г/моль; р — плотность раствора, г/мл.

* Дли жидкостей может применяться величина Pv, % (об.) —число миллилитров растворенной жидкости в 100 мл раствора.

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРОВ

Для приготовления определенного количества раствора какого-либо вещества заданной концентрации исходят из следующих данных: а) из количества чистого вещества и растворителя; б) из количества раствора данного вещества с более высокой концентрацией, чем заданная, и количества чистого растворителя или в) из количества двух растворов того же вещества, один из которых имеет концентрацию больше нужной, а другой — меньше.

Растворение вещества в воде

Пусть требуется приготовить А граммов раствора концентрации P [в % (масс.) ]. Тогда:

(I)
(2)

где х— необходимая масса растворяемого вещества, г; b—необходимая масса воды, г.

Если нужно приготовить определенный объем V раствора (в мл) концентрации Р, находят по таблицам плотность р (в г/см3) раствора данного вещества требуемой концентрации. Поскольку А = Vp, формула (1) будет иметь вид:

(3)

В тех случаях, когда растворяемое вещество представляет собой кристаллогидрат, т. е. содержит кристаллизационную воду, для расчета необходимого его количества используют формулу:

(4)
(5)

где х— необходимая масса кристаллогидрата, г; M1—мольная масса кристаллогидрата; М2—моль-мая масса вещества без кристаллизационной воды; b — необходимая масса воды, г.

Если нужно приготовить раствор объемом V (в мл) заданной нормальности N, вычисляют значение эквивалентной массы Э растворяемого вещества, после чего находят необходимую его навеску (в г) по формуле:

(6)

При приготовлении раствора заданной молярной концентрации применяют аналогичную формулу:

(7)

где М — молярная концентрация раствора; Мв — мольная масса растворяемого вещества; V — заданный объем раствора, мл.

Разбавление раствора водой

Пусть требуется приготовить раствор концентрации Р2 из имеющегося раствора с более высокой концентрацией Р1. Обозначим массу раствора до разбавления А1, а массу раствора после разбавления— А2. Тогда массу воды b (в г), необходимую для разбавления, находят по формуле (8) или (9) в зависимости от того, задано ли значение А\ или А2.

(8)

(9)
(10)

В тех случаях, когда известна не масса, а объем раствора, необходимо по таблицам найти плотности растворов данного вещества исходной и конечной концентраций — p1 и р2 соответственно. Тогда, если нужно приготовить раствор объемом V2 (в мл) концентрации Р2 [в % (масс.)], а концентрация исходного раствора равна P1 [(в % (масс.)], то объем исходного раствора вычисляется по формуле:

(11)

Объем воды (в мл) для разбавления: b = V2 — V1

Смешивание двух растворов различной концентрации

Пусть требуется приготовить раствор заданной концентрации из двух растворов того же вещества, один из которых имеет концентрацию больше нужной, а другой — меньше. Чтобы определить, в каких пропорциях следует смешивать растворы, пользуются «правилом креста», которое наглядно показано на следующем примере:

Смешиваемые растворы можно измерять в объемных или массовых частях в зависимости от того, в объемных или массовых процентах выражают концентрацию растворов.

«Правило креста» можно применять и в случаях разбавления раствора чистым растворителем. При этом концентрацию вещества в чистом растворителе считают равной нулю:

Для получения более концентрированного раствора растворением в нем дополнительного количества компонента твердое вещество условно считают раствором с концентрацией 100%:

К оглавлению

см. также

Как найти концентрацию вещества

Концентрация – величина, характеризующая содержание вещества в единице массы или объема смеси. Ее можно выразить различными способами. Различают следующие концентрации: массовая доля, мольная доля, объемная доля и молярная концентрация.

Массовая доля – это отношение массы вещества к массе раствора или смеси:w = m(в)/m(р-ра), где w – массовая доля, m(в) – масса вещества, m(р-ра) – масса раствора, илиw = m(в)/m(см), где m(см) – масса смеси. Выражается в долях единицы или процентах.
Дополнительные формулы, которые могут понадобиться для решения задач на массовую долю вещества:
1)m = V*p, где m – масса, V – объем, p – плотность.
2)m = n*M, где m – масса, n – количество вещества, M – молярная масса.

Мольная доля – это отношение числа молей вещества к числу молей всех веществ: q = n(в)/n(общ), где q – мольная доля, n(в) – количество определенного вещества, n(общ) – общее количество веществ.
Дополнительные формулы:
1)n = V/Vm, где n – количество вещества, V – объем, Vm – молярный объем(при нормальных условиях равен 22,4 л/моль).
2)n = N/Na, где n –количество вещества,N – число молекул, Na – постоянная Авогадро(является константой и равна 6,02*10 в 23 степени 1/моль).

Объемная доля – это отношение объема вещества к объему смеси: q = V(в)/V(см), где q – объемная доля, V(в) – объем вещества,V(см) – объем смеси.

Молярная концентрация – отношение количества данного вещества к объему смеси: Cm = n(в)/V(см), где Cm – молярная концентрация(моль/л), n – количество вещества(моль), V(см) – объем смеси(л). Решим задачу на молярную концентрацию. Определите молярную концентрацию раствора, полученного при растворении сульфата натрия массой 42,6 г в воде массой 300 г, если плотность полученного раствора равна 1,12 г/мл. Пишем формулу для вычисления молярной концентрации: Cm = n(Na2SO4)/V(см). Видим, что необходимо найти количество вещества натрия и объем раствора.
Рассчитываем: n(Na2SO4) = m(Na2SO4)/M(Na2SO4).
M(Na2SO4) = 23*2+32+16*4 = 142 г/моль.
n(Na2SO4)= 42,6/142 = 0,3 моль.
Ищем объем раствора: V = m/p
m = m(Na2SO4) + m(h3O) = 42,6 + 300 = 342,6 г.
V = 342,6/1,12 = 306 мл = 0,306 л.
Подставляем в общую формулу: Cm = 0,3/0,306 = 0,98 моль/л. Задача решена.

Молярность | Задача 1 — 3

Молярность (molarity) — способ выражения концентрации, показывающей количество растворенного вещества (п, моль) в единице объема раствора (1 литр). В отличие от массовой и мольной доли, молярность имеет единицы измерения. В случае использования в качестве меры объема литров, молярность измеряется в «моль/литр»¹. Обозначается молярность — «См».

Для вычисления молярной концентрации раствора (молярности) используется формула:

Задача 1.
24 г чистой серной кислоты растворили в 85 г воды. Определить молярную концентрацию серной кислоты в полученном растворе, если его плотность составляет 1,155 г/мл.
Дано:
масса серной кислоты: m(Н

2SО₄) = 24 г;
масса воды: m(Н₂О) = 85 г;
плотность раствора: р_р-ра = 1,155 г/мл.
Найти:
молярную концентрацию серной кислоты в растворе.
Решение:
Для определения молярной концентрации необходимо вычислить количество (п, моль) растворенного вещества (Н₂SО₄) и объем раствора.

Схематично алгоритм решения можно представить следующим образом:

1. Определим количество вещества серной кислоты:

2. Определим объем раствора:

Объем, выраженный в других единицах, для определения молярной концентрации всегда необходимо переводить в литры.

Подставим в формулу для вычисления молярной концентрации полученные данные:

Ответ: С_М(Н₂SO₄) = 2,6 моль/л.

Задача 2.
Определить массу гидроксида натрия в 700 г 14,ЗМ раствора NаОН в воде (рр-ра = 1,43 г/мл).

Дано:
масса раствора гидроксида натрия в воде : m_р-ра = 700 г;
молярная концентрация гидроксида натрия в растворе: С_м(NаОН) = 14,3 моль/л,
плотность раствора: р_р-ра= 1,43 г/мл.
Найти:
массу гидроксида натрия.
Решение:
Схематично алгоритм решения можно представить так:

1. Определим объем 700 г раствора

Обращайте, пожалуйста, внимание на согласованность единиц измерения величин, подставляемых в формулу. Если плотность выражена в г/мл или г/см³, то объем необходимо использовать в миллилитрах, а массу в граммах. Для использования молярной концентрации объем необходимо переводить в литры.

2. Используя соотношение для молярной концентрации, определим количество вещества NаОН в 0,4895 л раствора.

3. Определим массу 7 моль NаОН:

m(NaOH) = n(NaOH) ^. M(NaOH) = 7 ^.40 =280 г.

Ответ: m(NaOH) = 280 г.

Задача 3.
3 г поваренной соли (NаС1) растворили в 200 г воды. Определить молярную концентрацию полученного раствора.
Дано:
масса поваренной соли: m(NаС1) = 3 г;
масса воды: m(Н₂О) = 200 г.
Найти:
молярную концентрацию поваренной соли в растворе.
Решение:
Схематично алгоритм решения можно представить следующим образом:

1 . Определяем количество вещества NаС1:

2. Для вычисления молярной концентрации необходимо знать объем раствора. Но по данным из условия задачи, возможно определить только его массу:

m_р-ра = m(NаС1) + mН₂О) = 3 + 200 = 203 г.

3. Для нахождения объема раствора требуется плотность. При необходимости очень точного расчета можно воспользоваться справочником физико-химических величин. В случае решения обычной задачи разумно принять плотность разбавленного водного раствора равной плотности воды

Определим молярную концентрацию NаС1 в растворе:

Ответ: 0,24моль/л.

Комментарии:
¹Иногда для сокращения записи после значения молярной концентрации вместо размерности записывают заглавную букву (М). Например, запись « 0.03М раствор NаОН в воде» следует понимать так: молярная концентрация NаОН в воде равна 0,03 моль/л.

²Справочное значение плотности данного раствора равно 1,009 г/мл.

§ Задача на растворы. Задачи на концентрацию

Для того, чтобы решать задачи на растворы и концентрацию

, необходимо чётко понимать, что называется концентрацией раствора.

Запомните!

Концентрация раствора — это часть, которую составляет масса растворённого вещества от массы всего раствора.

9%-я концентрация раствора соли — это 9 грамм соли в 100 граммах раствора.

Задача № 322 (2) из Петерсона 6 класс (2010 г.)

Килограмм соли растворили в 9 л воды. Чему равна концентрация полученного раствора? (Масса 1 л воды составляет 1 кг)

Используя определение концентрации данное выше, решим задачу следующим образом.

1 кг — масса растворённого вещества (соли)
9 кг — масса воды в растворе (не путать с общей массой раствора)
9 + 1 = 10 кг — общая масса раствора.

Ответ: 10% — концентрация раствора.

Задача № 353(2) из Петерсона 6 класс (2010 г.)

Теперь решим обратную задачу.

Сколько соли получится при выпаривании 375 граммов 12%-го раствора?

