Как решать задачи на концентрацию растворов по химии: Задачи на растворы. — ХИМИЯ. Просто.Доступно.Наглядно.

Содержание

Методика решения задач по химии на изменение концентрации раствора

 

 

В задачах, связанных с добавлением к раствору определенного количества растворителя или растворенного вещества, необходимо сначала рассчитать массу растворенного вещества в исходном растворе, а затем использовать ее для дальнейших вычислений. Условие каждой задачи для большей наглядности лучше изобразить в виде рисунка.

Задача 1.
К 180,0 г 8% -ного раствора хлорида натрия добавили 20 г NaС1. Массовая доля хлорида натрия в образовавшемся растворе равна ....% (запишите число с точностью до десятых).
Дано:
масса исходного раствора: mисх.р-ра = 180 г;
массовая доля NaС1 в исходном растворе:  (NaС1)в исх р-ре = 8%;
масса добавленной соли NaС1: m(NaСl)добавл = 20 г.
Найти:
массовую долю соли в конечном растворе:  (NaС1)в кон/ р-ре
Решение:
Условие задачи удобно отобразить в виде рисунка:

1. Находим массу NaСl в исходном растворе:

2. Масса NaС1 в конечном растворе представляет собой сумму:

m(NаС1)в кон.р.ре = m(NаС1)в исх. р.ре + m(NаС1)добавл. = 14,4+ 20 = 34,4 г.

3. Массу добавленной соли учитываем и в массе конечного раствора:

mкон. р-ра  = mисх. р-ра + m(NаС1)добавл. = 180 + 20 = 200 г.

4. Полученные данные позволяют определить массовую долю в конечном растворе:

Ответ: (NaС1)в исх р-ре = 17,2%.


Задача, в которой добавляется некоторое количество воды к порции раствора известной концентрации, решается по тому же алгоритму.

В задаче на смешение двух растворов требуется проводить немного большее количество расчетов. В этом случае необходимо вычислить массу растворенного вещества в каждом из
исходных растворов.

Задача 2.
Смешали 200 г 20%-ного раствора NаОН с 218 мл 10%-ного раствора того же вещества (p = 1,11 г/мл). Массовая доля щелочи в полученном растворе. ...% (Запишите число с точностью до десятых).

Дано:
масса первого раствора NаОН: m1 исх р-ра = 200 г;
массовая доля NаОН в первом р-ре: со(МаОН)

в 1 исх р-ре = 20% ;
объем второго раствора NаОН: V2исх.р-ра = 218 мл;
массовая доля NаОН во втором р-ре: (NаОН) во 2 исх. р-ре = 10% ;
плотность второго исходного раствора: р2 исх. р.р=1,11 г/мл.
Найти: массовую долю NаОН в конечном р-ре:  (NаОН)в кон р-ре
Решение:
Условие задачи удобно отобразить в виде рисунка:

При решении данной задачи необходимо определить массу NаОН в каждом из исходных растворов. Далее найти суммарную массу конечного раствора и массу NаОН в нем. После этого вычисляем искомую величину.
Схематично алгоритм решения можно отразить так:

1. Находим массу NаОН в первом исходном растворе:

2. Находим массу второго исходного раствора:

m2 исх. р-ра = V2 исх. р-ра. p 2 исх. р-ра = 218 . 1,11 = 242 г.

3. Находим массу NаОН во втором исходном  растворе:

m(NaOH)в кон. р-ре = m(NaOH)в 1 исх. р-ре + m(NaOH)во 2 исх. р-ре = 40 + 24,2 = 64,2 г.

5. Находим массу конечного раствора:

mкон. р-ра = m1 исх. р-ра  +  m2 исх. р-ра = 200 + 242 = 442 г.

6. Находим массовую долю NаОН в конечном растворе:

Округляем полученное значение до десятых.
Ответ: (NaOH)в кон.р-ре  = 14,5%.


В задаче на выпаривание масса раствора уменьшается обычно за счет удаления растворителя. При этом масса растворенного вещества остается прежней, что приводит к увеличению концентрации.
 

Задача 3.
Определите массу воды, которую необходимо выпарить из 2 л 10% раствора NаОН (р = 1,11 г/мл) для повышения массовой доли NаОН в нем до 15% . Ответ: ... г (запишите число с точностью до целых).

Дано:
объем исходного раствора: Vисх. р-ра = 2 л;
плотность исходного раствора: рисх р-ра =1,11 г/мл;
массовая доля NаОН в исходном р-ре: (NаОН)в исх р.ре = 10% ;
массовая доля NаОН в конечном р-ре:(NаОН)в кон р-ре = 15%
Найти: массу испарившейся воды: m(Н2О)испарили = ?

Решение:
При выпаривании водного раствора NаОН улетучиваться будет только вода. Масса NаОН будет одинаковой как в исходном, так и в конечном растворе.
Схематично алгоритм решения можно представить следующим образом:

1. Найдем массу исходного раствора:

m исх. р-ра = V исх. р-ра. рисх. р-ра
V исх. р-ра = 2 л = 2000 мл
mисх. р-ра = 2000 . 1,11 = 2220 г.

2. Найдем массу NаОН в исходном растворе:

3. Определим массу конечного раствора:

4. Уменьшение массы раствора произошло только из-за испарения воды, следовательно, по разнице масс исходного и конечного растворов можно найти массу улетучившейся воды:

m(Н2О)испарилось = mисх р-ра – mкон. р-ра = 2220 - 1480 = 740 г.

Ответ: m(Н2О)испарилось = 740 г.


В условиях некоторых задач предполагается выведение из раствора в виде газа легколетучего растворенного вещества (например МН3; НС1; Н2S или растворенного в воде органического вещества). Для решения таких задач необходимо считать неизменной массу растворителя (воды).

Задача 4.
При нагревании 200 г 25%-ного раствора аммиака 20 г этого вещества улетучилось. Массовая доля аммиака в растворе после нагревания равна... % (запишите число с точностью до десятых).

Дано:
масса исходного раствора: mисх р-ра = 200 г;
массовая доля NН3 в исходном растворе:  (NН3)в исх. р-ре = 25% ;
масса улетучившегося аммиака: m(NН3)улетучилось = 20 г.
Найти: массовую долю NH3 в конечном р-ре:  (NН3)в кон. р ре =?
Решение:
Схематично алгоритм решения можно представить следующим образом:

1. Находим массу NН3 в исходном растворе:

2. Находим массу NН3 в конечном растворе:

m(NH3) в кон. р-ре = m(NH3) в исх. р-ре - m(NН3)улетело = 50 - 20 = 30 г.

Находим массу конечного раствора1:

mкон р-ра

= mисх р-ра - m(NН3)улетучилось = 200 - 20 = 180 г.

4. Находим массовую долю аммиака в конечном растворе:

Округляем значение, согласно требованию условия, и получаем:  (NН3)в кон. р-ре = 16,7% .
Ответ: (NН3)в кон. р-ре = 16,7% .

Комментарии:
1При решении данной задачи учащиеся часто забывают найти массу
конечного раствора. После определения массы оставшегося аммиака они для нахождения массовой доли NH3 в конечном растворе ошибочно делят массу оставшегося NH3 на массу исходного раствора.
Избежать этой распространенной ошибки помогают комментарии каждой записанной величины. Например, следует записывать mкон. р-ра, а не mр-ра ; m(NH3)в кон. р-ре, а не m(NH3).


Источник:
ЕГЭ. Химия. Расчетные задачи в тестах ЕГЭ. Части А, В, С / Д.Н. Турчен. — М.: Издательство «Экзамен», 2009. — 399 [1]с. (Серия «ЕГЭ. 100 баллов»). I8ВN 978-5-377-02482-8.


Массовая доля и молярная концентрация вещества в растворе Решение расчётных задач - книга

Массовая доля и молярная концентрация вещества в растворе Решение расчётных задач - книга | ИСТИНА – Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных

Массовая доля и молярная концентрация вещества в растворе Решение расчётных задачкнига

  • Авторы: Бердоносов П.С., Бердоносов С.С.
  • Год издания: 2018
  • Место издания: Филиал МГУ в г Баку Баку
  • Объём: 32 страниц
  • Тираж: 50 экз.
  • Учебное пособие без грифа
  • Аннотация: Данная разработка написана в помощь студентам 1 -го курса филиала химфака МГУ имени М.В.Ломоносова в г. Баку (республика Азербайджан). Надеемся, что она поможет студентам приобрести надёжный навык использования алгебраических приемов при решении задач на определение массовой доли растворённого вещества и молярной концентрации и продемонстрирует тесное взаимодействие химии и математики. Авторы разработки, опираясь на свой многолетний опыт преподавания химии, рассмотрели наиболее рациональные (по их мнению) приёмы решения типичных задач по данной теме. Нужно отметить, что умение решать такие задачи важно для всех разделов химии. Надеемся, что знакомство с разработкой повысит качество обучения и будет полезно в будущей практической деятельности выпускников-химиков.
  • Добавил в систему: Бердоносов Петр Сергеевич

Решение задачи

1. Поскольку при сжигании Х были получены только углекислый газ и вода, Х могло содержать углерод, водород и кислород. Найдем количество образовавшихся при сгорании Х веществ: n(СО2) = 10,08 / 22,4 = 0,45 моль; n(Н2О) = 3,6 /18 = 0,2 моль. Следовательно, количество углерода и водорода, содержащееся в сжигаемой навеске Х равно: n(С) = 0,45 моль; n(Н) = 0,4 моль; n(О) = (6,6 - (0,45 × 12 + 0,4 × 1)) / 16 = 0,05 моль. Установим простейшую формулу соединения Х: С : Н : О = 0,45 : 0,4 : 0,05 = 9 : 8 : 1, т.е. С9Н8О. Поскольку плотность паров соединения Х по воздуху не превышает 5, его молярная масса не должна превышать 5 × 29 = 145 г/моль. Молярная масса вещества, имеющего формулу С9Н8О (совпадающую с простейшей) равна 132 г/моль, следовательно, соединение Х имеет молекулярную формулу С9Н8О.

2-3. Поскольку соединение содержит один атом кислорода, оно может быть спиртом, альдегидом, кетоном или простым эфиром.

Х реагирует с аммиачным раствором оксида серебра(I), при нагревании его с гидроксидом меди(II) наблюдается выпадение красного осадка. Эти реакции указывают на наличие альдегидной группы в составе Х (Х можно отнести к классу альдегидов).

Т.к. вещество Х обесцвечивает бромную воду, оно может содержать в составе молекулы кратные связи (Х можно отнести к непредельным соединениям). Поскольку при окислении перманганатом калия образуется бензойная кислота (Х можно отнести к ароматическим соединениям), единственным соединением, которое удовлетворяет всем условиям, является 3‑фенилпропеналь (коричный альдегид).

3.Уравнения описанных в условии задачи реакций:

4. Коричный альдегид может существовать в виде цис- и транс-изомеров.

Комфорт, безопасность, производительность, ценность

Москва, 19 авг - ИА Neftegaz.RU. Рабочий процесс на промышленных предприятиях непрерывен. Как правило, он не зависит ни от времени года, ни от погодных условий. Однако сезон и климат в целом значительно влияют на подбор спецодежды для персонала. Грамотный подход в решении этой задачи оказывает прямое положительное воздействие на производительность труда специалистов.

Основные климатические параметры, которым уделяется внимание при выборе спецодежды – это температура окружающей среды, влажность и сила ветра.
В первую очередь в любое время года рабочая одежда должна обладать хорошей паропроницаемостью – способностью материала «дышать». Также для работников, которые трудятся на открытом воздухе, важна спецодежда с непромокаемыми и непродуваемыми свойствами. Поэтому одежда изготавливается либо из более легких натуральных или смесовых тканей, либо из технологичных мембранных материалов, которые отвечают сразу всем требованиям защиты от дождя и ветра, имеют высокие показатели «дышимости».

Спецодежда также должна иметь повышенную стойкость к износу. И важно, что при многочисленных стирках ее защитные свойства (например, для работников нефтегазовой отрасли – защита от открытого пламени, от накопления статического электричества на одежде, от воздействия сырой нефти и нефтепродуктов, кислот и щелочей и пр.) должны сохраняться на протяжении всего срока службы.

Правильный выбор спецодежды для защиты от плохой погоды дает множество преимуществ для пользователя. Ведь когда обеспечивается комфорт рабочего, это положительно влияет на многие аспекты безопасности и производительности – рабочие, которых не отвлекает физический дискомфорт, могут сосредоточиться на своей работе и повышении эффективности.

Так, спецодежда с известной технологией GoreTex® «от дождя» – это целый комплекс характеристик:

  • Водонепроницаемую и ветрозащитную конструкцию.
  • Способность пакета материала «дышать».
  • Легкие ткани, которые быстро высыхают.
  • Дизайн одежды, обеспечивающий свободу движений.
Если работники трудятся на открытых площадках, то лучшую защиту обеспечит спецодежда из инновационных тканей с мембранами. Она адаптируется к теплу, холоду, ветру, атмосферным осадкам.

Правильно подобранное средство индивидуальной защиты в ненастную погоду существенно повышает производительность труда.
Теперь в России есть производитель, выпускающий мембранную спецодежду высокого качества с целым комплексом защитных свойств от вредных факторов производства для работы в сложных условиях.

Совместная уникальная разработка 2021 г. «Техноавиа» и W.L.GORE – костюм «Флеймгард» для работников нефтегазовой отрасли, чья работа связана с рисками кратковременного воздействия открытого пламени, воздействием нефти и нефтепродуктов, жидких химических веществ, с деятельностью в условиях плохой видимости и на открытом воздухе.

И этот аспект особенно важен, когда встает вопрос – сколько времени человек работает на улице, какие осадки могут быть в это время, какая температура воздуха, скорость, сила ветра и прочее.


Технология изготовления полностью соответствует требованиям GORE-TEX®. Применяемые материалы, конструкция костюма и технология производства обеспечивают высокие защитные свойства костюма в сложных и опасных условиях труда.

Защитные свойства:

  • Со – сигнальная одежда повышенной видимости, 3 класс
  • Нсмл – от сырой нефти, нефтяных масел, нефтепродуктов легких и тяжелых фракций, 1-2 класс защиты
  • То – от кратковременного воздействия пламени, уровень А (ограниченное распространение пламени)
  • Вн – от воды, водонепроницаемая, 3 класс
  • К 50 – от кислот концентрации до 50%, 2 класс
  • Щ 50 – от растворов щелочей концентрации выше 20%
  • Ми З – от механических воздействий (истирание) и ОПЗ
  • Эс – для защиты от электростатических зарядов

объяснение и примеры для сдачи ЕГЭ

В реальной жизни вам вряд ли пригодится решение задач по химии «методом креста», например. Это больше подходит тем, кто претендует на участие в олимпиадах или занятия научной деятельностью. Но такие люди и без нас знают, как правильно решать задачи по химии по теме растворы.

Если же вам просто нужно сдать какой-то экзамен и забыть про этот совершенно непонятный и крайне сложный предмет раз и навсегда, мы предлагаем вам полезную информацию, которая поможет освоить хотя бы базовое решение задач на смешивание растворов по химии.

Правило смешивания или «Конверт Пирсона»

Довольно часто учащиеся сталкиваются с задачами по приготовлению растворов с определенной массовой долей вещества, растворенного в этом растворе, или же на смешение растворов различной концентрации. И диагональная модель «конверта Пирсона» в этом случае станет идеальным методом решения задач на концентрацию растворов по химии.

На заметку!

Конверт Пирсона имеет другое более распространенное название – правило креста.

 

Общая химия предлагает множество способов решения задач по растворам. вот самые применяемые

 

Итак, возьмем в качестве примера задачу на растворы по химии с решением.

Допустим, необходимо сделать раствор с определенной концентрацией. При этом у нас в распоряжении 2 раствора с разной степенью концентрацией, нам не подходящей (то есть у одного концентрация выше, у второго – ниже).

Массу первого раствора обозначим m1, а второго - m2. При смешивании обоих растворов их общая масса будет рассчитываться путем суммы обеих масс.

В этом примере очевидно, что отношение массы первого раствора к массе второго – это и будет отношение разности массовых долей растворенного в них вещества и во втором растворе к разности соответствующих величин в первом растворе и в смеси в целом.

Есть и другое название у этой формулы – диагональная схема правила смешения.

Делается это так: одна массовая доля пишется над другой. Правее между ними записывается массовая доля вещества в растворе, который необходимо приготовить по условию. Затем идет процесс вычитания по диагонали – из большего значения вычитывается меньшее. Итог вычитаний покажет массовую долю для обоих растворов, которые нужны для приготовления раствора концентрации, нам необходимой.

И если применить это диагональное правило (или правило креста) на практике, давайте приведем вам такой пример:

Пожалуй, на этом закончим рассматривать самые основные способы решения задач по химии на растворы. Если хорошенько вдуматься, то ничего сложного в этом нет. Если это все же вызывает у вас недоумение, не расстраивайтесь – наши авторы готовы в любое время дня и ночи не только решить для вас задачи по химии любой сложности, но и при необходимости сдать экзамен по этому невероятно сложному предмету! Например, заказать речь на защиту диплома вы можете по ссылке. Вам останется только наслаждаться жизнью!

Автор: Наталья

Наталья – контент-маркетолог и блогер, но все это не мешает ей оставаться адекватным человеком. Верит во все цвета радуги и не верит в теорию всемирного заговора. Увлекается «нейрохиромантией» и тайно мечтает воссоздать дома Александрийскую библиотеку.

Задачи по химии, решение задач по химии

На практике мы иногда сталкиваемся с задачами, связанными с определением количественной оценкой веществ, вступающих в химические реакции, оценкой количества получаемых в этой реакции продуктов, интересующих нас веществ. Хозяйкам наверняка часто приходится определять процентное содержание того или иного вещества в растворе и сколько того или другого вещества при этом надо взять. Как правильно рассчитать количество вещества, которое бы нейтрализовало или обезвредило другое вещество? Сколько газа выделится, если к раствору лимонной кислоты добавить соду? Как приготовить, например, 5%-й раствор марганцовки, а также много других задач, встречаемых в бытовой практике.

Цель статьи Решение задач по химии - показать, как можно легко решать подобные задачи, не прибегая к сложным химическим расчётам, а применяя лишь общие знания из курса математики и немного общих знаний из химии.

Что нужно знать для решения задач по химии

Кстати, что Вам необходимо знать для решения простых задач по химии:
M - молярная масса (молекулярная масса вещества) - эту величину для простых веществ берут из таблицы Менделеева (число, записанное в правом нижнем углу каждого элемента, например, у углерода M(C)=12,01115 г/моль, при этом дробную часть обычно отбрасывают). Если это газ (например, водород), то M(H2) =1 x 2 =2 г/моль), и так для всех элементов - газов.
В основном мы имеем дело со сложными веществами, молярная масса которых равна сумме молярных масс входящих в него простых элементов, например, углекислый газ (CO2): M(CO2) = 12+16x2 = 44 г/моль.
W - концентрация вещества - это сколько вещества по массе содержится в 100 г раствора, например 5% раствор содержит 5 г сухого вещества и 95 г растворителя.

Ну что ж, рассмотрим наиболее широко распространённую задачку о том, как определить процентное содержание вещества в растворе и сколько нужно взять при этом вещества и самого раствора.

Задача по химии 1

Имеется 200 мл 25% раствора уксусной кислоты (CH3 -COOH). Сколько нужно взять воды, чтобы из этого раствора приготовить раствор 5% уксусной кислоты?

Решение:

раствора) = (М растворенного вещества) + (М растворителя)

1) По формуле W1 = (M вещества) / (М раствора) определим массу растворенного вещества:
(M вещества) = W1 x (М раствора), т.е. 0,25 x 200 = 50 г.

2) Чтобы получить раствор меньшей концентрации, нужно его разбавить водой, при этом масса растворенного в нём вещества не изменется. Поэтому запишем такую же формулу для нового раствора:
W2 = (M вещества) / ( М растворенного вещества + М растворителя ). Подставив числа, получим:
0,05 = 50 / (М растворителя + 50), откуда находим, что М растворителя = 950 г.

3) Итак, масса нового раствора будет равна (М растворенного вещества) + (М растворителя) = 50 + 950 = 1000 г (1л). Зная массу имевшегося раствора (200 г) и массу нового раствора (1000 г) определяем, что выду нужно добавить 800 г. Ответ: 800 г.

Иногда требуется решить обратную задачу:

Имеется раствор 250 г с концентрацией 5%. Требуется определить, сколько необходимо взять растворимого вещества, чтобы повысить концентрацию раствора до 25%?
Решение:

1) Воспользуемся формулой W1 = (M вещества) / (М раствора) и определим массу рстворимого вещества в имеющемся 5% растворе и массу воды в этом растворе:
(M вещества) = 0,05 x 250 = 12,5 г., значит масса (М растворителя) = (М раствора) - (M вещества) = 250 - 12,5 = 237,5 г.

2) Запишем формулу для нового раствора:
W2 = (M нового вещества) / ( М нового вещества + М растворителя ). Подставив числа, получим:
0,25 = (M нового вещества) / ( М нового вещества + 237,5 ), откуда М нового вещества = 79,16 г.

3) Итак, в ранее имевшемся 5% рстворе содержалось 12,5 г растворенного вещества, а в новом растворе его содержится 79,16 г., значит для получения нового раствора нужно добавить 79,16- 12,5 г = 66,66 г вещества. Ответ: 66,66 г.

Здесь вы можете рассчитать свои растворы, их концентрации для своих практических целей, проверить себя!

Задача по химии 2

Задача на определение количества продуктов реакции или реагентов.
Допустим такое условие. Нам нужно обезвредить кислую среду. Вы случайно разлили 200 мл соляной кислоты (HCl), а под руками оказалась стиральная сода (Na2CO3) (или второе её название - кальцинированная сода). Так вот: сколько нужно взять стиральной соды, чтобы обезвредить 200 мл соляной кислоты!?

Решение:

Запишем уравнение химической реакции соляной кислоты со стиральной содой:

2HCl + Na2CO3 => 2NaCl + H2O + CO2.