Чтобы найти массу выпаренной соли из раствора, умножим общую массу раствора на процент концентрации. Не забудем предварительно перевести процент в десятичную дробь.

Ответ: 45 г соли.

Сложная задача на растворы

В растворе 40% соли. Если добавить 120 г соли, то процентное содержание соли станет равным 70. Сколько грамм соли было первоначально в растворе?

Для составления пропорции обозначим за «x» первоначальную массу соли в растворе, а за «y» массу воды в растворе. Так как концентрация соли в исходном растворе 40%, то соответственно вода составляет

100% − 40%= 60%

Изобразим графически условия задачи.

Составим пропорцию, связывающую эти величины до добавления соли.

Для решения задачи нам надо определить какая из неизвестных («x» или «y») остаётся неизменной после добавления соли.

Этой величиной является масса воды в растворе «y».

Выразим её, учитывая изменения в растворе после добавления соли.

(x + 120) г — масса соли в новом растворе
(100% − 70% = 30% — процентное содержание воды в новом растворе.

Составим пропорцию аналогично предыдущей, но с учётом изменений произошедших после добавления соли.

Так как масса воды осталось неизменной после добавления соли, приравняем её значения до и после добавления соли и решим уравнение.

Ответ: 48 г — масса соли в первоначальном растворе.

Конвертер молярной концентрации • Гидравлика и гидромеханика — жидкости • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления.Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Общие сведения

Один моль — это количество вещества, в котором содержится такое же число атомов как в 12 граммах углерода-12, то есть 6×10²³ атомов.

Концентрацию раствора можно измерять разными способами, например как отношение массы растворенного вещества к общему объему раствора. В этой статье мы рассмотрим молярную концентрацию, которую измеряют как отношение между количеством вещества в молях к общему объему раствора. В нашем случае вещество — это растворимое вещество, а объем мы измеряем для всего раствора, даже если в нем растворены другие вещества. Количество вещества — это число элементарных составляющих, например атомов или молекул вещества. Так как даже в малом количестве вещества обычно большое число элементарных составляющих, то для измерения количества вещества используют специальные единицы, моли. Один моль равен числу атомов в 12 г углерода-12, то есть это приблизительно 6×10²³ атомов.

Использовать моли удобно в случае, если мы работаем с количеством вещества настолько малым, что его количество легко можно измерить домашними или промышленными приборами. Иначе пришлось бы работать с очень большими числами, что неудобно, или с очень маленьким весом или объемом, которые трудно найти без специализированного лабораторного оборудования. Чаще всего при работе с молями используют атомы, хотя возможно использовать и другие частицы, например молекулы или электроны. Следует помнить, что если используются не атомы, то необходимо это указать. Иногда молярную концентрацию также называют молярностью.

Следует не путать молярность с моляльностью. В отличии от молярности, моляльность — это отношение количества растворимого вещества к массе растворителя, а не к массе всего раствора. Когда растворитель — вода, а количество растворимого вещества по сравнению с количеством воды мало, то молярность и моляльность похожи по значению, но в остальных случаях они обычно отличаются.

Вес одного моля разных веществ. Его можно найти с помощью таблицы Менделеева.

Факторы, влияющие на молярную концентрацию

Молярная концентрация зависит от температуры, хотя эта зависимость сильнее для одних и слабее для других растворов, в зависимости от того, какие вещества в них растворены. Некоторые растворители при повышении температуры расширяются. В этом случае, если растворенные в этих растворителях вещества не расширяются вместе с растворителем, то молярная концентрация всего раствора понижается. С другой стороны, в некоторых случаях с повышением температуры растворитель испаряется, а количество растворимого вещества не меняется — в этом случае концентрация раствора увеличится. Иногда происходит наоборот. Иногда изменение температуры влияет на то, как растворяется растворимое вещество. Например, часть или все растворимое вещество перестает растворяться, и концентрация раствора уменьшается.

Единицы

Молярную концентрацию измеряют в молях на единицу объема, например молях на литр или молях на кубический метр. Моли на кубический метр — это единица СИ. Молярность можно также измерять, используя и другие единицы объема.

Как найти молярную концентрацию

Чтобы найти молярную концентрацию необходимо знать количество и объем вещества. Количество вещества можно вычислить, используя химическую формулу этого вещества и информацию об общей массе этого вещества в растворе. То есть, чтобы узнать количество раствора в молях, узнаем из таблицы Менделеева атомную массу каждого атома в растворе, а потом разделим общую массу вещества на общую атомную массу атомов в молекуле. Перед тем, как складывать вместе атомную массу следует убедиться, что мы умножили массу каждого атома на количество атомов в молекуле, которую мы рассматриваем.

Можно производить вычисления и в обратном порядке. Если известна молярная концентрация раствора и формула растворимого вещества, то можно узнать количество растворителя в растворе, в молях и граммах.

Примеры

Найдем молярность раствора из 20 литров воды и 3-х столовых ложек соды. В одной столовой ложке — примерно 17 грамм, а в трех — 51 грамм. Сода — это гидрокарбонат натрия, формула которого — NaHCO₃. В этом примере мы будем использовать атомы для вычисления молярности, поэтому найдем атомную массу составляющих натрия (Na), водорода (H), углерода (C) и кислорода (O).

Na: 22.989769
H: 1.00794
C: 12.0107
O: 15.9994

Молярная концентрация 1 кубика сахара в чашке чая равна 0,049 моля на литр.

Так как кислород в формуле — O₃, то необходимо умножить атомную массу кислорода на 3. Получим 47,9982. Теперь сложим массы всех атомов и получим 84,006609. Атомную массу указывают в таблице Менделеева в атомных единицах массы, или а. е. м. Наши вычисления тоже в этих единицах. Одна а. е. м. равна массе одного моля вещества в граммах. То есть, в нашем примере — масса одного моля NaHCO₃ равна 84,006609 грамма. В нашей задаче — 51 грамм соды. Найдем молярную массу, разделив 51 грамм на массу одного моля, то есть на 84 грамма, и получим 0,6 моля.

Получается, что наш раствор — это 0,6 моля соды, растворенные в 20 литрах воды. Разделим это количество соды на общий объем раствора, то есть 0,6 моля / 20 л = 0.03 моль/л. Так как в растворе использовали большое количество растворителя и малое количество растворимого вещества, то его концентрация мала.

Рассмотрим другой пример. Найдем молярную концентрацию одного кусочка сахара в чашке чая. Столовый сахар состоит из сахарозы. Сначала найдем вес одного моля сахарозы, формула которой — C₁₂H₂₂O₁₁. Используя таблицу Менделеева, найдем атомные массы и определим массу одного моля сахарозы: 12×12 + 22×1 + 11×16 = 342 грамм. В одном кубике сахара 4 грамма, что дает нам 4/342 = 0,01 молей. В одной чашке около 237 миллилитров чая, значит концентрация сахара в одной чашке чая равна 0,01 моля / 237 миллилитров × 1000 (чтобы перевести миллилитры в литры) = 0,049 моля на литр.

Применение

В стехиометрии определяют количество веществ, которые взаимодействуют друг с другом в химической реакции, а также количество веществ, полученных в результате этой реакции.

Молярная концентрация удобна: при одинаковой температуре и давлении один моль разных газов занимает одинаковый объем, и это свойство можно использовать в разных вычислениях.

Молярную концентрацию широко используют в вычислениях, связанных с химическими реакциями. Раздел химии, в котором рассчитывают соотношения между веществами в химических реакциях и часто работают с молями, называется стехиометрией. Молярную концентрацию можно найти по химической формуле конечного продукта, который потом становится растворимым веществом, как в примере с раствором соды, но можно также вначале найти это вещество по формулам химической реакции, во время которой оно образуется. Для этого нужно знать формулы веществ, участвующих в этой химической реакции. Решив уравнение химической реакции, узнаем формулу молекулы растворяемого вещества, а потом найдем массу молекулы и молярную концентрацию с помощью таблицы Менделеева, как в примерах выше. Конечно, можно производить вычисления и в обратном порядке, используя информацию о молярной концентрации вещества.

Когда нам известны вещества, которые вступают в химическую реакцию друг с другом, мы можем узнать формулу, решив уравнение для химической реакции. Добавив полученное в этой реакции вещество в раствор, можно найти молярную концентрацию, как в предыдущих примерах.

Рассмотрим простой пример. На этот раз смешаем соду с уксусом, чтобы увидеть интересную химическую реакцию. И уксус, и соду легко найти — наверняка они есть у вас на кухне. Как уже упоминалось выше, формула соды — NaHCO₃. Уксус — это не чистое вещество, а 5% раствор уксусной кислоты в воде. Формула уксусной кислоты — CH₃COOH. Концентрация уксусной кислоты в уксусе может быть больше или меньше 5%, в зависимости от производителя и страны, в которой она сделана, так как в разных странах концентрация уксуса разная. В этом эксперименте можно не беспокоиться о химических реакциях воды с другими веществами, так как вода не реагирует с содой. Нам важен только объем воды, когда позже мы будем вычислять концентрацию раствора.

Вначале решим уравнение для химической реакции между содой и уксусной кислотой:

NaHCO₃ + CH₃COOH → NaC₂H₃O₂ + H₂CO₃

Продукт реакции — H₂CO₃, вещество, которое из-за низкой стабильности снова вступает в химическую реакцию.

H₂CO₃ → H₂O + CO₂

В результате реакции получаем воду (H₂O), углекислый газ (CO₂) и ацетат натрия (NaC₂H₃O₂). Смешаем полученный ацетат натрия с водой и найдем молярную концентрацию этого раствора, так же, как перед этим мы находили концентрацию сахара в чае и концентрацию соды в воде. При вычислении объема воды необходимо учитывать и воду, в которой растворена уксусная кислота. Ацетат натрия — интересное вещество. Его используют в химических грелках, например в грелках для рук.

Используя стехиометрию для вычисления количества веществ, вступающих в химическую реакцию, или продуктов реакции, для которых мы позже будем находить молярную концентрацию, следует заметить, что только ограниченное количество вещества может вступать в реакцию с другими веществами. Это также влияет на количество конечного продукта. Если молярная концентрация известна, то, наоборот, можно определить количество исходных продуктов методом обратного расчета. Этот метод нередко используют на практике, при расчетах, связанных с химическими реакциями.

При использовании рецептов, будь то в кулинарии, в изготовлении лекарств, или при создании идеальной среды для аквариумных рыбок, необходимо знать концентрацию. В повседневной жизни чаще всего удобнее использовать граммы, но в фармацевтике и химии чаще используют молярную концентрацию.

При изготовлении лекарств, которые контактируют с мембранами в организме, например при изготовлении глазных капель, необходимо уравновесить осмотическую концентрацию лекарства с концентрацией жидкости в организме. Если этого не сделать, то из-за разницы в осмотической концентрации жидкость начнет передвигаться через мембрану, что может вызвать осложнения.