Из начального курса химии мы знаем, что при реакции кислоты с солью образуется другая кислота (более слабая) и другая соль. В нашем случае образуется угольная кислота, которая сразу же распадается на воду и углекислый газ, и раствор поваренной соли. Теперь по таблице Менделеева нужно определить молекулярные массы веществ соляной кислоты (2 х HCl) и стиральной соды (Na2CO3). Молекулярная масса с ложного вещества считается как сумма масс входящих в него веществ с учётом количества атомов в молекуле и числа молекул!
Например молекулярная масса 2-x молекул HCl: Mr (HCl) = 2 x (1+ 35,5)= 73 г/моль;
молекулярная масса 1 молекула Na2CO3: Mr (Na2CO3) = 2 х 23 + 12 + 16 х 3)= 106 г/моль
Теперь осталось составить пропорцию:
73 мл (HCl) вступают в реакцию с 106 г Na2CO3
200 мл (HCl) вступают в реакцию с X г Na2CO3, откуда находим, что X = 200 х 106 / 73 = 290 г.
Так вот, чтобы обезвредить 73 мл разлитой кислоты (концентрированной) нужно её смешать с 290 г стиральной соды. Всё!

Такая химическая задачка может немного усложниться, если учитывать концентрацию кислоты. В этом случае, мы должны посчитать, сколько чистого вещества находится в растворе (как в предыдущей задаче 1), а затем составить пропорцию с найденным количеством соляной кислоты. Но в любом случае если даже кислота будет иметь меньшую концентрацию, то наше решение с избытком удовлетворит решение, так как, в таком случае сода будет взята в избытке!

Задача по химии 3

Нужно рассчитать, сколько % каждого простого вещества находится в сложном веществе - CaSO4 - гипс.

Решение:

Берём таблицу Менделеева и находим общую относительную молекулярную массу CaSO4: (помним, что общая молекулярная сложного вещества равна сумме молекулярных масс входящих в него простых веществ - выбираем из таблицы)
M (CaSO4) = 40 + 32 +16x4 = 136 г/моль
Теперь рассчитываем долю каждого элемента в отдельности:
40:136 =0,29 (29%)
32:136 = 0,24 (24%)
Процентное содержание кислорода находим как оставшуюся часть задачи: (100%-29%-24% = 47%). Вот и всё.

Задача по химии 4

Доводилось ли Вам читать на упаковках продуктов срок годности продуктов! Наверняка! Там стоит дата изготовления и срок хранения при определённой температуре. Но не всегда удаётся хранить продукты при рекомендуемой температуре. Так вот! Можно определить срок хранения продукта, зная условия его рекомендуемого хранения. Итак, задача по химии:
Имеется торт с кремом, срок хранения которого 4 дня при температуре +50C. Вопрос: как долго этот торт можно хранить при температуре +250C?

Решение:

Прежде всего, при решении таких задач (задача по химии на скорость химической реакции) существует правило:
при повышении температуры на каждые 10 0C скорость химической реакции увеличивается в 2...4 раза
откуда следует формула

Vt2 = Vt2*Y (t2-t1) / 10 , где
Vt1 - скорость реакции (рекомендуемая)
Vt2 - скорость реакции при новых условиях

Y - коэффициент равный 2, 3 или 4 (пр решении задач обычно принимается 3)
t1 - температура хранения (рекомендуемая, указанная на упаковке)
t2 - температура хранения при новых условиях

Итак, в нашем случае: t1 = +50C
; t2 = +250C; коэффициент Y = 3
тогда Vt2 / Vt1 = Y(25 - 5) / 10C = 31,5C = 32 = 9 раз.
Итак, если хранить торт при температуре +250C, вместо +50C, то он может храниться по времени в 9 раз меньше, а именно: 4 суток = 96 часов, тогда 96 / 9 = 1,5 часа. Вот так!

Конспект урока химии "Решение задач на растворы" - К уроку - Химия

Интегрированный урок математика + химия

на тему: «Решение задач на растворы»

Задачи:

Образовательные:

1. Актуализировать понятие процента, массовой доли вещества и концентрации вещества.

2. Познакомить с нестандартным способом решения задач на смешивание двух растворов разной концентрации.

Развивающие:

1. Развивать способности к самостоятельному выбору метода решения задач.

2. Умение обобщать, абстрагировать и конкретизировать знания.

3.Развитие научного мировоззрения, творческого мышления посредством создания проблемной ситуации.

Метапредметные:

- способствовать формированию умений анализировать, сопоставлять, обобщать знания;

- продолжить развивать умение работать в парах;

- воспитывать уважение к мнению других членов коллектива;

- формировать чувство ответственности за свою работу.

Личностные:

- формировать осознанную потребность в знаниях;

- развивать умение управлять своей учебной деятельностью;

Оборудование:

1. Химические препараты и посуда.

2. Мультимедиа проектор.

3. Опорные конспекты.

4. Карточки.

Тип урока: урок объяснения нового материала.

(Проблемное обучение с побудительным диалогом)

Методы обучения: частично-поисковый, репродуктивный,  словесно – наглядно – практический.

Деятельность учителя:

Планирует работу учащихся заранее, осуществляет оперативный контроль, оказывает помощь, поддержку и вносит коррективы в их деятельность.


 

Организационный момент.

Учитель математики: Здравствуйте! Сегодня мы проводим необычный урок - урок на перекрестке наук математики и химии.

Учитель химии: Здравствуйте, ребята! Мы с вами увидим, как математические методы решения задач помогают при решении задач по химии.

А чтобы сформулировать тему урока, давайте проделаем небольшой эксперимент.

(Наливаю в 2 хим. стакана воду, добавляю в оба одинаковое количество сульфата меди.) Что получилось? (Растворы). Из чего состоит раствор? (Из растворителя и растворённого вещества). А теперь добавим в один из стаканов ещё немного сульфата меди. Что стало с окраской раствора? (Он стал более насыщенным). Следовательно, чем отличаются эти растворы? (Массовой долей вещ-ва).

Учитель математики: А с математической точки зрения - разное процентное содержание вещества в растворе.

Итак, тема урока « Решение задач на растворы»

Учитель математики.Цель урока: Рассмотреть алгоритм решения задач на растворы, познакомить с приемами решения задач в математике и химии, расширить знания о значении этих растворов в быту, сформировать целостную картину о взаимосвязи предметов в школе.

Учитель математики: Для урока необходимо повторить понятие процента.

- Что называют процентом? (1/100 часть числа.)

- Выразите в виде десятичной дроби 17%, 40%, 6%

- Выразите в виде обыкновенной дроби 25%, 30%, 7%

- Установите соответствие 40% 1/4

25% 0,04

80% 0,4

4% 4/5


 

Одним из основных действий с процентами – нахождение % от числа.

Как найти % от числа? (% записать в виде дроби, умножить число на эту дробь.)


 

- Найти 10% от 30 (10%=0,1 30*0,1=3)

- Вычислите 1) 20% от 70 2) 6% от 20

3) х% от 7

Учитель химии

– Что такое раствор? (Однородная система, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.)

-- Приведите примеры растворов, с которыми вы встречаетесь в повседневной жизни. (уксус, нашатырный спирт, раствор марганцовки, перекись водорода и др.)

– Какое вещество чаще всего используется в качестве растворителя? (Вода.)

Часто понятие “раствор” мы связываем, прежде всего, с водой, с водными растворами. Есть и другие растворы: например спиртовые раствор йода, одеколона, лекарственные настойки.

Хотя именно вода является самым распространённым соединением и “растворителем” в природе.

¾ поверхности Земли покрыто водой

Человек на 70% состоит из воды.

В сутки человек выделяет 3 литра воды и столько же нужно ввести в организм.

Овощи – 90% воды содержат (рекордсмены-огурцы -98%)

Рыба 80% (рекордсмен у животных – медуза 98%)

Хлеб – 40%

Молоко – 75%

– Что такое массовая доля растворенного вещества? (Отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора.)

– Вспомните формулу для вычисления массовой доли растворенного вещества и производные от нее (w = m (р.в.)/m (р-ра ) ; m (р.в.)= m (р-ра) ×w ; m (р-ра) = m (р.в.)/ w )

– По какой формуле можно рассчитать массу раствора? (m(р-ра) = m (р.в.) + m (р-ля)).

Учитель химии предлагает решить учащимся задачу:

Задача №1 Перед посадкой семена томатов дезинфицируют 15%-ным раствором марганцовки. Сколько г марганцовки потребуется для приготовления 500 г такого раствора? (Ответ: 40 г.)

Решение.

 

Дано: ω% =

ω%=15%

m(р-ра)=500г

m(в-ва)=?

m(в-ва)= m (р-ра) • ω

m(в-ва)=500 • 0,15=75г

Ответ: 75 г марганцовки.

Учитель математики.

– Давайте посмотрим на эту задачу с точки зрения математики. Какое правило на проценты вы применили при решении этой задачи? (Правило нахождения процента от числа.)

15% от 500

500*0,15=75(г)- марганцовки.

Ответ: 75 г.

– Как видите, задачи, которые вы встречаете на химии, можно решать на уроках математики без применения химических формул.

Задачам на растворы в школьной программе уделяется мало времени, но эти задачи встречаются на ОГЭ в 9 классе и ЕГЭ в 11 классах. Рассмотрим пример такой задачи.

Задача №2. При смешивании 10%-го и 30%-го раствора марганцовки получают 200 г 16%-го раствора марганцовки. Сколько граммов каждого раствора взяли?


 

Можно ли решить эту задачу так быстро?

О чем говорится в этой задаче? (о растворах.)

Что происходит с растворами? (смешивают.)

м растворенного в-ва 1 + м раств в= ва 2=м растворенного в-ва 3

Решение:

Раствор

%-е содержание

Масса раствора (г)

Масса вещества (г)

1 раствор

2 раствор

10% = 0,1

30% = 0,3

х

200-х

0,1х

0,3(200-х)

Смесь

16% = 0,16

200

0,16*200


 

0,1х + 0,3(200-х) = 0,16*200

0,1х + 60 – 0,3х = 32

-0,2х = -28

х = 140

140(г)- 10% раствора

200 – 140 = 60(г)-30% раствора.

Ответ: 140г, 60г.

Учитель химии решает задачу методом Квадрата Пирсона.

Учитель математики. Рассмотрим еще один раствор – это уксусная кислота. Разбавленный (6-10%) раствор уксусной кислоты под названием «столовый уксус» используется для приготовления майонеза, маринадов и т.д. Уксусная эссенция 70% раствор. Ее нельзя применять без разбавления для приготовления пищевых продуктов. «Столовый уксус», используют для приготовления маринадов, майонеза, салатов и других пищевых продуктов. Очень часто при приготовлении блюд под руками оказывается уксусная эссенция. Как из нее получить столовый уксус. Поможет следующая задача.

Задача №3. Какое количество воды и 70%-го раствора уксусной кислоты следует взять для того, чтобы приготовить 200 г столового уксуса (8%-ый раствор уксусной кислоты.)

Решение:

Раствор

%-е содержание

Масса раствора (г)

Масса вещества (г)

Уксусная кислота

Вода

70%=0,7

0%=0

х

200-х

0,7х

0

Смесь

7%=0,07

200

0,07*200

0,7х = 0,07*200

0,7х = 14

х = 14:0,7

х = 20

20 (г) – уксусной кислоты

200 – 20 = 180 (г) – воды.

Ответ: 20 г, 180г.

Учитель химии. А сейчас мы решим экспериментальную задачу.

Приготовить 20 г 5%-го раствора поваренной соли. (Расчётная часть). Затем выполняем практическую часть. (Напомнить правила Т-Б).

Решение 1. Расчётная часть

Дано:

ω%=5%

m(р-ра)=20г

m(в-ва)=? m(в-ва) = m (р-ра) · ω

V (р-ля) = ?m(в-ва) = 20 · 0,05 = 1 г.

m(р-ля) = m (р-ра) - m(в-ва)

m(р-ля) = 20 – 1 = 19 г

V (р-ля) = m (р-ля) : ρ= 19г : 1г/мл = 19 мл

Ответ: 1 г соли и 19 мл воды.

2. Экспериментальная часть( Соблюдать правила техники безопасности).

  1. Уравновесить весы.

  2. Взвесить необходимое количество соли.

  3. Отмерить мерным цилиндром воду.

  4. Смешать воду и соль в стакане.


 

Учитель математики. Проведем проверочную работу, в которую включили задачи из сборника для подготовки к экзаменам в 9 классе.

Проверочная работа.

При смешивании 15%-го и 8% -го раствора кислоты получают 70 г 10%-го раствора кислоты. Сколько граммов 15%-го раствора взяли?

 

При смешивании 15%-го и 60% -го раствора соли получают 90 г 40%-го раствора соли. Сколько граммов 15%-го раствора взяли?

 

15%=0,15

х

0,15х

8%=0,08

70-х

0,08(70-х)

см

10%=0,1

70

0,1*70


 

0,15х + 0,08(70-х)=0,1*70

0,15х+ 5,6-0,08х =7

0,07х=7-5,6

0,07х=1,4

х= 1,4:0,07

х=20

20(г)- 15%-го раствора.


 


 

Ответ: 20 г.


 


 

15%=0,15

х

0,15х

60%=0,6

90-х

0,6(90-х)

40%=0,4

90

0,4*90


 

0,15х+0,6(90-х)=0,4*90

0,15х+54-0,6х=36

-0,45х=36-54

-0,45х =-18

х=18:0,45

х=40

40(г)-15% раствора.


 


 

Ответ: 40 г.


 

Подведение итогов урока

Учитель химии.

– Посмотрите на содержание всех решенных сегодня задач. Что их объединяет? (Задачи на растворы.)

– Действительно, во всех задачах фигурируют водные растворы; расчеты связаны с массовой долей растворенного вещества; и если вы обратили внимание, задачи касаются разных сторон нашего быта.

Учитель математики.

– Посмотрите на эти задачи с точки зрения математики. Что их объединяет? (Задачи на проценты.)

При решении всех этих задач мы используем правило нахождения процента от числа.

Оценки за урок.

Домашнее задание.

Важное место в рационе питания человека, а особенно детей занимает молоко и молочные продукты. Решим такую задачу:

Задача №1. Какую массу молока 10%-й жирности и пломбира 30%-й жирности необходимо взять для приготовления 100г 20%-го новогоднего коктейля?

Решение:

 

%-е содержание

Масса раствора (г)

Масса вещества (г)

Молоко

Пломбир

10%=0,1

30%=0,3

х

100-х

0,1х

0,3(100-х)

Коктейль

20%=0,2

100

0,2*100


 

0,1х + 0,3(100-х) = 0,2*100

0,1х + 30 – 0,3х = 20

-0,2х = -10

х = 50

50(г) – молока

100 – 50 = 50(г) – пломбира.

Ответ:50г молока,50г пломбира.

Задача №3. Для засола огурцов используют 7% водный раствор поваренной соли (хлорида натрия NaCl). Именно такой раствор в достаточной мере подавляет жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов и плесневого грибка, и в то же время не препятствует процессам молочнокислого брожения. Рассчитайте массу соли и массу воды для приготовления 1 кг такого раствора?

Рефлексия. (Синквейн)

Раствор

Разбавленный, водный

Растворять, смешивать, решать

Растворы широко встречаются в быту.

Смеси

Наш урок подошел к концу. Сейчас каждый из вас оставит на парте тот смайлик, какое настроение вы приобрели на уроке.

Спасибо за урок!


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 

w = m (р.в.)/m (р-ра ) ; m (р.в.)= m (р-ра) ×w ; m (р-ра) = m (р.в.)/ w

Задача №1. Перед посадкой семена томатов дезинфицируют 15%-ным раствором марганцовки. Сколько г марганцовки потребуется для приготовления 500 г такого раствора?


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 

Задача №2.При смешивании 10%-го и 30%-го раствора марганцовки получают 200 г 16%-го раствора марганцовки. Сколько граммов каждого раствора взяли?

Решение:

Раствор

%-е содержание

Масса раствора (г)

Масса вещества (г)

1 раствор

2 раствор

 

 

 

Смесь

 

 

 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 

Задача №3. Какое количество воды и 70%-го раствора уксусной кислоты следует взять для того, чтобы приготовить 200 г столового уксуса (8%-ый раствор уксусной кислоты.)

Решение:

Раствор

%-е содержание

Масса раствора (г)

Масса вещества (г)

Уксусная кислота

Вода

 

 

 

Смесь

 

 

 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 

Экспериментальная задача.

Приготовить 20 г 5%-го раствора поваренной соли.

Решение 1. Расчётная часть

Дано:

ω%=5%

m(р-ра)=20г

m(в-ва)=?

V (р-ля) = ?


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 

2. Экспериментальная часть ( Соблюдать правила техники безопасности).

1. Уравновесить весы.

2. Взвесить необходимое количество соли.

3. Отмерить мерным цилиндром воду.

4. Смешать воду и соль в стакане.

Проверочная работа.

При смешивании 15%-го и 8% -го раствора кислоты получают 70 г 10%-го раствора кислоты. Сколько граммов 15%-го раствора взяли?

 

При смешивании 15%-го и 60% -го раствора соли получают 90 г 40%-го раствора соли. Сколько граммов 15%-го раствора взяли?

 

1р-р

 

 

 

2р-р

 

 

 

3р-р

 

 

 


 

1р-р

 

 

 

2р-р

 

 

 

3р-р

 

 

 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 

Домашнее задание.

Задача №1. Какую массу молока 10%-й жирности и пломбира 30%-й жирности необходимо взять для приготовления 100г 20%-гомолочного коктейля?

Задача №2. Для засола огурцов используют 7% водный раствор поваренной соли (хлорида натрия NaCl). Именно такой раствор в достаточной мере подавляет жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов и плесневого грибка, и в то же время не препятствует процессам молочнокислого брожения. Рассчитайте массу соли и массу воды для приготовления 1 кг такого раствора?


 

Домашнее задание.

Задача №1. Какую массу молока 10%-й жирности и пломбира 30%-й жирности необходимо взять для приготовления 100г 20%-го молочного коктейля?

Задача №2. Для засола огурцов используют 7% водный раствор поваренной соли (хлорида натрия NaCl). Именно такой раствор в достаточной мере подавляет жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов и плесневого грибка, и в то же время не препятствует процессам молочнокислого брожения. Рассчитайте массу соли и массу воды для приготовления 1 кг такого раствора?


 

Домашнее задание.

Задача №1. Какую массу молока 10%-й жирности и пломбира 30%-й жирности необходимо взять для приготовления 100г 20%-го молочного коктейля?

Задача №2. Для засола огурцов используют 7% водный раствор поваренной соли (хлорида натрия NaCl). Именно такой раствор в достаточной мере подавляет жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов и плесневого грибка, и в то же время не препятствует процессам молочнокислого брожения. Рассчитайте массу соли и массу воды для приготовления 1 кг такого раствора?


 


 

Глава 7 - Решения - Химия

Глава 7: Растворы A стехиометрия раствора

7.1 Введение

7.2 Типы решений

7.3 Растворимость

7.4 Температура и растворимость

7.5 Влияние давления на растворимость газов: закон Генри

7,6 Твердые гидраты

7.7 Концентрация раствора
7.7.1 Молярность
7.7.2 Количество частей в решениях

7,8 Разведения

7,9 Концентрации ионов в растворе

7.10 Резюме

7.11 Ссылки


7.1 Введение:

Напомним из главы 1, что растворы определяются как гомогенные смеси, которые перемешаны настолько тщательно, что ни один компонент не может наблюдаться независимо от другого.Решения повсюду вокруг нас. Например, воздух - это решение. Если вы живете рядом с озером, рекой или океаном, этот водоем не является чистым H 2 O, но, скорее всего, является решением. Многие из того, что мы пьем, например газированные напитки, кофе, чай и молоко, являются растворами. Решения - большая часть повседневной жизни. Большая часть химии, происходящей вокруг нас, происходит в растворе. Фактически, большая часть химии, которая происходит в нашем собственном организме, происходит в растворе, и многие растворы, такие как раствор лактата Рингера для внутривенного введения, важны для здравоохранения.В нашем понимании химии нам нужно немного разбираться в растворах. В этой главе вы узнаете об особых характеристиках решений, их характеристиках и некоторых их свойствах.

Навыки для развития

  • Определите эти термины: раствор, растворенное вещество и растворитель.
  • Различают растворы, смеси и коллоиды.
  • Опишите различные типы решений.
  • Различают ненасыщенные, насыщенные и перенасыщенные растворы.

Главный компонент раствора называется растворителем , а второстепенный компонент (ы) называется растворенным веществом . Если оба компонента в растворе составляют 50%, термин «растворенное вещество» может относиться к любому компоненту. Когда газообразный или твердый материал растворяется в жидкости, газ или твердый материал называется растворенным веществом. Когда две жидкости растворяются друг в друге, основной компонент называется растворителем , а второстепенный компонент - растворенным веществом .

Многие химические реакции протекают в растворах, и растворы также тесно связаны с нашей повседневной жизнью. Воздух, которым мы дышим, жидкости, которые мы пьем, и жидкости в нашем теле - все это решения. Кроме того, нас окружают такие решения, как воздух и вода (в реках, озерах и океанах).

По теме решений мы включаем следующие разделы.

  1. Типы растворов: газообразные, жидкие и твердые растворы в зависимости от состояния раствора.
  2. Стехиометрия раствора: выражение концентрации в различных единицах (масса на единицу объема, моль на единицу объема, процент и доли), расчеты стехиометрии реакции с использованием растворов.
  3. Растворы электролитов: растворы кислот, оснований и солей, в которых растворенные вещества диссоциируют на положительные и отрицательные гидратированные ионы.
  4. Метатезис или обменные реакции: реакция электролитов, приводящая к нейтральным молекулам, газам и твердым веществам.

Решение проблем стехиометрии раствора требует концепций, представленных в стехиометрии в главе 6, которая также обеспечивает основу для обсуждения реакций.