В фармацевтике

При создании лекарств молярная концентрация очень важна, так как от нее зависит, как лекарство влияет на организм. Если концентрация слишком высока, то лекарства могут быть даже смертельны. С другой стороны, если концентрация слишком мала, то лекарство неэффективно. Кроме этого, концентрация важна при обмене жидкостей через клеточные мембраны в организме. При определении концентрации жидкости, которая должна либо проходить, либо, наоборот, не проходить через мембраны, используют либо молярную концентрацию, либо с ее помощью находят осмотическую концентрацию. Осмотическую концентрацию используют чаще, чем молярную. Если концентрация вещества, например лекарства, выше с одной стороны мембраны, по сравнению с концентрацией с другой стороны мембраны, например, внутри глаза, то более концентрированный раствор переместится через мембрану туда, где концентрация меньше. Такой поток раствора через мембрану нередко проблематичен. Например, если жидкость перемещается внутрь клетки, к примеру, в кровеносную клетку, то возможно, что из-за этого переполнения жидкостью мембрана будет повреждена и разорвется. Утечка жидкости из клетки тоже проблематична, так как из-за этого нарушится работоспособность клетки. Любое вызванное медикаментами течение жидкости через мембрану из клетки или в клетку желательно предотвратить, и для этого концентрацию лекарства стараются сделать похожей на концентрацию жидкости в организме, например в крови.

Пациент получает лекарство методом внутривенного вливания из капельницы.

Стоит заметить, что в некоторых случаях молярная и осмотическая концентрация равны, но это не всегда так. Это зависит от того, распалось ли растворенное в воде вещество на ионы в процессе электролитической диссоциации. Вычисляя осмотическую концентрацию, учитывают частицы в общем, в то время как при вычислении молярной концентрации учитывают только определенные частицы, например молекулы. Поэтому если, например, мы работаем с молекулами, но вещество распалось на ионы, то молекул будет меньше общего числа частиц (включая и молекулы и ионы), и значит и молярная концентрация будет ниже осмотической. Чтобы перевести молярную концентрацию в осмотическую, нужно знать физические свойства раствора.

В изготовлении лекарственных препаратов фармацевты также учитывают тоничность раствора. Тоничность — свойство раствора, которое зависит от концентрации. В отличие от осмотической концентрации, тоничность — это концентрация веществ, которые не пропускает мембрана. Процесс осмоса заставляет растворы с большей концентрацией перемещаться в растворы с меньшей концентрацией, но если мембрана предотвращает это движение, не пропуская через себя раствор, то возникает давление на мембрану. Такое давление обычно проблематично. Если лекарство предназначено для того, чтобы проникнуть в кровь или другую жидкость в организме, то необходимо уравновесить тоничность этого лекарства с тоничностью жидкости в организме, чтобы избежать осмотического давления на мембраны в организме.

Чтобы уравновесить тоничность, лекарственные препараты нередко растворяют в изотоническом растворе. Изотонический раствор — это раствор столовой соли (NaCL) в воде с такой концентрацией, которая позволяет уравновесить тоничность жидкости в организме и тоничность смеси этого раствора и лекарства. Обычно изотонический раствор хранят в стерильных контейнерах, и вливают его внутривенно. Иногда его используют в чистом виде, а иногда — как смесь с лекарством.

Литература

Автор статьи: Kateryna Yuri

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Частый вопрос: Как найти массу вещества через концентрацию?

Масса растворенного вещества в растворе определяется по формуле: Масса (г) = Объем (л) x Концентрация (моль/л) x Молекулярная масса (а. е. м.)

Как найти массу вещества в растворе зная объем?

Масса раствора определяется по формуле m (раствора)= m (масса растворенного вещества)/ w (массовая доля растворенного вещества). Или m = r (плотность раствора — г/см3) * V (объем раствора).

Как вычислить концентрацию вещества в растворе?

Определяется по формуле: СМ= ν / V, (моль/л). Величина молярной концентрации показывает, сколько моль вещества содержится в 1 литре раствора.

Как найти массу растворенного вещества формула?

Массу растворённого вещества вычислим по формуле: m ( в − ва ) = w ( в − ва ) ⋅ m ( р − ра ) ; m ( H 2 SO 4 ) = w ( H 2 SO 4 ) ⋅ m ( р − ра ) = 0,64 ⋅ 200 = 128

Как найти массу если есть объем?

Вес можно рассчитать по формуле: m=V*p, где р – плотность, V – объем материала. Например, 10 м3 речного песка весят 13 тонн. Если известна масса материала, то объем можно узнать по формуле: V = m/ p.

Как найти массу сухого вещества в растворе?

Как найти массу через концентрацию и объем?

Запишите уравнение C = m/V, где m — масса растворенного вещества и V — общий объем раствора. Подставьте величины массы и объема и выполните деление, чтобы определить концентрацию раствора.

Как приготовить водный раствор вещества определенной концентрации?

ПРИГОТОВЛЕНИЕ РАСТВОРА ЗАДАННОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ СМЕШИВАНИЕМ РАСТВОРОВ БОЛЕЕ ВЫСОКОЙ И БОЛЕЕ НИЗКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ. Раствор можно готовить, непосредственно вводя рассчитанное количество вещества в растворитель, или путем разбавления более концентрированных растворов до требуемого значения концентрации.

Как рассчитать процент вещества в растворе?

% = [(Объем растворенного вещества) / (объем раствора)] x 100%. Обратите внимание, что объемный процент относится к объему раствора, а не к объему растворителя .

Как определить процентное содержание вещества в растворе?

Концентрация вещества или процентное содержание вещества в сплаве — это отношение массы вещества к массе сплава, записанное в виде процентов : K=(mв/M)*100%, где mв — масса вещества, M – масса всего сплава, К – концентрация (процентное содержание) вещества. Пример раствора.

Как можно найти массу вещества?

И наоборот, массу вещества определяют как произведение молярной массы на количество вещества: m = n . M. Так, масса 0,1 моля Na составляет 0,1 моль×23 г/моль = 2,3 Молярная масса численно всегда совпадает с молекулярной массой (или атомной массой — если вещество состоит не из молекул, а из атомов).

Как найти m растворенного вещества?

m(растворённого вещества)=V×p-m(раствора).

Как найти массу вещества из массовой доли?

Массовая доля растворённого вещества — это величина, равная отношению массы растворённого вещества к массе раствора.

w ( в − ва ) = m ( в − ва ) m ( р − ра ) .
w ( в − ва ) = m ( в − ва ) m ( в − ва ) + m ( р − ля ) .
w ( в − ва ) = m ( в − ва ) m ( р − ра ) ⋅ 100 %.

Как найти массу силу тяжести?

Формула силы тяжести Fт=m*g, где m-масса тела, g-ускорение свободного падения. Для тела массой m=400 г =0.4 кг сила тяжести составит Fт=0.4*10=4 Н. Формула силы тяжести: F=mg, где m- масса тела, g-Н/кг.

Как найти массу и объем газа?

Vm=M/p, где Vm – молярный объем, М – молярная масса, а p – плотность вещества. Рис. 2.

Как найти количество вещества Если дан объем?

Выразим из формулы молярного объёма n : n ( X ) = V ( X ) V m — химическое количество газа можно вычислить, если его объём разделить на молярный объём.

расчет концентрации эмульсии и формула разбавления

Если в ходе мониторинга было установлено, что концентрация эмульсии не соответствует установленным требованиям, потребуется провести коррекцию ее состава. Если этот показатель ниже установленной границы, нужно добавить в эмульсию концентрат. Если же состав, наоборот, слишком концентрированный, нужно влить в него дистиллированной воды или, что предпочтительнее, слабый раствор СОЖ.

При этом важно точно определить, какое количество концентрата или разбавочной жидкости нужно влить в эксплуатируемый состав. В этом случае нужно воспользоваться двумя основными формулами определения уровня концентрации эмульсии.

Закон разбавления

Этот способ применим в случае, когда необходимо снизить концентрацию состава. В других случаях эта методика отличается сложностями в применении. Соотношение выглядит так:

С1V1 = C2V2, где C1 – начальная концентрация, C2 – требуемая концентрация, V1 – первоначальный объем СОЖ, V2 – конечный объем эмульсии.

Например, на предприятии есть станок с баком для эмульсии 1 м³. В него залита СОЖ концентрацией 10%. Это оборудование должно работать при использовании смазочного материала с концентрацией 7%. Нужно рассчитать количество воды, которое нужно влить в бак.

Согласно приведенной выше формуле, имеются следующие данные:

С1 = 10%

C2 = 7%

V1 = 1000 л

V2 = 10 * 1000/7 = 1429 л

Соответственно, в бак потребуется влить 429 л воды.

Правило креста

Второй метод определения правильной концентрации состава и количества его элементов позволяет узнать пропорцию при смешении двух растворов с целью получения третьего состава.

В этом случае С1>С2, нужно найти Сх. При этом V1 и V2 являются условными показателями объемов каждого вещества, которые нужно будет смешать. Правило креста имеет ряд особенностей.

Есть два раствора. В первом концентрация больше (С1), а во втором – меньше (С2). Требуется получить эмульсию с составом С3.
Нужно записать концентрацию первого состава в верхнем углу, а второго вещества – в нижнем углу листа. Требуемая концентрация должна быть на уровне между ними.
Нужно вычесть из показателя С1 концентрацию Сх. Этот результат будет соответствовать объему V2.
После этого из показателя Сх вычитают концентрацию С2. Получается результат V1.
Нужно составить пропорцию, в которой в числителе будет V1, а в знаменателе V2. Так определяется соотношение между объемами эмульсий для смешения.

Например, есть раствор с концентрацией 11%. Его разбавляют раствором с концентрацией 1%. При этом требуется получить эмульсию с показателем 7%. Сначала нужно записать все данные для расчетов:

С1 = 11%

С2 = 1%

С3 = 7%

Далее проводится расчет:

V2 = C1 – C3 = 11- 7 = 4

V1 = C3 – C1 = 7 – 1 = 6

Чтобы получить состав с требуемой концентрацией, потребуется смешать 6 частей эмульсии с концентрацией 11% с 4 частями однопроцентного состава. Если представить это соотношение в виде дроби 6/4 можно произвести сокращение. Получается пропорция 3/2. В таком количестве можно смешивать заданные составы.

Это же правило можно применять для увеличения концентрации. В этом случае С1 должно равняться 100% (это чистый концентрат). Например, для повышения концентрации эмульсии 3% применяется чистый концентрат. При этом нужно создать смазочный состав с показателем 14%. Расчет будет следующим:

С1 = 100%

С2 = 3%

С3 = 14%

Получаем объем каждой жидкости:

V1 = 11

V2 = 86

Нужно смешать 11 частей концентрата с 86 частями эмульсии.