(Вернуться к началу)

7.2 Типы решений

В главе 1 вы познакомились с концепцией смеси , которая представляет собой вещество, состоящее из двух или более веществ. Напомним, что смеси могут быть двух типов: гомогенные и гетерогенные, где гомогенные смеси сочетаются настолько тесно, что их можно рассматривать как единое вещество, хотя это не так. С другой стороны, гетерогенные смеси неоднородны и имеют участки смеси, которые отличаются от других участков смеси.Гомогенные смеси можно разделить на две категории: коллоиды и растворы. Коллоид - это смесь, содержащая частицы диаметром от 2 до 500 нм. Коллоиды кажутся однородными по своей природе и имеют одинаковый состав во всем, но являются мутными или непрозрачными. Молоко - хороший пример коллоида. Истинные растворы имеют размер частиц типичного иона или небольшой молекулы (от 0,1 до 2 нм в диаметре) и прозрачны, хотя могут быть окрашены. В этой главе основное внимание будет уделено характеристикам истинных решений.

Материал существует в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. Решения также существуют во всех этих состояниях:

  1. Газовые смеси обычно однородны и обычно представляют собой газо-газовые растворы . Для количественной обработки такого типа растворов мы посвятим единицу газам. Атмосфера представляет собой газообразный раствор, состоящий из азота, кислорода, аргона, двуокиси углерода, воды, метана и некоторых других второстепенных компонентов. Некоторые из этих компонентов, такие как вода, кислород и углекислый газ, могут различаться по концентрации в разных местах на Земле в зависимости от таких факторов, как температура и высота над уровнем моря.
  2. Когда молекулы газа, твердого вещества или жидкости диспергированы и смешаны с молекулами жидкости, гомогенные (однородные) состояния называются жидкими растворами . Твердые вещества, жидкости и газы растворяются в жидком растворителе с образованием жидких растворов. В этой главе большая часть химии, которую мы будем обсуждать, происходит в жидких растворах, в которых вода является растворителем.
  3. Многие сплавы, керамика и полимерные смеси - это твердые растворы . В определенных пределах медь и цинк растворяются друг в друге и затвердевают с образованием твердых растворов, называемых латунью.Серебро, золото и медь образуют множество различных сплавов, уникальных по цвету и внешнему виду. Сплавы и другие твердые растворы важны в мире химии материалов.
(Вернуться к началу)

7.3 Растворимость

Максимальное количество вещества, которое может быть растворено в данном объеме растворителя, называется растворимостью . Часто растворимость в воде выражается в граммах / 100 мл. Раствор, растворимость которого не достигнута максимальной, называется ненасыщенным раствором . Это означает, что к растворителю все еще может быть добавлено больше растворенного вещества, и растворение все равно будет происходить.

Раствор, достигший максимальной растворимости, называется насыщенным раствором . Если в этот момент добавить больше растворенного вещества, оно не растворится в растворе. Вместо этого он останется в осадке в виде твердого вещества на дне раствора. Таким образом, часто можно сказать, что раствор является насыщенным, если присутствует дополнительное растворенное вещество (оно может существовать в виде другой фазы, такой как газ, жидкость или твердое вещество).В насыщенном растворе нет чистого изменения количества растворенного вещества, но система никоим образом не статична. Фактически растворенное вещество постоянно растворяется и откладывается с одинаковой скоростью. Такое явление называется равновесием . Например:

В особых случаях раствор может быть перенасыщенным . Перенасыщенные растворы - это растворы, в которых растворенные вещества растворяются за пределами нормальной точки насыщения.Обычно для создания перенасыщенного раствора требуются такие условия, как повышенная температура или давление. Например, ацетат натрия имеет очень высокую растворимость при 270 К. При охлаждении такой раствор остается растворенным в так называемом метастабильном состоянии . Однако, когда к раствору добавляют кристалл затравки , дополнительное растворенное вещество быстро затвердевает. В процессе кристаллизации выделяется тепло, и раствор становится теплым. Обычные грелки для рук используют этот химический процесс для выработки тепла.

Видео, показывающее кристаллизацию перенасыщенного раствора ацетата натрия. Видео: Школа естественных и математических наук Северной Каролины


Итак, как мы можем предсказать растворимость вещества?

Одна из полезных классификаций материалов - полярность. Читая о ковалентных и ионных соединениях в главах 3 и 4, вы узнали, что ионные соединения имеют самую высокую полярность, образуя полные катионы и анионы внутри каждой молекулы, поскольку электроны передаются от одного атома к другому.Вы также узнали, что ковалентные связи могут быть полярными или неполярными по своей природе в зависимости от того, разделяют ли атомы, участвующие в связи, электроны неравномерно или поровну, соответственно. Напомним, что по разнице электроотрицательностей можно определить полярность вещества. Обычно ионная связь имеет разность электроотрицательностей 1,8 или выше, тогда как полярная ковалентная связь составляет от 0,4 до 1,8, а неполярная ковалентная связь составляет 0,4 или ниже.

Рисунок 7.1 Диаграмма разности электроотрицательностей. Диаграмма выше является руководством для определения типа связи между двумя разными атомами. Взяв разницу между значениями электроотрицательности для каждого из атомов, участвующих в связи, можно предсказать тип связи и полярность. Обратите внимание, что полный ионный характер достигается редко, однако, когда металлы и неметаллы образуют связи, они называются в соответствии с правилами ионного связывания.


Вещества с нулевой или низкой разностью электроотрицательности, такие как H 2 , O 2 , N 2 , CH 4 , CCl 4 , являются неполярными соединениями , тогда как H 2 O, NH 3 , CH 3 OH, NO, CO, HCl, H 2 S, PH 3 Более высокая разница электроотрицательности составляет полярных соединений .Обычно соединения, имеющие сходную полярность, растворимы друг в друге. Это можно описать правилом:

Нравится Растворяется нравится.

Это означает, что вещества должны иметь одинаковые межмолекулярные силы для образования растворов. Когда растворимое растворенное вещество вводится в растворитель, частицы растворенного вещества могут взаимодействовать с частицами растворителя. В случае твердого или жидкого растворенного вещества взаимодействия между частицами растворенного вещества и частицами растворителя настолько сильны, что отдельные частицы растворенного вещества отделяются друг от друга и, окруженные молекулами растворителя, входят в раствор.(Газообразные растворенные вещества уже отделены от составляющих частиц, но концепция окружения частицами растворителя все еще применима.) Этот процесс называется solvatio n и проиллюстрирован на рисунке 7.2. Когда растворителем является вода, вместо сольватации используется слово гидратация .

Обычно полярные растворители растворяют полярные растворенные вещества, тогда как неполярные растворители растворяют неполярные растворенные вещества. В целом процесс растворения зависит от силы притяжения между частицами растворенного вещества и частицами растворителя.Например, вода - это высокополярный растворитель, способный растворять многие ионные соли. На рис. 7.2 показан процесс растворения, в котором вода действует как растворитель для растворения кристаллической соли хлорида натрия (NaCl). Обратите внимание, что когда ионные соединения растворяются в растворителе, они распадаются на свободно плавающие ионы в растворе. Это позволяет соединению взаимодействовать с растворителем. В случае растворения хлорида натрия в воде ион натрия притягивается к частичному отрицательному заряду атома кислорода в молекуле воды, тогда как ион хлорида притягивается к частичным положительным атомам водорода.

Рисунок 7.2: Процесс растворения. Когда ионная соль, такая как хлорид натрия, показанная на (A), вступает в контакт с водой, молекулы воды диссоциируют ионные молекулы хлорида натрия в их ионное состояние, что показано в виде молекулярной модели на (B) твердого тела. кристаллическая решетка хлорида натрия и (C) хлорид натрия, растворенный в водном растворителе. (Фотография хлорида натрия предоставлена ​​Крисом 73).


Многие ионные соединения растворимы в воде, однако не все ионные соединения растворимы.Ионные соединения, растворимые в воде, существуют в растворе в ионном состоянии. На рис. 7.2 вы заметите, что хлорид натрия распадается на ион натрия и ион хлорида по мере растворения и взаимодействия с молекулами воды. В случае ионных соединений, не растворимых в воде, ионы настолько сильно притягиваются друг к другу, что не могут быть разделены частичными зарядами молекул воды. Следующая таблица может помочь вам предсказать, какие ионные соединения будут растворимы в воде.

Таблица 7.1 Правила растворимости

Диссоциация растворимых ионных соединений придает растворам этих соединений интересное свойство: они проводят электричество. Из-за этого свойства растворимые ионные соединения называются электролитами . Многие ионные соединения полностью диссоциируют и поэтому называются сильными электролитами . Хлорид натрия - пример сильного электролита.Некоторые соединения растворяются, но диссоциируют лишь частично, и растворы таких растворенных веществ могут лишь слабо проводить электричество. Эти растворенные вещества называются слабыми электролитами . Уксусная кислота (CH 3 COOH), входящая в состав уксуса, является слабым электролитом. Растворенные вещества, которые растворяются в отдельные нейтральные молекулы без диссоциации, не придают своим растворам дополнительную электропроводность и называются неэлектролитами . Полярные ковалентные соединения, такие как столовый сахар (C 12 H 22 O 11 ), являются хорошими примерами неэлектролитов .

Термин электролит используется в медицине для обозначения любых важных ионов, растворенных в водном растворе в организме. Важные физиологические электролиты включают Na + , K + , Ca 2 + , Mg 2 + и Cl - . Спортивные напитки, такие как Gatoraid, содержат комбинации этих ключевых электролитов, которые помогают восполнить потерю электролитов после тяжелой тренировки.

Аналогичным образом решения могут быть получены путем смешивания двух совместимых жидкостей.Жидкость с более низкой концентрацией называется растворенным веществом , , а жидкость с более высокой концентрацией - растворителем . Например, зерновой спирт (CH 3 CH 2 OH) представляет собой полярную ковалентную молекулу, которая может смешиваться с водой. Когда два одинаковых раствора помещаются вместе и могут смешиваться в раствор, они считаются смешиваемыми . С другой стороны, жидкости, которые не имеют сходных характеристик и не могут смешиваться вместе, называются несмешивающимися .Например, масла, содержащиеся в оливковом масле, такие как олеиновая кислота (C 18 H 34 O 2 ), имеют в основном неполярные ковалентные связи, которые не имеют межмолекулярных сил, достаточно сильных, чтобы разорвать водородную связь между молекулы воды. Таким образом, вода и масло не смешиваются и считаются несмешивающимися .

Другие факторы, такие как температура и давление, также влияют на растворимость растворителя. Таким образом, при определении растворимости следует также учитывать эти другие факторы.

(Вернуться к началу)

7.4 Температура и растворимость

При рассмотрении растворимости твердых веществ соотношение температуры и растворимости не является простым или предсказуемым. На рис. 7.3 показаны графики растворимости некоторых органических и неорганических соединений в воде в зависимости от температуры. Хотя растворимость твердого вещества обычно увеличивается с повышением температуры, нет простой взаимосвязи между структурой вещества и температурной зависимостью его растворимости.Многие соединения (такие как глюкоза и CH 3 CO 2 Na) демонстрируют резкое увеличение растворимости с повышением температуры. Другие (такие как NaCl и K 2 SO 4 ) мало изменяются, а третьи (такие как Li 2 SO 4 ) становятся менее растворимыми с повышением температуры.

Рис. 7.3. Растворимость некоторых неорганических и органических твердых веществ в воде в зависимости от температуры. Растворимость может увеличиваться или уменьшаться с температурой; величина этой температурной зависимости широко варьируется между соединениями.


Изменение растворимости в зависимости от температуры было измерено для широкого диапазона соединений, и результаты опубликованы во многих стандартных справочниках. Химики часто могут использовать эту информацию для разделения компонентов смеси путем фракционной кристаллизации , разделения соединений на основе их растворимости в данном растворителе. Например, если у нас есть смесь 150 г ацетата натрия (CH 3 CO 2 Na) и 50 г KBr, мы можем разделить два соединения, растворив смесь в 100 г воды при 80 ° C. а затем медленно охлаждают раствор до 0 ° C.Согласно температурным кривым на рисунке 7.3 оба соединения растворяются в воде при 80 ° C, и все 50 г KBr остаются в растворе при 0 ° C. Однако только около 36 г CH 3 CO 2 Na растворимы в 100 г воды при 0 ° C, поэтому кристаллизуется примерно 114 г (150 г - 36 г) CH 3 CO 2 Na при охлаждении. Затем кристаллы можно отделить фильтрованием. Таким образом, фракционная кристаллизация позволяет нам восстановить около 75% исходного CH 3 CO 2 Na в практически чистой форме всего за одну стадию.

Фракционная кристаллизация - это распространенный метод очистки таких разнообразных соединений, как показано на рис. 7.3, и от антибиотиков до ферментов. Чтобы методика работала должным образом, интересующее соединение должно быть более растворимым при высокой температуре, чем при низкой температуре, чтобы понижение температуры заставляло его кристаллизоваться из раствора. Кроме того, примеси должны быть на более растворимыми на , чем представляющее интерес соединение (как KBr в этом примере), и предпочтительно присутствовать в относительно небольших количествах.

Растворимость газов в жидкостях гораздо более предсказуема. Растворимость газов в жидкостях уменьшается с повышением температуры, как показано на рисунке 7.4. Привлекательные межмолекулярные взаимодействия в газовой фазе практически равны нулю для большинства веществ, поскольку молекулы находятся так далеко друг от друга, когда находятся в газовой форме. Когда газ растворяется, это происходит потому, что его молекулы взаимодействуют с молекулами растворителя. Когда формируются эти новые силы притяжения, выделяется тепло. Таким образом, если к системе добавляется внешнее тепло, оно преодолевает силы притяжения между газом и молекулами растворителя и снижает растворимость газа.

Рис. 7.4 Зависимость растворимости нескольких обычных газов в воде от температуры при парциальном давлении 1 атм. Растворимость газов уменьшается с повышением температуры.


Уменьшение растворимости газов при более высоких температурах имеет как практические, так и экологические последствия. Любой, кто регулярно кипятит воду в чайнике или электрочайнике, знает, что внутри накапливается белый или серый налет, который в конечном итоге необходимо удалить.То же явление происходит в гораздо большем масштабе в гигантских котлах, используемых для подачи горячей воды или пара для промышленных целей, где это называется «котельная накипь», - осадок, который может серьезно снизить пропускную способность труб горячего водоснабжения ( Рисунок 7.5). Проблема не только в современном мире: акведуки, построенные римлянами 2000 лет назад для транспортировки холодной воды из альпийских регионов в более теплые и засушливые регионы на юге Франции, были забиты аналогичными отложениями. Химический состав этих отложений умеренно сложен, но движущей силой является потеря растворенного диоксида углерода (CO 2 ) из раствора.Жесткая вода содержит растворенные ионы Ca 2+ и HCO 3 - (бикарбонат). Бикарбонат кальция [Ca (HCO 3 ) 2 ] довольно растворим в воде, но карбонат кальция (CaCO 3 ) совершенно нерастворим. Раствор бикарбонат-ионов может реагировать с образованием диоксида углерода, карбонат-иона и воды:

2HCO 3 - (водн.) → CO 2 2- (водн.) + H 2 O (л) + CO 2 (водн.)

Нагревание раствора снижает растворимость CO 2 , который уходит в газовую фазу над раствором.В присутствии ионов кальция ионы карбоната осаждаются в виде нерастворимого карбоната кальция, основного компонента накипи в котле.

Рисунок 7.5 Вес котла в водопроводе. Отложения карбоната кальция (CaCO 3 ) в трубах горячего водоснабжения могут значительно снизить пропускную способность труб. Эти отложения, называемые котловой накипью, образуются, когда растворенный CO 2 переходит в газовую фазу при высоких температурах.

В тепловое загрязнение озерная или речная вода, которая используется для охлаждения промышленного реактора или электростанции, возвращается в окружающую среду при более высокой температуре, чем обычно.Из-за пониженной растворимости O 2 при более высоких температурах (рис. 7.4) более теплая вода содержит меньше растворенного кислорода, чем вода, когда она попадала в растение. Рыбы и другие водные организмы, которым для жизни необходим растворенный кислород, могут буквально задохнуться, если концентрация кислорода в их среде обитания будет слишком низкой. Поскольку теплая, обедненная кислородом вода менее плотная, она имеет тенденцию плавать на поверхности более холодной, плотной и богатой кислородом воды в озере или реке, образуя барьер, препятствующий растворению атмосферного кислорода.В конце концов, если проблему не устранить, можно задохнуться даже в глубоких озерах. Кроме того, большинство рыб и других водных организмов, не являющихся млекопитающими, хладнокровны, а это означает, что температура их тела такая же, как температура окружающей среды. Температура, значительно превышающая нормальный диапазон, может привести к тяжелому стрессу или даже смерти. Системы охлаждения для электростанций и других объектов должны быть спроектированы таким образом, чтобы свести к минимуму любые неблагоприятные воздействия на температуру окружающих водоемов.На северо-западе Тихого океана популяции лососевых чрезвычайно чувствительны к изменениям температуры воды. В пределах этой популяции оптимальная температура воды составляет от 12,8 до 17,8 o C (55-65 o F). Помимо пониженного уровня кислорода, популяции лосося гораздо более восприимчивы к болезням, хищничеству и паразитарным инфекциям при более высоких температурах воды. Таким образом, тепловое загрязнение и глобальное изменение климата создают реальные проблемы для выживания и сохранения этих видов.Для получения дополнительной информации о влиянии повышения температуры на популяции лососевых посетите Focus Publication штата Вашингтон.

Похожий эффект наблюдается в повышении температуры водоемов, таких как Чесапикский залив, крупнейший эстуарий в Северной Америке, причиной которого является глобальное потепление. На каждые 1,5 ° C, которые нагревает вода в заливе, способность воды растворять кислород уменьшается примерно на 1,1%. Многие морские виды, находящиеся на южной границе своего распространения, переместили свои популяции дальше на север.В 2005 году угорь, являющийся важным местом обитания рыб и моллюсков, исчез на большей части залива после рекордно высоких температур воды. Предположительно, снижение уровня кислорода уменьшило популяцию моллюсков и других питателей, что затем уменьшило светопропускание, что позволило угрям расти. Сложные взаимоотношения в экосистемах, таких как Чесапикский залив, особенно чувствительны к колебаниям температуры, вызывающим ухудшение качества среды обитания.

(Вернуться к началу)

7.5 Влияние давления на растворимость газов: закон Генри

Внешнее давление очень мало влияет на растворимость жидкостей и твердых тел. Напротив, растворимость газов увеличивается с увеличением парциального давления газа над раствором. Эта точка проиллюстрирована на рисунке 7.6, где показано влияние повышенного давления на динамическое равновесие, которое устанавливается между молекулами растворенного газа в растворе и молекулами в газовой фазе над раствором.Поскольку концентрация молекул в газовой фазе увеличивается с увеличением давления, концентрация растворенных молекул газа в растворе в состоянии равновесия также выше при более высоких давлениях.

Рис. 7.6. Модель, показывающая, почему растворимость газа увеличивается при увеличении парциального давления при постоянной температуре. (a) Когда газ входит в контакт с чистой жидкостью, некоторые молекулы газа (пурпурные сферы) сталкиваются с поверхностью жидкости и растворяются.Когда концентрация растворенных молекул газа увеличилась так, что скорость, с которой молекулы газа уходят в газовую фазу, была такой же, как скорость, с которой они растворяются, было установлено динамическое равновесие, как показано здесь. (б) Увеличение давления газа увеличивает количество молекул газа в единице объема, что увеличивает скорость, с которой молекулы газа сталкиваются с поверхностью жидкости и растворяются. (c) По мере того, как дополнительные молекулы газа растворяются при более высоком давлении, концентрация растворенного газа увеличивается до тех пор, пока не установится новое динамическое равновесие.


Взаимосвязь между давлением и растворимостью газа количественно описывается законом Генри, названным в честь его первооткрывателя, английского врача и химика Уильяма Генри (1775–1836):

C = кПа

, где C - концентрация растворенного газа в состоянии равновесия, P - парциальное давление газа, а k - константа закона Генри , которая должна определяться экспериментально для каждой комбинации газа, растворителя, и температура.Хотя концентрацию газа можно выразить в любых удобных единицах, мы будем использовать исключительно молярность. Таким образом, единицами измерения постоянной закона Генри являются моль / (л · атм) = М / атм. Значения констант закона Генри для растворов нескольких газов в воде при 20 ° C приведены в таблице 7.2.


Видеоурок по закону Генри от Академии Кана

Все материалы Khan Academy доступны бесплатно на сайте www.khanacademy.org


Как данные в таблице 7.2 демонстрируют, что концентрация растворенного газа в воде при заданном давлении сильно зависит от ее физических свойств. Для ряда родственных веществ дисперсионные силы Лондона увеличиваются с увеличением молекулярной массы. Таким образом, среди элементов группы 18 константы закона Генри плавно возрастают от He до Ne и до Ar. Из таблицы также видно, что O 2 почти вдвое растворимее, чем N 2 . Хотя силы лондонской дисперсии слишком слабы, чтобы объяснить такую ​​большую разницу, O 2 является парамагнитным веществом и, следовательно, более поляризуемым, чем N 2 , что объясняет его высокую растворимость.(Примечание: когда вещество парамагнитно , оно очень слабо притягивается полюсами магнита, но не сохраняет никакого постоянного магнетизма).