Вас заинтересуют

Ваш вопрос успешно отправлен. Спасибо!

Закрыть

Закон разбавления

Согласно приведенной выше формуле, имеются следующие данные:

С1 = 10%

C2 = 7%

V1 = 1000 л

V2 = 10 * 1000/7 = 1429 л

Соответственно, в бак потребуется влить 429 л воды.

Правило креста

Есть два раствора. В первом концентрация больше (С1), а во втором – меньше (С2). Требуется получить эмульсию с составом С3.
Нужно записать концентрацию первого состава в верхнем углу, а второго вещества – в нижнем углу листа. Требуемая концентрация должна быть на уровне между ними.
Нужно вычесть из показателя С1 концентрацию Сх. Этот результат будет соответствовать объему V2.
После этого из показателя Сх вычитают концентрацию С2. Получается результат V1.
Нужно составить пропорцию, в которой в числителе будет V1, а в знаменателе V2. Так определяется соотношение между объемами эмульсий для смешения.

С1 = 11%

С2 = 1%

С3 = 7%

Далее проводится расчет:

V2 = C1 – C3 = 11- 7 = 4

V1 = C3 – C1 = 7 – 1 = 6

С1 = 100%

С2 = 3%

С3 = 14%

Получаем объем каждой жидкости:

V1 = 11

V2 = 86

Нужно смешать 11 частей концентрата с 86 частями эмульсии.

4.4: Измерение концентраций растворов

Цели обучения

Определить молярность
Различия между растворенным веществом, растворителем и раствором
Расчет молярной концентрации растворенных веществ
Опишите шаги по приготовлению раствора желаемой концентрации из твердого или водного растворенного вещества
Расчет концентрации ионов в растворимом ионном соединении
Выполнение стехиометрических расчетов с использованием водных растворов
Расчет концентрации неизвестных растворенных веществ

Введение

До этого момента мы использовали стехиометрию для «подсчета» атомов, молекул и ионов путем измерения массы чистых веществ и использования молярных масс для расчета количества химических единиц (молей).Многие из изученных нами реакций включают растворы, где нас интересует растворенное вещество, растворенное в растворителе, и мы не можем измерить массу растворенного вещества независимо от растворителя. Мы также должны понимать, что многие химические реакции требуют, чтобы реагенты были подвижными, где они могут сталкиваться друг с другом, и это может происходить, когда они растворяются в растворителе. Поэтому очень важно, чтобы мы могли подсчитывать химические вещества, когда интересующее вещество представляет собой растворенное вещество, растворенное в растворителе, и в этом случае мы измеряем массу объема раствора в целом (растворитель плюс все растворенные вещества), объем которого равен обычно легче всего измерить.

Концентрация растворенного вещества

Существует два основных способа сообщить о концентрации растворенного вещества в растворителе, указав массу растворенного вещества в данном объеме или количество молей растворенного вещества в данном объеме. Это эффективные коэффициенты пересчета, которые определяют эквивалентную массу или моль растворенного вещества к объему раствора.

Массовая концентрация : имеет типичные единицы г / л \ [\ frac {масса \: solute} {vol \: solution} = \ frac {m (g))} {V (L))} \]
Молярная концентрация (молярность) : имеет единицы моль / л или M \ [\ frac {moles \: solute} {vol \: solution} = \ frac {n (моль))} {V (L))} = M (моль / л) \]

Так 3.0М раствор сахарозы содержит 3,0 моля сахарозы на литр

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Во избежание путаницы мы будем использовать маленькую букву «m» для обозначения массы и большую «m» для обозначения молярности.

Как преобразовать массу в моль на основе концентрация?

Просто умножив или разделив на молярную массу (г / моль). Если вы знаете г / л, вы просто делите на молярную массу, а если вы знаете моль / л и хотите массу / л, вы умножаете на молярную массу (просто используйте молярную массу как выражение эквивалентности).

Как мы «подсчитываем» молекулы и ионы растворенных веществ?

Измеряя объем и зная молярность. Это аналогично измерению массы и знанию молярной массы чистого вещества.

\ [n (моль) = M (\ frac {mol} {L}) (V (L)) \\ n = MV \]

Это можно сравнить с тем, как мы «подсчитываем» химические вещества, являющиеся чистыми твердыми телами.

\ [n (моль) = \ frac {m (g)} {молярный \; масса (\ frac {g} {mol})} \\ n = \ frac {m} {fw} \]

Приготовление раствора с твердым растворенным веществом.

Шаг 1: Рассчитать массу растворенного вещества, необходимую для желаемого объема
Шаг 2: Количественно перенести массу в мерную колбу
Шаг 3: Разбавить до объема растворителем, убедившись, что все твердое вещество растворилось.

Приготовление 500,0 мл 0,500 M сульфата меди (II)

Шаг 1: Расчет необходимой массы CuSO ₄ (с).

\ [0,5000L \ left (\ frac {0,500molCuSO_ {4}} {L} \ right) \ left (\ frac {159,6gCuSO_ {4}} {mol} \ right) = 39,9gCuSO_ {4} \]

Шаг 2: Вес 39.9 г CuSO ₄ (s) и количественно перенесите в мерный цилиндр на 500 мл (который откалиброван на 500,0 мл), убедившись, что вся соль перенесена.

Шаг 3: Заполните наполовину и перемешайте, затем доведите до объема. Убедитесь, что все растворенное вещество растворилось, и еще раз проверьте, находится ли уровень раствора на дне мениска.

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

Какова молярность раствора, полученного при растворении 66,2 г C ₆ H ₁₂ O ₆ с образованием 235 мл раствора?

Ответ: 1.57 M C ₆ H ₁₂ O ₆

Почему нельзя просто добавить 500,0 мл воды к 39,9 г CuSO ₄, чтобы получить 500,0 мл 0,500 М раствора?
Во-первых, это без учета объема растворенного вещества, а во-вторых, обычно происходит изменение объема, когда вы растворяете растворенное вещество в растворителе, а в случае ионных соединений это сокращение.

Упражнение \ (\ PageIndex {2} \)

Используя концентрацию в качестве коэффициента преобразования, выполните следующий расчет.

A) Сколько литров 0,0444 M CH ₂ O необходимо для получения 0,0773 моль CH ₂ O?

B) Какая масса растворенного вещества присутствует в 1,08 л 0,0578 M H ₂ SO ₄?

C) Какой объем 1,50 М раствора HCl содержит 10,0 г хлористого водорода?

Ответ

А) 1,74 л

B) 6,12 г

C) 183 мл или 0,183 л

Концентрации ионов в растворе

Когда ионное соединение растворяется, оно распадается на ионы.

(NH ₄) ₂ Cr ₂ O ₇ (водн.) -> 2NH ₄ ⁺ (водн.) + Cr ₂ O ₇ (водн.)

Растворение 252,07 грамма дихромата аммония (fw = 252,07 г / моль) приводит к получению раствора, который представляет собой 1M дихромат аммония, но когда ионная соль растворяется, она распадается на ионы, так что на самом деле у вас есть раствор 2 Ион аммония M (NH ₄ ⁺) и 1 M ион дихромата (Cr ₂ O ₇ ⁺²)

Растворение 1 моля ионного соединения.В этом случае растворение 1 моля (NH ₄) ₂ Cr ₂ O ₇ дает раствор, содержащий 1 моль Cr ₂ O ₇ ^2- ионов и 2 моль NH ₄ ⁺ ионов. (Молекулы воды для ясности не показаны с молекулярной точки зрения.)

Пример \ (\ PageIndex {1} \) Концентрация раствора хлорида железа (II)

К 2,16 г ионного соединения хлорида железа добавляют воду, чтобы получить раствор общим объемом 100.0 мл. Выразите концентрацию солевого раствора и его ионов.

1. Какая концентрация соли?
2. Каковы концентрации ионов?

Решение

Видео \ (\ PageIndex {1} \) выполняет этот расчет.

Ответ: 0,170 M FeCl ₂ (водн.)

0,170M Fe ⁺² (водн.)

0,340M Cl ^— (водн.)

Да, есть три ответа! (соль и ионы)

Видео \ (\ PageIndex {1} \): 3’36 «YouTube вычисляет концентрацию хлорида железа в примере \ (\ PageIndex {1} \).

Упражнение \ (\ PageIndex {3} \)

У вас есть 1,50 М раствор Na ₂ CO _3. Какая концентрация:

А) ионы натрия?

Б) карбонат-ионы?

C) всего ионов?

Ответ

A) [Na ⁺] = 3,00 M

B) [CO ₃ ^-2] = 1,50 M

C) [Na ⁺] + [CO ₃ ^-2] = 4.50 М; или вы можете выбрать: на каждый 1 моль Na ₂ CO ₃ приходится 3 моля ионов (идентификация ионов не имеет значения).

Приготовление растворов с исходными концентрированными растворами (разведение).

Многие реагенты на складе представлены в виде концентрированных растворов, которые можно легко разбавить до желаемой концентрации, добавив растворитель. Добавление растворителя не изменяет количество молей растворенного вещества (n), поэтому

n _{начальный} = n _{конечный}
n _i = n _f
M _i V _i = M _f V _f

Шаг 1: Рассчитать начальный объем запаса
Шаг 2: Перенести в мерную колбу с помощью мерной пипетки
Шаг 3: Развести до объема

Пример \ (\ PageIndex {2} \)

Как заработать 500.0 мл 0,70 М раствора HCl из исходного 11,6 М HCl?

Решение

Шаг 1: Рассчитайте начальный объем необходимой 11,6 М соляной кислоты.

\ [M_ {i} V_ {i} = M_ {F} V_ {F} \]
\ [V_ {i} = V_ {f} \ left (\ frac {M_ {f}} {M_ {i}) } \ right) = 500,0 мл \ влево (\ frac {0,70M} {11,6M} \ right) = 30,2 мл \]

Шаг 2: Количественно перенесите этот объем в мерную колбу на 500 мл (она имеет 4 значащих цифры, то есть она откалибрована до 500,0 мл)

Шаг 3: Разбавить водой до отметки

Видео \ (\ PageIndex {2} \): проблема разбавления при создании 500.0 мл 0,700 М раствора HCl

Упражнение \ (\ PageIndex {4} \)

Какова концентрация раствора HCl, если 598 мл 0,778 M HCl разбавить до 1,00 л?

Ответ

e. 5,23 * 10 ² мл

\ (M_ {i} * V_ {i} = M_ {f} * V_ {f} \)

\ (M_ {f} = \ frac {\ left (M_ {i} * V_ {i} \ right)} {M_ {f}} = \ frac {0,778 M \ left (0,598L \ right)} {1,00 L} = 0,465 М \)

Авторы и ссылки

Роберт Э.Белфорд (Арканзасский университет Литл-Рока; факультет химии). За широту, глубину и достоверность этой работы отвечает Роберт Э. Белфорд, [email protected]. Вам следует связаться с ним, если у вас возникнут какие-либо вопросы. Этот материал содержит как оригинальные материалы, так и контент, основанный на предыдущих вкладах сообщества LibreTexts и других ресурсов, включая, помимо прочего:

Ноябрь Палмер и Рония Каттум (UALR)
аноним

Как рассчитать концентрацию ионов в растворе?

Концентрация ионов в растворе зависит от мольного соотношения между растворенным веществом и катионами и анионами, которые оно образует в растворе.(+)) / («1 моль Na» _2 «SO» _4) = «2,0 M» #

Подумайте об этом так: объем раствора остается постоянным , но количество молей удваивается; автоматически это означает, что концентрация соответствующего иона будет в два раза больше.

Вот как это будет выглядеть математически:

#C _ («соединение») = n _ («соединение») / V => V = n _ («соединение») / C _ («соединение») #

#C _ («ион») = n _ («ион») / V = n _ («ион») * 1 / V = n _ («ион») * C _ («соединение») / n _ («соединение») #

#C _ («ион») = C _ («соединение») * n _ («ион») / n _ («соединение») #

Как видите, мольное соотношение между исходным соединением и ионом, которое оно образует, будет определять концентрацию соответствующего иона в растворе.

Вот ссылка на другой ответ по этой теме:

http://socratic.org/questions/how-do-you-calculate-the-number-of-ions-in-a-solution?source=search

3,3 Молярность — химия

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Опишите основные свойства решений
Рассчитать концентрацию раствора, используя молярность
Выполните расчеты разбавления, используя уравнение разбавления

В предыдущих разделах мы сосредоточились на составе веществ: образцы вещества, содержащие только один тип элемента или соединения.Однако смеси — образцы вещества, содержащие два или более вещества, соединенных физически, — встречаются в природе чаще, чем чистые вещества. Как и в случае с чистым веществом, относительный состав смеси играет важную роль в определении ее свойств. Относительное количество кислорода в атмосфере планеты определяет ее способность поддерживать аэробную жизнь. Относительные количества железа, углерода, никеля и других элементов в стали (смеси, известной как «сплав») определяют ее физическую прочность и устойчивость к коррозии.Относительное количество активного ингредиента в лекарстве определяет его эффективность в достижении желаемого фармакологического эффекта. Относительное количество сахара в напитке определяет его сладость (см. Рисунок 1). В этом разделе мы опишем один из наиболее распространенных способов количественной оценки относительного состава смесей.

Рис. 1. Сахар — один из многих компонентов сложной смеси, известной как кофе. Количество сахара в данном количестве кофе является важным фактором, определяющим сладость напитка.(кредит: Джейн Уитни)

Ранее мы определили растворы как гомогенные смеси, что означает, что состав смеси (и, следовательно, ее свойства) одинаковы по всему объему. Решения часто встречаются в природе, а также были реализованы во многих формах искусственных технологий. Мы рассмотрим более подробное рассмотрение свойств растворов в главе, посвященной растворам и коллоидам, но здесь мы познакомим вас с некоторыми из основных свойств растворов.

Относительное количество данного компонента раствора известно как его концентрация .Часто, хотя и не всегда, раствор содержит один компонент с концентрацией, значительно превышающей концентрацию всех других компонентов. Этот компонент называется растворителем и может рассматриваться как среда, в которой другие компоненты диспергированы, или растворены . Растворы, в которых растворителем является вода, конечно, очень распространены на нашей планете. Раствор, в котором вода является растворителем, называется водным раствором .

Растворенное вещество представляет собой компонент раствора, который обычно присутствует в гораздо более низкой концентрации, чем растворитель.Концентрации растворенных веществ часто описываются качественными терминами, такими как разбавленный (относительно низкой концентрации) и концентрированный (относительно высокой концентрации).

Концентрации могут быть количественно оценены с использованием большого количества единиц измерения, каждая из которых удобна для конкретных применений. Молярность ( M ) — полезная единица измерения концентрации для многих приложений в химии. Молярность определяется как количество молей растворенного вещества ровно в 1 литре (1 л) раствора:

[латекс] M = \ frac {\ text {mol solute}} {\ text {L solution}} [/ latex]

Пример 1

Расчет молярных концентраций
Образец безалкогольного напитка объемом 355 мл содержит 0.133 моль сахарозы (столовый сахар). Какая молярная концентрация сахарозы в напитке?

Раствор
Поскольку молярное количество растворенного вещества и объем раствора указаны, молярность может быть рассчитана с использованием определения молярности. Согласно этому определению, объем раствора должен быть преобразован из мл в л:

[латекс] M = \ frac {\ text {mol solute}} {\ text {L solution}} = \ frac {0.133 \; \ text {mol}} {355 \; \ text {mL} \ times \ frac {1 \; \ text {L}} {1000 \; \ text {mL}}} = 0.375 \; M [/ латекс]

Проверьте свои знания
Чайная ложка столового сахара содержит около 0,01 моль сахарозы. Какова молярность сахарозы, если чайная ложка сахара была растворена в чашке чая объемом 200 мл?

Пример 2

Получение молей и объемов из молярных концентраций
Сколько сахара (моль) содержится в небольшом глотке (~ 10 мл) безалкогольного напитка из примера 1?

Раствор
В этом случае мы можем изменить определение молярности, чтобы выделить искомое количество в молях сахара.Затем мы подставляем значение молярности, полученное в примере 1, 0,375 M :

[латекс] M = \ frac {\ text {mol solute}} {\ text {L solution}} [/ latex]
[latex] \ text {mol solute} = M \ times \ text {L раствор} [/ латекс]

[латекс] \ text {моль растворенного вещества} = 0,375 \; \ frac {\ text {моль сахара}} {\ text {L}} \ times (10 \; \ text {mL} \ times \ frac {1 \ text {L}} {1000 \; \ text {mL}}) = 0.004 \; \ text {моль сахара} [/ латекс]

Проверьте свои знания
Какой объем (мл) подслащенного чая, описанного в примере 1, содержит такое же количество (моль) сахара (моль), что и 10 мл безалкогольного напитка в этом примере?

Пример 3

Расчет молярных концентраций по массе растворенного вещества
Дистиллированный белый уксус (рис. 2) представляет собой раствор уксусной кислоты, CH ₃ CO ₂ H, в воде.Раствор 0,500 л уксуса содержит 25,2 г уксусной кислоты. Какова концентрация раствора уксусной кислоты в единицах молярности?

Рисунок 2. Дистиллированный белый уксус — это раствор уксусной кислоты в воде.

Решение
Как и в предыдущем текстовом поле, заштрихованном, определение молярности является основным уравнением, используемым для расчета искомой величины. В этом случае указывается масса растворенного вещества вместо его молярного количества, поэтому мы должны использовать молярную массу растворенного вещества, чтобы получить количество растворенного вещества в молях:

[латекс] M = \ frac {\ text {mol solute}} {\ text {L solution}} = \ frac {25.2 \; \ text {g CH} _3 \ text {CO} _2 \ text {H} \ times \ frac {1 \; \ text {mol CH} _2 \ text {CO} _2 \ text {H}} {60.052 \; \ text {g CH} _2 \ text {CO} _2 \ text {H}}} {0.500 \; \ text {L solution}} = 0.839 \; M [/ latex]

[латекс] \ begin {array} {r @ {{} = {}} l} M & \ frac {\ text {mol solute}} {\ text {L solution}} = 0,839 \; M \\ [1em ] M & \ frac {0.839 \; \ text {mol solute}} {1.00 \; \ text {L solution}} \ end {array} [/ latex]

Проверьте свои знания
Рассчитайте молярность 6,52 г CoCl ₂ (128.9 г / моль) в водном растворе общим объемом 75,0 мл.

Пример 4

Определение массы растворенного вещества в заданном объеме раствора
Сколько граммов NaCl содержится в 0,250 л раствора 5,30- M ?

Раствор
Объем и молярность раствора указаны, поэтому количество (моль) растворенного вещества легко вычислить, как показано в Примере 2:

[латекс] M = \; \ frac {\ text {mol solute}} {\ text {L solution}} [/ latex]
[латекс] \ text {mol solute} = M \ times \ text {L solution} [/ latex]
[латекс] \ text {моль растворенного вещества} = 5.30 \; \ frac {\ text {моль NaCl}} {\ text {L}} \ times 0,250 \; \ text {L} = 1,325 \; \ text {моль NaCl} [/ латекс]

Наконец, это молярное количество используется для определения массы NaCl:

[латекс] 1,325 \; \ text {моль NaCl} \ times \ frac {58.44 \; \ text {г NaCl}} {\ text {моль NaCl}} = 77,4 \; \ text {г NaCl} [/ латекс]

Проверьте свои знания
Сколько граммов CaCl ₂ (110,98 г / моль) содержится в 250,0 мл раствора хлорида кальция 0,200- M ?

При пошаговом выполнении вычислений, как в примере 4, важно воздерживаться от округления любых промежуточных результатов вычислений, которые могут привести к ошибкам округления в конечном результате.В примере 4 молярное количество NaCl, вычисленное на первом этапе, 1,325 моль, должно быть правильно округлено до 1,32 моль, если оно должно быть указано; однако, хотя последняя цифра (5) не имеет значения, ее необходимо сохранить как защитную цифру в промежуточных вычислениях. Если бы мы не сохранили эту защитную цифру, окончательный расчет массы NaCl составил бы 77,1 г, то есть разница в 0,3 г.

Помимо сохранения защитной цифры для промежуточных вычислений, мы также можем избежать ошибок округления, выполняя вычисления за один шаг (см. Пример 5).Это исключает промежуточные этапы, поэтому округляется только конечный результат.

Пример 5

Определение объема раствора, содержащего заданную массу растворенного вещества
В примере 3 мы обнаружили, что типичная концентрация уксуса составляет 0,839 M . В каком объеме уксуса содержится 75,6 г уксусной кислоты?