Таблица 7.2 Константы закона Генри для выбранных газов в воде при 20 ° C

Парциальное давление газа можно выразить как концентрацию, записав закон Генри как P газ = C / k. Это важно во многих сферах жизни, включая медицину, где обычно измеряются газы крови, такие как кислород и углекислый газ.Поскольку парциальное давление и концентрация прямо пропорциональны, если парциальное давление газа изменяется, а температура остается постоянной, новую концентрацию газа в жидкости можно легко рассчитать, используя следующее уравнение:

Где C 1 и P 1 - соответственно концентрация и парциальное давление газа в исходном состоянии, а C 2 и P 2 - концентрация и парциальное давление, соответственно, газа в конечном состоянии.Например:

Практическая задача: Концентрация CO 2 в растворе составляет 0,032 М при 3,0 атм. Какова концентрация CO 2 при давлении 5,0 атм?
Решение: Чтобы решить эту проблему, сначала мы должны определить, что мы хотим найти. Это концентрация CO 2 при давлении 5,0 атм. Эти два значения представляют собой C 2 = ?? и P 2 = 5.0 атм. На этом этапе проще всего будет изменить приведенное выше уравнение, чтобы найти C 2 . Далее нам нужно определить начальные условия: C 1 = 0,032 M и P 1 = 3,0 атм. Затем мы можем подставить эти значения в уравнение и решить для C 2 :

Газы, которые химически реагируют с водой, такие как HCl и другие галогениды водорода, H 2 S и NH 3 , не подчиняются закону Генри; все эти газы гораздо более растворимы, чем предсказывает закон Генри.Например, HCl реагирует с водой с образованием H + (водн.) И Cl - (водн.), , а не растворенных молекул HCl, и его диссоциация на ионы приводит к гораздо более высокой растворимости, чем ожидалось для нейтральной молекулы. В целом газы, вступающие в реакцию с водой, не подчиняются закону Генри.

Обратите внимание на шаблон

Закон Генри имеет важные приложения. Например, пузырьки CO 2 образуются, как только открывается газированный напиток, потому что напиток был разлит под CO 2 при давлении более 1 атм.Когда бутылку открывают, давление CO 2 над раствором быстро падает, и часть растворенного газа выходит из раствора в виде пузырьков. Закон Генри также объясняет, почему аквалангисты должны быть осторожны, чтобы медленно всплывать на поверхность после погружения, если они дышат сжатым воздухом. При более высоком давлении под водой больше N 2 из воздуха растворяется во внутренних жидкостях дайвера. Если дайвер всплывает слишком быстро, быстрое изменение давления вызывает образование мелких пузырьков N 2 по всему телу, состояние, известное как «изгибы».Эти пузырьки могут блокировать кровоток по мелким кровеносным сосудам, вызывая сильную боль и даже в некоторых случаях оказываясь фатальной.

Из-за низкой константы закона Генри для O 2 в воде уровни растворенного кислорода в воде слишком низки для удовлетворения энергетических потребностей многоклеточных организмов, включая человека. Чтобы увеличить концентрацию O 2 во внутренних жидкостях, организмы синтезируют хорошо растворимые молекулы-носители, которые обратимо связывают O 2 . Например, красные кровяные тельца человека содержат белок, называемый гемоглобином, который специфически связывает O 2 и облегчает его транспортировку из легких в ткани, где он используется для окисления молекул пищи с целью получения энергии.Концентрация гемоглобина в нормальной крови составляет около 2,2 мМ, и каждая молекула гемоглобина может связывать четыре молекулы O 2 . Хотя концентрация растворенного O 2 в сыворотке крови при 37 ° C (нормальная температура тела) составляет всего 0,010 мМ, общая концентрация растворенного O 2 составляет 8,8 мМ, что почти в тысячу раз больше, чем было бы возможно без гемоглобина. Синтетические переносчики кислорода на основе фторированных алканов были разработаны для использования в качестве экстренной замены цельной крови.В отличие от донорской крови, эти «кровезаменители» не требуют охлаждения и имеют длительный срок хранения. Их очень высокие константы закона Генри для O 2 приводят к концентрации растворенного кислорода, сравнимой с таковой в нормальной крови.

(Вернуться к началу)

7,6 Твердые гидраты:

Некоторые ионные твердые вещества принимают небольшое количество молекул воды в свою структуру кристаллической решетки и остаются в твердом состоянии.Эти твердые вещества называются твердыми гидратами . Твердые гидраты содержат молекулы воды, объединенные в определенном соотношении в качестве неотъемлемой части кристалла, которые либо связаны с металлическим центром, либо кристаллизовались с комплексом металла. Сообщается также, что такие гидраты содержат кристаллизационной воды или гидратной воды .

Ярким примером является хлорид кобальта (II), который при гидратации меняет цвет с синего на красный и поэтому может использоваться в качестве индикатора воды.

Рис. 7.7: Хлорид кобальта как пример твердого гидрата. Безводный хлорид кобальта (вверху слева) и его структура кристаллической решетки (внизу слева) по сравнению с гексагидратом хлорида кобальта (вверху справа) и его кристаллическая решетка (внизу справа). Обратите внимание, что молекулы воды, показанные красным (кислород) и белым (водород), интегрированы в кристаллическую решетку хлорида кобальта (II), показанного синим (кобальт) и зеленым (хлорид), в зависимости от полярности. Частично отрицательные атомы кислорода притягиваются к положительно заряженному кобальту, а частично положительные атомы водорода притягиваются к отрицательно заряженным ионам хлорида.Изображения предоставлены Wikipedia Commons (вверху слева и внизу слева), Benjah-bmm27 (вверху справа) и Smokefoot (внизу справа)

Обозначение, используемое для представления твердого гидрата: « гидратированное соединение n H 2 O », где n - количество молекул воды на формульную единицу соли. n обычно является низким целым числом, хотя возможны дробные значения. Например, в моногидрате n равно единице, а в гексагидрате n равно 6.В примере на рис. 7.7 гидратированный хлорид кобальта будет обозначен: «хлорид кобальта (II) 6 H 2 O». Числовые префиксы греческого происхождения, которые используются для обозначения твердых гидратов:

  • Hemi - 1/2
  • моно - 1
  • Sesqui - 1½
  • Di - 2
  • Три - 3
  • Тетра - 4
  • Пента - 5
  • Hexa - 6
  • Hepta - 7
  • Окта - 8
  • Нона - 9
  • Дека - 10
  • Undeca - 11
  • Додека - 12

Гидрат, потерявший воду, называется ангидридом ; оставшуюся воду, если она есть, можно удалить только при очень сильном нагревании.Вещество, не содержащее воды, обозначается как безводное . Некоторые безводные соединения настолько легко гидратируются, что вытягивают воду из атмосферы и становятся гидратированными. Эти вещества считаются гигроскопичными и могут использоваться как осушители или осушители .

(Вернуться к началу)

7.7 Концентрация раствора

В химии концентрация определяется как содержание компонента, деленное на общий объем смеси.Все мы качественно представляем, что подразумевается под концентрацией . Любой, кто варил растворимый кофе или лимонад, знает, что слишком много порошка дает сильно ароматный и высококонцентрированный напиток, а слишком маленькое - разбавленный раствор, который трудно отличить от воды. Количественно концентрация раствора описывает количество растворенного вещества, которое содержится в определенном количестве этого раствора. Знание концентрации растворенных веществ важно для контроля стехиометрии реагентов для реакций, протекающих в растворе, и имеет решающее значение для многих аспектов нашей жизни, от измерения правильной дозы лекарства до обнаружения химических загрязнителей, таких как свинец и мышьяк.Химики используют множество разных способов определения концентраций. В этом разделе мы рассмотрим наиболее распространенные способы представления концентрации раствора. К ним относятся: молярность и количество частей на раствор.

7.7.1 Молярность

Наиболее распространенной единицей концентрации является молярность , что также является наиболее полезным для расчетов, включающих стехиометрию реакций в растворе. Молярность (M) раствора - это количество молей растворенного вещества, присутствующего точно в 1 л раствора.

Таким образом, единицами молярности являются моль на литр раствора (моль / л), сокращенно М. Обратите внимание, что указанный объем является общим объемом раствора и включает как растворенное вещество, так и растворитель. Например, водный раствор, который содержит 1 моль (342 г) сахарозы в достаточном количестве воды, чтобы получить конечный объем 1,00 л, имеет концентрацию сахарозы 1,00 моль / л или 1,00 М. В химических обозначениях квадратные скобки вокруг названия или формула растворенного вещества представляет собой концентрацию растворенного вещества.Итак,

[сахароза] = 1,00 M

читается как «концентрация сахарозы 1,00 молярная». Приведенное выше уравнение можно использовать для расчета количества растворенного вещества, необходимого для получения любого количества желаемого раствора.

Пример проблемы:

Рассчитайте количество молей гидроксида натрия (NaOH), необходимое для получения 2,50 л 0,100 M NaOH.

Дано: (1) идентичность растворенного вещества = NaOH, (2) объема = 2,50 л и (3) молярность раствора = 0.100 моль / л (Примечание: при вычислении задач всегда записывайте единицы молярности как моль / л, а не M. Это позволит вам отменить единицы при выполнении расчета.)

Запрошено: количество растворенного вещества в молях

Стратегия: (1) Измените приведенное выше уравнение, чтобы найти желаемую единицу, в данном случае молей. (2) Еще раз проверьте все единицы в уравнении и убедитесь, что они совпадают. Выполните все необходимые преобразования, чтобы единицы совпадали. (3) Введите значения соответствующим образом и выполните математические вычисления.

Решение:

(1) Перепишите приведенное выше уравнение, чтобы найти количество молей.

(2) Еще раз проверьте все единицы в уравнении и убедитесь, что они совпадают.

Приведенные значения для этого уравнения: объем 2,50 л и молярность 0,100 моль / л. Единицы объема для обоих этих чисел указаны в литрах (L) и, следовательно, совпадают. Следовательно, никаких преобразований производить не нужно.

(3) Введите значения соответствующим образом и выполните математические вычисления.

Подготовка растворов

Обратите внимание, что в приведенном выше примере у нас все еще недостаточно информации, чтобы фактически приготовить раствор в лаборатории. Не существует оборудования, которое могло бы измерить количество молей вещества. Для этого нам нужно преобразовать количество молей образца в количество граммов, представленное этим числом. Затем мы можем легко использовать весы для взвешивания количества вещества, необходимого для приготовления раствора.Для примера выше:

Чтобы фактически приготовить раствор, обычно растворяют растворенное вещество в небольшом количестве растворителя, а затем, когда растворенное вещество растворяется, конечный объем может быть доведен до 2,50 л. Если вы добавляете 10 г NaOH напрямую до 2,50 л конечный объем будет больше 2,50 л, а концентрация раствора будет меньше 0,100 М. Помните, что конечный объем должен включать как растворенное вещество, так и растворитель.

На рисунке 7.8 показана процедура приготовления раствора дигидрата хлорида кобальта (II) в этаноле.Обратите внимание, что объем растворителя не указан. Поскольку растворенное вещество занимает пространство в растворе, необходимый объем растворителя на меньше , чем требуемый общий объем раствора.

Рисунок 7.8: Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого вещества. Чтобы приготовить раствор, сначала добавьте в колбу часть растворителя. Затем взвесьте необходимое количество растворенного вещества и медленно добавьте его к растворителю.После растворения в растворителе объем раствора можно довести до конечного объема раствора. Для показанной мерной колбы это обозначено черной линией на горловине колбы. В данном случае это 500 мл раствора. Мерные колбы бывают разных размеров, чтобы вместить разные объемы раствора. Градуированные цилиндры также можно использовать для точного доведения раствора до конечного объема. Другая стеклянная посуда, включая химические стаканы и колбы Эрленмейера, недостаточно точна для большинства решений.


Пример расчета молярности

Раствор на рисунке 7.8 содержит 10,0 г дигидрата хлорида кобальта (II), CoCl 2 · 2H 2 O, в этаноле, достаточном для приготовления ровно 500 мл раствора. Какова молярная концентрация CoCl 2 · 2H 2 O?