Раствор
Сначала используйте молярную массу, чтобы вычислить количество молей уксусной кислоты из заданной массы:

[латекс] \ text {g solute} \ times \ frac {\ text {mol solute}} {\ text {g solute}} = \ text {mol solute} [/ latex]

Затем используйте молярность раствора для расчета объема раствора, содержащего это молярное количество растворенного вещества:

[латекс] \ text {mol solute} \ times \ frac {\ text {L solution}} {\ text {mol solute}} = \ text {L solution} [/ latex]

Объединение этих двух шагов в один дает:

[латекс] \ text {g solute} \ times \ frac {\ text {mol solute}} {\ text {g solute}} \ times \ frac {\ text {L раствор}} {\ text {mol solute}} = \ text {L раствор} [/ латекс] [латекс] 75.6 \; \ text {g CH} _3 \ text {CO} _2 \ text {H} (\ frac {\ text {mol CH} _3 \ text {CO} _2 \ text {H}} {60.05 \; \ text {g}}) (\ frac {\ text {L solution}} {0.839 \; \ text {mol CH} _3 \ text {CO} _2 \ text {H}}) = 1.50 \; \ text {L solution} [/ латекс]

Проверьте свои знания
Какой объем раствора 1,50- M KBr содержит 66,0 г KBr?

Разбавление — это процесс, при котором концентрация раствора уменьшается за счет добавления растворителя. Например, мы можем сказать, что стакан холодного чая становится все более разбавленным по мере таяния льда.Вода из тающего льда увеличивает объем растворителя (воды) и общий объем раствора (холодный чай), тем самым снижая относительные концентрации растворенных веществ, которые придают напитку его вкус (рис. 3).

Рис. 3. Оба раствора содержат одинаковую массу нитрата меди. Раствор справа более разбавлен, потому что нитрат меди растворен в большем количестве растворителя. (кредит: Марк Отт)

Разбавление также является обычным способом приготовления растворов желаемой концентрации.Добавляя растворитель к отмеренной порции более концентрированного маточного раствора , мы можем достичь определенной концентрации. Например, коммерческие пестициды обычно продаются в виде растворов, в которых активные ингредиенты гораздо более концентрированы, чем это необходимо для их применения. Прежде чем их можно будет использовать на сельскохозяйственных культурах, пестициды необходимо разбавить. Это также очень распространенная практика для приготовления ряда обычных лабораторных реагентов (рис. 4).

Рисунок 4. Раствор KMnO ₄ готовят путем смешивания воды с 4,74 г KMnO ₄ в колбе. (кредит: модификация работы Марка Отта)

Простое математическое соотношение может использоваться для соотнесения объемов и концентраций раствора до и после процесса разбавления. Согласно определению молярности, молярное количество растворенного вещества в растворе равно произведению молярности раствора и его объема в литрах:

[латекс] n = ML [/ латекс]

Подобные выражения могут быть записаны для раствора до и после его разбавления:

[латекс] n_1 = M_1L_1 [/ латекс]

[латекс] n_2 = M_2L_2 [/ латекс]

, где нижние индексы «1» и «2» относятся к раствору до и после разбавления соответственно.Поскольку процесс разбавления не изменяет количество растворенного вещества в растворе, n ₁ = n ₂. Таким образом, эти два уравнения могут быть приравнены друг к другу:

[латекс] M_1L_1 = M_2L_2 [/ латекс]

Это соотношение обычно называют уравнением разбавления. Хотя мы вывели это уравнение, используя молярность как единицу концентрации и литры как единицу объема, можно использовать другие единицы концентрации и объема, при условии, что единицы должным образом сокращаются в соответствии с методом метки фактора.Отражая эту универсальность, уравнение разбавления часто записывается в более общей форме:

[латекс] C_1V_1 = C_2V_2 [/ латекс]

, где C и V — концентрация и объем, соответственно.

Используйте моделирование, чтобы изучить взаимосвязь между количеством растворенного вещества, объемом раствора и концентрацией и подтвердить уравнение разбавления.

Пример 6

Определение концентрации разбавленного раствора
Если 0.850 л 5,00- M раствора нитрата меди, Cu (NO ₃) ₂, разбавляют до объема 1,80 л путем добавления воды. Какова молярность разбавленного раствора?

Раствор
Нам даны объем и концентрация основного раствора, V ₁ и C ₁, и объем полученного разбавленного раствора V ₂. Нам нужно найти концентрацию разбавленного раствора, C ₂.Таким образом, мы изменяем уравнение разбавления, чтобы выделить C ₂:

[латекс] C_1V_1 = C_2V_2 [/ латекс]
[латекс] C_2 = \ frac {C_1V_1} {V_2} [/ латекс]

Поскольку основной раствор разбавляется более чем в два раза (объем увеличивается с 0,85 л до 1,80 л), можно ожидать, что концентрация разбавленного раствора будет меньше половины 5 M . Мы сравним эту приблизительную оценку с расчетным результатом, чтобы проверить наличие грубых ошибок в вычислениях (например, таких как неправильная замена заданных величин).Подставляя указанные значения в члены в правой части этого уравнения, получаем:

[латекс] C_2 = \ frac {0.850 \; \ text {L} \ times 5.00 \ frac {\ text {mol}} {\ text {L}}} {1.80 \; \ text {L}} = 2.36 \ ; M [/ латекс]

Этот результат хорошо согласуется с нашей приблизительной оценкой (это чуть меньше половины концентрации запасов, 5 M ).

Проверьте свои знания
Какова концентрация раствора, полученная в результате разбавления 25,0 мл 2,04- M раствора CH ₃ OH до 500.0 мл?

Пример 7

Объем разбавленного раствора
Какой объем 0,12 M HBr можно получить из 11 мл (0,011 л) 0,45 M HBr?

Раствор
Нам даны объем и концентрация основного раствора, V ₁ и C ₁, и концентрация полученного разбавленного раствора C ₂. Нам нужно найти объем разбавленного раствора, V ₂.Таким образом, мы изменяем уравнение разбавления, чтобы выделить V ₂:

[латекс] C_1V_1 = C_2V_2 [/ латекс]
[латекс] V_2 = \ frac {C_1V_1} {C_2} [/ латекс]

Поскольку концентрация разбавленного раствора (0,12 M ) составляет чуть более одной четвертой исходной концентрации (0,45 M ), мы ожидаем, что объем разбавленного раствора будет примерно в четыре раза больше исходного объема, или около 44 мл. . Подставляя заданные значения и решая неизвестный объем, получаем:

[латекс] V_2 = \ frac {(0.45 \; M) (0,011 \; \ text {L})} {0,12 \; M} [/ latex]
[латекс] V_2 = 0,041 \; \ text {L} [/ latex]

Объем раствора 0,12- M составляет 0,041 л (41 мл). Результат разумный и хорошо согласуется с нашей приблизительной оценкой.

Проверьте свои знания
Лабораторный эксперимент требует 0,125 M HNO ₃. Какой объем 0,125 M HNO ₃ можно приготовить из 0,250 л 1,88 M HNO ₃?

Пример 8

Объем концентрированного раствора, необходимый для разведения
Какой объем 1.59 M KOH требуется для приготовления 5,00 л 0,100 M KOH?

Раствор
Нам дана концентрация исходного раствора, C ₁, и объем и концентрация полученного разбавленного раствора, V ₂ и C ₂. Нам нужно найти объем основного раствора, V ₁. Таким образом, мы изменим уравнение разбавления, чтобы выделить V ₁:

[латекс] C_1V_1 = C_2V_2 [/ латекс]
[латекс] V_2 = \ frac {C_2V_2} {C_2} [/ латекс]

Так как концентрация разбавленного раствора 0.100 M составляет примерно одну шестнадцатую объема исходного раствора (1,59 M ), мы ожидаем, что объем основного раствора будет примерно в одну шестнадцатую объема разбавленного раствора, или около 0,3 литра. Подставляя заданные значения и решая неизвестный объем, получаем:

[латекс] V_1 = \ frac {(0,100 \; M) (5,00 \; \ text {L})} {1,59 \; M} [/ latex]
[латекс] V_1 = 0,314 \; \ text {L} [/ latex]

Таким образом, нам потребуется 0,314 л раствора 1,59- M для приготовления желаемого раствора.Этот результат согласуется с нашей приблизительной оценкой.

Проверьте свои знания
Какой объем раствора глюкозы 0,575- M , C ₆ H ₁₂ O ₆, можно приготовить из 50,00 мл раствора глюкозы 3,00- M ?

Растворы представляют собой однородные смеси. Многие растворы содержат один компонент, называемый растворителем, в котором растворены другие компоненты, называемые растворенными веществами. Водный раствор — это раствор, в котором растворителем является вода.Концентрация раствора является мерой относительного количества растворенного вещества в данном количестве раствора. Концентрации могут быть измерены с использованием различных единиц, одна очень полезная единица — молярность, определяемая как количество молей растворенного вещества на литр раствора. Концентрация растворенного вещества в растворе может быть уменьшена путем добавления растворителя, этот процесс называется разбавлением. Уравнение разбавления представляет собой простую связь между концентрациями и объемами раствора до и после разбавления.

[латекс] M = \ frac {\ text {mol solute}} {\ text {L solution}} [/ latex]
C ₁ V ₁ = C ₂ V ₂