Дано: масса растворенного вещества и объем раствора

Запрошено: концентрация (M)

Стратегия:

1.Мы знаем, что молярность равна

моль / литр.

2. Чтобы вычислить молярность, нам нужно выразить:

  • Масса в виде родинок
  • объем в литрах
  • Подставьте оба в уравнение выше и вычислите

Решение:

  1. Преобразование массы в моль. Мы можем использовать молярную массу для перевода граммов CoCl 2 · 2H 2 O в моль.
  • Молярная масса CoCl 2 · 2H 2 O составляет 165.87 г / моль (включая две молекулы воды, поскольку они являются частью структуры кристаллической решетки этого твердого гидрата!)

2. Перевести объем в литры

3. Подставьте значения в уравнение полярности:

7.7.2 Количество частей в решениях

В потребительском и промышленном мире наиболее распространенный метод выражения концентрации основан на количестве растворенного вещества в фиксированном количестве раствора.Упомянутые здесь «количества» могут быть выражены в массе, в объеме или в обоих (т. Е. масс растворенного вещества в данном объеме раствора). Чтобы различать эти возможности, сокращения (m / м), (об / об) и (м / об).

В большинстве прикладных областей химии часто используется мера (м / м), тогда как в клинической химии обычно используется (м / об), где масса выражается в граммах, и объем в мл.

Один из наиболее распространенных способов выражения таких концентраций как « частей на 100 », который мы все знаем как « процентов ».« Cent » - это префикс латинского происхождения, относящийся к числу 100
(L. centum ), как в столетии или столетии . Он также обозначает 1/100 (от L. centesimus ), как в сантиметре и денежной единице центов . Процентные растворы определяют количество растворенного вещества, которое растворено в количестве раствора, умноженном на 100. Процентные растворы могут быть выражены в единицах массы растворенного вещества на массу раствора (м / м%) или массы растворенного вещества на объем раствора (м / об.%) или объем растворенного вещества на объем раствора (об. / об.%).При создании процентного раствора важно указать, какие единицы измерения используются, чтобы другие также могли правильно принять решение. Также помните, что раствор представляет собой сумму как растворителя, так и растворенного вещества, когда вы выполняете расчет процентов.

Раствор = Раствор + Растворитель

Таким образом, при вычислении процентных решений можно использовать следующее уравнение:

Пример 1:

В качестве примера, раствор этанола в воде с концентрацией 7,0% об. / Об. Будет содержать 7 мл этанола в общем количестве 100 мл раствора.Сколько воды в растворе?

В этой задаче мы знаем, что:

Раствор = Раствор + Растворитель

Таким образом, мы можем ввести значения, а затем решить неизвестное.

100 мл = 7 мл + X мл растворителя (в данном случае вода)

переводя 7 на другую сторону, мы видим, что:

100 мл - 7 мл = 93 мл H 2 O

Пример 2

Какое (м / об)% раствора, если 24.0 г сахарозы растворяют в общем растворе 243 мл?

Пример 3

Сколько граммов NaCl требуется для приготовления 625 мл 13,5% раствора?


Для более разбавленных растворов используются части на миллион (10 6 ppm) и части на миллиард (10 9 ; ppb). Эти термины широко используются для обозначения количества следов загрязняющих веществ в окружающей среде.

Подобные процентные («части на сотню») единицы, ppm и ppb могут быть определены в единицах массы, объема или смешанных единиц массы-объема.Также существуют единицы ppm и ppb, определяемые по количеству атомов и молекул.

Массовые определения ppm и ppb приведены здесь:

Как ppm, так и ppb являются удобными единицами измерения концентраций загрязняющих веществ и других микропримесей в воде. Концентрации этих загрязнителей обычно очень низкие в очищенных и природных водах, и их уровни не могут превышать относительно низкие пороговые значения концентрации, не вызывая неблагоприятных последствий для здоровья и дикой природы.Например, EPA определило, что максимально безопасный уровень фторид-иона в водопроводной воде составляет 4 ppm. Встроенные фильтры для воды предназначены для снижения концентрации фторида и некоторых других незначительных примесей в водопроводной воде (рис. 7.9).

Рисунок 7.9. (a) В некоторых районах следовые концентрации загрязняющих веществ могут сделать нефильтрованную водопроводную воду небезопасной для питья и приготовления пищи. (б) Встроенные фильтры для воды снижают концентрацию растворенных веществ в водопроводной воде.(кредит А: модификация работы Дженн Дарфи; кредит б: модификация работы «Вастатепаркстафф» / Wikimedia commons



При сообщении о загрязнителях, таких как свинец, в питьевой воде, концентрации ppm и ppb часто указываются в смешанных единицах измерения массы / объема. Это может быть очень полезно, поскольку нам легче думать о воде с точки зрения ее объема, а не массы. Кроме того, плотность воды составляет 1,0 г / мл или 1,0 мг / 0,001 мл, что упрощает преобразование между двумя единицами измерения.Например, если мы обнаружим, что содержание свинца в воде составляет 4 ppm, это будет означать, что есть:

7,74 Эквиваленты

Концентрации ионных растворенных веществ иногда выражаются в единицах, называемых эквивалентами (уравнение). Один эквивалент равен 1 моль положительного или отрицательного заряда. Таким образом, 1 моль / л Na + (водн.) Также равно 1 экв / л, потому что натрий имеет заряд 1+. Раствор ионов Ca 2 + (водн.) С концентрацией 1 моль / л имеет концентрацию 2 экв / л, потому что кальций имеет заряд 2+.Разбавленные растворы могут быть выражены в миллиэквивалентах (мэкв.) - например, общая концентрация плазмы крови человека составляет около 150 мэкв / л.

В более формальном определении эквивалент - это количество вещества, необходимое для выполнения одного из следующих действий:

  • реагирует или поставляет один моль ионов водорода (H + ) в кислотно-основной реакции
  • реагирует или поставляет один моль электронов в окислительно-восстановительной реакции.

Согласно этому определению, эквивалент - это количество молей иона в растворе, умноженное на валентность этого иона.Если 1 моль NaCl и 1 моль CaCl 2 растворяются в растворе, в этом растворе содержится 1 экв. Na, 2 экв. Ca и 3 экв. Cl. (Валентность кальция равна 2, поэтому для этого иона у вас есть 1 моль и 2 эквивалента.)

(Вернуться к началу)

7,8 Разведения

Раствор желаемой концентрации можно также приготовить путем разбавления небольшого объема более концентрированного раствора дополнительным растворителем. Для этой цели часто используется основной раствор, который представляет собой приготовленный раствор известной концентрации.Разбавление основного раствора предпочтительнее при приготовлении растворов с очень слабой концентрацией, потому что альтернативный метод, взвешивание крошечных количеств растворенного вещества, может быть трудным для выполнения с высокой степенью точности. Разбавление также используется для приготовления растворов из веществ, которые продаются в виде концентрированных водных растворов, таких как сильные кислоты.

Процедура приготовления раствора известной концентрации из основного раствора показана на рисунке 7.10. Это требует расчета желаемого количества растворенного вещества в конечном объеме более разбавленного раствора, а затем расчета объема исходного раствора, который содержит это количество растворенного вещества.Помните, что разбавление данного количества исходного раствора растворителем не приводит к изменению , а не количества присутствующего растворенного вещества, изменяется только объем раствора. Соотношение между объемом и концентрацией исходного раствора и объемом и концентрацией желаемого разбавленного раствора может быть математически выражено как:

Где M s - концентрация основного раствора, V s - объем основного раствора, M d - концентрация разбавленного раствора, а V d - объем разбавленного раствора. .

Рисунок 7.10 Приготовление раствора известной концентрации путем разбавления исходного раствора. (a) Объем ( V s ), содержащий желаемое количество растворенного вещества (M s ), измеряют из исходного раствора известной концентрации. (b) Отмеренный объем исходного раствора переносят во вторую мерную колбу. (c) Измеренный объем во второй колбе затем разбавляется растворителем до объемной отметки [( V s ) (M s ) = ( V d ) (M d ). ].


Пример расчета разбавления

Какой объем 3,00 М исходного раствора глюкозы необходим для приготовления 2500 мл 0,400 М раствора?

Дано: объем и молярность разбавленного раствора и молярность исходного раствора

Запрошено: объем основного раствора

Стратегия и решение:

Для задач разбавления, если вы знаете 3 переменные, вы можете решить для 4-й переменной.

  1. Начните с перестановки уравнения, чтобы найти переменную, которую вы хотите найти. В этом случае вы хотите найти объем основного раствора, В с

2. Затем убедитесь, что одинаковые термины имеют одинаковые единицы измерения. Например, Md и Ms являются концентрациями, поэтому для проведения расчетов они должны быть в одной и той же единице (в этом случае они оба указаны в молярности). Если бы концентрации были разными, скажем, один был дан в молярности, а другой в процентах, или один был в молярности, а другой был в миллимолярности, один из терминов нужно было бы преобразовать, чтобы они совпадали.Таким образом, единицы будут отменены, и в этом случае вы останетесь с единицами громкости.

3. Наконец, заполните уравнение с известными значениями и вычислите окончательный ответ.

Обратите внимание, что если требуется 333 мл исходного раствора, вы также можете рассчитать количество растворителя, необходимое для окончательного разбавления. (Общий объем - объем исходного раствора = объем растворителя, необходимый для окончательного разбавления. В этом случае 2500 мл - 333 мл = 2167 мл воды, необходимой для окончательного разбавления (это следует делать в мерном цилиндре или мерной колбе) .

(Вернуться к началу)

7,9 Концентрации ионов в растворе

До сих пор мы обсуждали концентрацию всего раствора в терминах общего растворенного вещества, деленного на объем раствора. Давайте более подробно рассмотрим, что это означает при рассмотрении ионных и ковалентных соединений. Когда ионные соединения растворяются в растворе, они переходят в ионное состояние.Катионы и анионы связываются с полярными молекулами воды. Напомним, что растворы, содержащие ионы, называются электролитами из-за их способности проводить электричество. Например, дихромат аммония (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 представляет собой ионное соединение, которое содержит два иона NH 4 + и один ион Cr 2 O 7 2− ионов на формульную единицу. Как и другие ионные соединения, это сильный электролит, который диссоциирует в водном растворе с образованием гидратированных ионов NH 4 + и Cr 2 O 7 2-.Если мы рассмотрим это решение математически, мы увидим, что для каждой молекулы дихромата аммония, которая растворяется, образуются три результирующих иона (два иона NH 4 + и один Cr 2 O 7 2- ион). Это также можно представить в более крупном молярном масштабе. Когда 1 моль (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 растворяется, получается 3 моля ионов (1 моль Cr 2 O 7 2- анионов и 2 моль катионов NH 4 + ) в растворе (рисунок 7.11). Чтобы обсудить взаимосвязь между концентрацией раствора и результирующим количеством ионов, используется термин эквивалента .

Один эквивалент определяется как количество ионного соединения, которое обеспечивает 1 моль электрического заряда (+ или -). Он рассчитывается путем деления молярности раствора на общий заряд, созданный в растворе.

Рис. 7.11 