Химия: упражнения в конце главы

Объясните, что меняется, а что остается прежним, когда 1.00 л раствора NaCl разводят до 1,80 л.
Какая информация нам нужна для расчета молярности раствора серной кислоты?
Что означает, когда мы говорим, что образец объемом 200 мл и образец раствора соли объемом 400 мл имеют одинаковую молярность? В чем идентичность двух образцов? Чем отличаются эти два образца?
Определите молярность для каждого из следующих растворов:
(а) 0,444 моль CoCl ₂ в 0,654 л раствора
(б) 98.0 г фосфорной кислоты, H ₃ PO ₄, в 1,00 л раствора
(c) 0,2074 г гидроксида кальция, Ca (OH) ₂, в 40,00 мл раствора
(г) 10,5 кг Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O в 18,60 л раствора
(д) 7,0 × 10 ⁻³ моль I ₂ в 100,0 мл раствора
(е) 1,8 × 10 ⁴ мг HCl в 0,075 л раствора
Определите молярность каждого из следующих растворов:
(а) 1.457 моль KCl в 1.500 л раствора
(б) 0,515 г H ₂ SO ₄ в 1,00 л раствора
(c) 20,54 г Al (NO ₃) ₃ в 1575 мл раствора
(г) 2,76 кг CuSO ₄ · 5H ₂ O в 1,45 л раствора
(д) 0,005653 моль Br ₂ в 10,00 мл раствора
(е) 0,000889 г глицина, C ₂ H ₅ NO ₂, в 1,05 мл раствора
Задумайтесь над вопросом: какова масса растворенного вещества в 0.500 л 0,30 M глюкозы, C ₆ H ₁₂ O ₆, используется для внутривенной инъекции?
(a) Опишите шаги, необходимые для ответа на вопрос.
(b) Ответьте на вопрос.
Задумайтесь над вопросом: какова масса растворенного вещества в 200,0 л раствора KBr размером 1,556- M ?
(a) Опишите шаги, необходимые для ответа на вопрос.
(b) Ответьте на вопрос.
Рассчитайте количество молей и массу растворенного вещества в каждом из следующих растворов:
(а) 2.00 л 18,5 M H ₂ SO ₄, концентрированная серная кислота
(б) 100,0 мл 3,8 × 10 ⁻⁵ M NaCN, минимальная летальная концентрация цианида натрия в сыворотке крови
(c) 5,50 л 13,3 M H ₂ CO, формальдегид, используемый для «фиксации» образцов тканей
(d) 325 мл 1,8 × 10 ⁻⁶ M FeSO ₄, минимальная концентрация сульфата железа, определяемая по вкусу в питьевой воде
Рассчитайте количество молей и массу растворенного вещества в каждом из следующих растворов:
(а) 325 мл 8.23 × 10 ⁻⁵ M KI, источник йода в рационе
(б) 75,0 мл 2,2 × 10 ⁻⁵ M H ₂ SO ₄, образец кислотного дождя
(c) 0,2500 л 0,1135 M K ₂ CrO ₄, аналитический реагент, используемый в анализах железа
(d) 10,5 л 3,716 M (NH ₄) ₂ SO ₄, жидкое удобрение
Задумайтесь над вопросом: какова молярность KMnO ₄ в растворе 0.0908 г KMnO ₄ в 0,500 л раствора?
(a) Опишите шаги, необходимые для ответа на вопрос.
(b) Ответьте на вопрос.
Задумайтесь над вопросом: какова молярность HCl, если 35,23 мл раствора HCl содержат 0,3366 г HCl?
(a) Опишите шаги, необходимые для ответа на вопрос.
(b) Ответьте на вопрос.
Рассчитайте молярность каждого из следующих растворов:
(а) 0,195 г холестерина, C ₂₇ H ₄₆ O, в 0.100 л сыворотки, средняя концентрация холестерина в сыворотке крови человека
(б) 4,25 г NH ₃ в 0,500 л раствора, концентрация NH ₃ в бытовом аммиаке
(c) 1,49 кг изопропилового спирта, C ₃ H ₇ OH, в 2,50 л раствора, концентрация изопропилового спирта в медицинском спирте
(г) 0,029 г I ₂ в 0,100 л раствора, растворимость I ₂ в воде при 20 ° C
Рассчитайте молярность каждого из следующих растворов:
(а) 293 г HCl в 666 мл раствора, концентрированный раствор HCl
(б) 2.026 г FeCl ₃ в 0,1250 л раствора, используемого как неизвестный в лабораториях общей химии
(c) 0,001 мг Cd ²⁺ в 0,100 л, предельно допустимая концентрация кадмия в питьевой воде
(d) 0,0079 г C ₇ H ₅ SNO ₃ в одной унции (29,6 мл), концентрация сахарина в диетическом безалкогольном напитке.
В 1,0 л молока содержится около 1,0 г кальция, как Ca ²⁺. Какова молярность Ca ²⁺ в молоке?
Какой объем 1.00- M Fe (NO ₃) ₃ раствор можно разбавить, чтобы приготовить 1,00 л раствора с концентрацией 0,250 M ?
Если 0,1718 л раствора 0,3556- M C ₃ H ₇ OH разбавить до концентрации 0,1222 M , каков объем полученного раствора?
Если 4,12 л раствора 0,850 M -H ₃ PO ₄ разбавить до объема 10,00 л, какова концентрация полученного раствора?
Какой объем 0.33- M C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ раствор можно разбавить для приготовления 25 мл раствора с концентрацией 0,025 M ?
Какова концентрация раствора NaCl, которая получается, когда 0,150 л раствора 0,556- M дают испариться до тех пор, пока объем не уменьшится до 0,105 л?
Какова молярность разбавленного раствора, когда каждый из следующих растворов разбавляется до заданного конечного объема?
(а) 1.00 л 0,250- M раствора Fe (NO ₃) ₃ разбавляют до конечного объема 2,00 л
(b) 0,5000 л раствора 0,1222- M C ₃ H ₇ OH разбавляют до конечного объема 1,250 л
(c) 2,35 л 0,350- M раствора H ₃ PO ₄ разбавляют до конечного объема 4,00 л
(d) 22,50 мл 0,025- M раствора C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ разбавляют до 100.0 мл
Какова конечная концентрация раствора, когда 225,5 мл 0,09988- M раствора Na ₂ CO ₃ дают испариться до тех пор, пока объем раствора не уменьшится до 45,00 мл?
Для лаборатории общей химии закуплен флакон объемом 2,00 л с раствором концентрированной HCl. Раствор содержал 868,8 г HCl. Какая молярность раствора?
Эксперимент в лаборатории общей химии требует 2.00- M раствор HCl. Сколько мл 11,9 M HCl потребуется для получения 250 мл 2,00 M HCl?
Какой объем раствора 0,20- M K ₂ SO ₄ содержит 57 г K ₂ SO ₄?
Агентство по охране окружающей среды США (EPA) устанавливает ограничения на количество токсичных веществ, которые могут сбрасываться в канализационную систему. Пределы были установлены для множества веществ, включая шестивалентный хром, который ограничен до 0.50 мг / л. Если промышленность выбрасывает шестивалентный хром в виде дихромата калия (K ₂ Cr ₂ O ₇), какова максимально допустимая молярность этого вещества?

Глоссарий

водный раствор: Раствор, растворителем которого является вода

концентрированный: качественный термин для раствора, содержащего растворенное вещество в относительно высокой концентрации

концентрация: количественная мера относительных количеств растворенного вещества и растворителя, присутствующих в растворе

разбавленный: качественный термин для раствора, содержащего растворенное вещество в относительно низкой концентрации

разведение: Процесс добавления растворителя в раствор с целью снижения концентрации растворенных веществ

растворено: описывает процесс диспергирования растворенных компонентов в растворителе.

молярность ( M ): единица концентрации, определяемая как количество молей растворенного вещества, растворенного в 1 литре раствора

растворенное вещество: компонент раствора присутствует в концентрации меньше, чем у растворителя

растворитель: компонент раствора присутствует в концентрации, которая выше по сравнению с другими компонентами

Решения

Ответы на упражнения в конце главы по химии

2.Нам нужно знать количество молей серной кислоты, растворенной в растворе, и объем раствора.

4. (а) 0,679 M ;
(б) 1,00 M ;
(в) 0,06998 M ;
(d) 1,75 M ;
(д) 0,070 M ;
(ж) 6,6 M

6. (а) определить количество молей глюкозы в 0,500 л раствора; определить молярную массу глюкозы; определить массу глюкозы по количеству молей и ее молярной массе; (б) 27 г

8.(а) 37,0 моль H ₂ SO ₄;
3,63 × 10 ³ г H ₂ SO ₄;
(б) 3.8 × 10 ⁻⁶ моль NaCN;
1,9 × 10 ⁻⁴ г NaCN;
(c) 73,2 моль H ₂ CO;
2,20 кг H ₂ CO;
(г) 5,9 × 10 ⁻⁷ моль FeSO ₄;
8,9 × 10 ⁻⁵ г FeSO ₄

10. (a) Определите молярную массу KMnO ₄; определить количество молей KMnO ₄ в растворе; по количеству молей и объему раствора определяют молярность; (б) 1.15 × 10 ⁻³ M

12. (а) 5.04 × 10 ⁻³ M ;
(б) 0,499 M ;
(c) 9.92 M ;
(г) 1,1 × 10 ⁻³ M

14. 0,025 М

16. 0,5000 л

18. 1,9 мл

20. (а) 0,125 M ;
(б) 0,04888 M ;
(c) 0,206 M ;
(д) 0,0056 M

22. 11.9 M

24.1,6 л

Концентрация, атомный вес и молярность и закон Авогадро — Программа углубленного изучения почек

Концентрация, атомный вес и молярность и закон Авогадро

Концентрация

Единицы измерения количества вещества обычно записываются как концентрация, которая представляет собой массу на единицу объема. Выбранная единица объема обычно соответствует ожидаемой концентрации вещества или физиологическому объему — грамм / литр (г / л), миллимоль / литр (ммоль / л), миллиграмм / миллилитр (мг / мл). ).

Если нам известна концентрация вещества (масса / объем) и известен общий объем растворителя, в котором растворено вещество (растворенное вещество) (объем), из этого следует, что общая масса растворенного вещества определяется как концентрация
( масса / объем) x общий объем = общая масса

Аналогично, знание общей массы и концентрации дает общий объем растворителя как
общая масса / концентрация (масса / объем) = общий объем

И, учитывая общую массу и общий объем, дает результат для концентрации как
общая масса / общий объем = концентрация

Атомный вес и молярность

Атомный вес вещества — это присвоенный номер, который позволяет сравнивать относительные массы (веса) различных элементов.По определению, одному атому кислорода присваивается «вес» 16, а атомный вес других элементов определяется по отношению к весу кислорода. В молекуле, то есть в веществе, содержащем два или более разных атома, молекулярная масса равна сумме атомных масс отдельных атомов. Например, молекулярная масса воды (h3O) составляет 18 ([2 x 1] + 16).

Один моль (моль) любого вещества определяется как молекулярный (или атомный) вес этого вещества в граммах.Точно так же один миллимоль (ммоль) равен одной тысячной моля или молекулярной (или атомной) массе в миллиграммах.

Атомный вес натрия (Na +) равен 23. Следовательно, для Na +

23 г = 1 моль

23 мг = 1 ммоль

23 мг Na ⁺ в 1 литре воды = концентрация Na ⁺ ([Na ⁺]) 1 ммоль / л.

Закон Авогадро

Закон Авогадро гласит, что 1 моль любого недиссоциируемого вещества (вещества, которое не может быть далее уменьшено до составных единиц) содержит такое же количество частиц (примерно 6.02 x 10 ²³ = число Авогадро).

Таким образом, 1 ммоль Na + содержит такое же количество атомов, как 1 ммоль Cl-, хотя первый весит 23 мг, а второй весит 35,5 мг. Однако 1 ммоль NaCl (58,5 мг) в значительной степени диссоциирует на ионы Na + и Cl- и, следовательно, содержит почти вдвое больше частиц.

Концентрация незаряженных молекул, например глюкозы и мочевины, также может быть измерена в миллимолях на литр, и это обычно тот случай, когда используется Systeme International (единицы СИ).Однако в других местах они чаще измеряются в клинической лаборатории в миллиграммах на децилитр (мг / дл или мг%). Молекулярная масса (мол. Масса) глюкозы составляет 180. Следовательно, концентрация глюкозы 180 мг / л (или 18 мг / дл) равна 1 ммоль / л. Чтобы перевести миллиграммы на децилитр в миллимоли на литр, можно использовать следующую формулу:

ммоль / л = (мг / дл x 10) ÷ моль массы)

P / N 101820-01 Ред. B 03/2021

Как найти концентрацию вещества

Концентрация — величина, характеризующая содержание вещества в единице массы или объема смеси.Это можно выразить по-разному. Выделяют следующие концентрации: массовая доля, мольная доля, объемная доля и молярная концентрация.

Инструкция по эксплуатации

Массовая доля — это отношение массы вещества к массе раствора или смеси: w = m (v) / m (r-ra), где w — массовая доля, m (v) — масса вещество, m (r-ra) — масса раствора, или w = m (v) / m (см), где m (см) — масса смеси.Выражается в долях единицы или процентах.

Дополнительные формулы, которые могут понадобиться для решения задач о массовой доле вещества:

1) m = V * p, где m — масса, V — объем, p — плотность.

2) m = n * M, где m — масса, n — количество вещества, M — молярная масса.

Мольная доля — это отношение количества молей вещества к количеству молей всех веществ: q = n (c) / n (общее), где q — мольная доля, n (c) — количество определенного вещества, n (total) — общее количество веществ.

Дополнительные формулы:

1) n = V / Vm, где n — количество вещества, V — объем, Vm — молярный объем (при нормальных условиях это 22,4 л / моль).

2) n = N / Na, где n — количество веществ, N — количество молекул, Na — постоянная Авогадро (это постоянная величина, равная 6,02 * 10 в 23-й степени 1 / моль).

Объемная доля — это отношение объема вещества к объему смеси: q = V (дюйм) / V (см), где q — объемная доля, V (дюйм) — объем вещества, V (см) — объем смеси.

Молярная концентрация — это отношение количества данного вещества к объему смеси: Cm = n (v) / V (см), где Cm — молярная концентрация (моль / л), n — количество вещества. (моль), V (см) — объем смеси (л). Решаем проблему молярной концентрации. Определите молярную концентрацию раствора, полученного растворением 42,6 г сульфата натрия в 300 г воды, если плотность полученного раствора составляет 1,12 г / мл. Запишем формулу для расчета молярной концентрации: Cm = n (Na2SO4) / V (см).Мы видим, что необходимо найти количество вещества натрия и объем раствора.

Вычисляем: n (Na2SO4) = m (Na2SO4) / M (Na2SO4).

M (Na2SO4) = 23 * 2 + 32 + 16 * 4 = 142 г / моль.

n (Na2SO4) = 42,6 / 142 = 0,3 моль.

Ищем объем раствора: V = m / p

m = m (Na2SO4) + m (h3O) = 42,6 + 300 = 342,6 г.

V = 342,6 / 1,12 = 306 мл = 0,306 литра.

Подставляем в общую формулу: Cm = 0.3 / 0,306 = 0,98 моль / л. Задача решена.

примечание

Массовые, объемные и мольные доли выражены в долях единицы или процентах, а молярная концентрация — в моль / л.

«Учебник химии», Г.П. Хомченко, 2005.
формула концентрации вещества
Решение задач для концепции «процент

Калькулятор молярной концентрации раствора

— PhysiologyWeb

Примечание: Некоторые функции этого сайта требуют, чтобы ваш браузер поддерживал JavaScript. В вашем браузере не включен JavaScript. Без JavaScript вы не сможете использовать некоторые функции этого сайта. Либо включите JavaScript в своем браузере, либо используйте другой компьютер, на котором включен JavaScript.

Калькулятор молярной концентрации раствора

Предназначенный для использования как в учебной, так и в исследовательской лаборатории, этот калькулятор (см. Ниже) может использоваться для выполнения ряда различных расчетов для приготовления растворов молярных , начиная с твердого материала.Например, известная молекулярная масса химического вещества может использоваться вместе с желаемым объемом раствора и концентрацией растворенного вещества для определения массы химического вещества, необходимого для приготовления такого раствора. С другой стороны, если желаемая концентрация известна, но доступно только небольшое количество (т. Е. Масса) химического вещества (например, когда покупается очень небольшое количество, например, 10 мг), то общий объем раствора может можно рассчитать, в котором твердый материал должен быть растворен для достижения желаемой конечной концентрации.

Уравнение молярной концентрации раствора

C — молярная концентрация в моль / л (молярная или молярная). Это также обозначается как молярность , что является наиболее распространенным методом выражения концентрации растворенного вещества в растворе. Молярность определяется как количество молей растворенного вещества, растворенного в литре раствора (моль / л = M). 1 М раствор — это раствор, в котором ровно 1 моль растворенного вещества растворен в общем объеме раствора ровно 1 л.Используя префиксы SI, концентрация также может быть выражена в различных долях молярной концентрации, таких как ммоль / л (мМ), мкмоль / л (мкМ), нмоль / л (нМ), пмоль / л (пМ) и т. Д.
м — масса (т.е. вес) растворенного вещества в граммах (г), которое необходимо растворить в объеме V раствора, чтобы получить желаемую молярную концентрацию ( C ).
V — объем раствора в литрах (л), в котором указанная масса ( м ) растворенного вещества должна быть растворена для получения желаемой молярной концентрации ( C ).Обратите внимание, что V — это конечный или общий объем раствора после добавления растворенного вещества к растворителю.
MW — молекулярная масса в г / моль. Молекулярный вес также называют формульным весом, и, фактически, многие ученые предпочитают использовать последний. Молекулярная масса может быть получена из молекулярной формулы, таблиц данных или этикетки на бутылке, содержащей интересующее химическое вещество.

Калькулятор молярной концентрации раствора

Каждая ячейка калькулятора, показанная ниже, соответствует члену в приведенной выше формуле.Введите соответствующие значения во все ячейки, кроме той, которую вы хотите вычислить. Следовательно, по крайней мере три ячейки должны иметь значения, и не более одной ячейки может быть пустой . Значение пустой ячейки будет рассчитано на основе других введенных значений. После выполнения вычисления вычисленная ячейка будет выделена, и последующие вычисления будут вычислять значение выделенной ячейки (без требования иметь пустую ячейку). Однако пустая ячейка имеет приоритет над выделенной ячейкой.

Для удобства этот рабочий лист позволяет вам выбирать различные единицы массы, объема и концентрации, и для вас выполняются необходимые преобразования для получения значения пустой ячейки в желаемых единицах. Обратите внимание, что единица измерения молекулярной массы должна быть г / моль.

Комментарии и / или инструкции по приготовлению

Размещено: четверг, 1 марта 2001 г.
Последнее обновление: суббота, 23 декабря 2017 г.

Как рассчитать разбавление

расчетов очень важны в химии.

Сначала нам нужно понять, что такое разбавление:
Разбавление — это когда у вас есть раствор определенной концентрации и вы добавляете больше растворителя (помните: вещество, которое растворяет!), Чтобы уменьшить концентрацию. Если вы добавляете больше растворителя, объем всего раствора будет увеличиваться по мере уменьшения концентрации раствора. Вы можете найти концентрацию или объем концентрированного или разбавленного раствора, используя уравнение: M1V1 = M2V2, где M1 — молярная концентрация (моль / литры) концентрированного раствора, V2 — объем концентрированного раствора, M2 — молярная концентрация разбавленного раствора (после добавления большего количества растворителя), а V2 — объем разбавленного раствора.

Приведем пример! Допустим, у вас есть 12 M (M = моль / л) раствор соляной кислоты. Вы хотите разбавить эту концентрированную HCl водой так, чтобы у вас было 50 мл 3 М раствора соляной кислоты. Сколько миллилитров 12 M HCl вам понадобится для приготовления 3 M раствора? Что ж, давайте вернемся к нашему уравнению разбавления: M1V1 = M2V2. Чтобы использовать это уравнение, нам нужно выяснить, что нам дает проблема. Существует концентрированный 12-молярный раствор HCl (M1), и мы хотим получить 50 миллилитров (V2) 3-молярного раствора HCl (M2).Итак, решаем для V1: сколько концентрированного раствора нам понадобится. Подставляя числовые значения в уравнение, мы получаем: (12 моль / л) (V1) = (3 моль / л) (50 мл). Затем мы можем умножить 3 моль / л на 50 мл, чтобы получить 150 мл * моль / л. Затем мы делим 150 мл * моль / л на 12 моль / л (единицы моль / л сокращаются), и мы получаем 12,5 мл! Итак, нам нужно 12,5 мл 12 М HCl, разбавленного водой до 50 мл, чтобы создать 3-молярный раствор HCl.

— От репетитора TutaPoint.com Кейтлин Кениг. Кейтлин преподает в TutaPoint по физике, физике, химии, базовым математическим навыкам, алгебре 2, алгебре 1, китайскому языку.com

Формулы для пересчета концентраций растворов

Как найти концентрацию вещества

Молярность | Задача 1 — 3

§ Задача на растворы. Задачи на концентрацию

Задача № 322 (2) из Петерсона 6 класс (2010 г.)

Задача № 353(2) из Петерсона 6 класс (2010 г.)

Сложная задача на растворы

Конвертер молярной концентрации • Гидравлика и гидромеханика — жидкости • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Общие сведения

Факторы, влияющие на молярную концентрацию

Единицы

Как найти молярную концентрацию

Примеры

Применение

В фармацевтике

Частый вопрос: Как найти массу вещества через концентрацию?

Как найти массу вещества в растворе зная объем?

Как вычислить концентрацию вещества в растворе?

Как найти массу растворенного вещества формула?

Как найти массу если есть объем?

Как найти массу сухого вещества в растворе?

Как найти массу через концентрацию и объем?

Как приготовить водный раствор вещества определенной концентрации?

Как рассчитать процент вещества в растворе?

Как определить процентное содержание вещества в растворе?

Как можно найти массу вещества?

Как найти m растворенного вещества?

Как найти массу вещества из массовой доли?

Как найти массу силу тяжести?

Как найти массу и объем газа?

Как найти количество вещества Если дан объем?

расчет концентрации эмульсии и формула разбавления

Закон разбавления

Правило креста

Закон разбавления

Правило креста

4.4: Измерение концентраций растворов

Введение

Концентрация растворенного вещества

Приготовление раствора с твердым растворенным веществом.

Концентрации ионов в растворе

Приготовление растворов с исходными концентрированными растворами (разведение).

Авторы и ссылки

Как рассчитать концентрацию ионов в растворе?

3,3 Молярность — химия

Цели обучения

Пример 1

Пример 2

Пример 3

Пример 4

Пример 5

Пример 6

Пример 7

Пример 8

Химия: упражнения в конце главы

Глоссарий

Решения

Концентрация, атомный вес и молярность и закон Авогадро — Программа углубленного изучения почек

Концентрация, атомный вес и молярность и закон Авогадро

Концентрация

Атомный вес и молярность

Закон Авогадро

Как найти концентрацию вещества

— PhysiologyWeb

Author: alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики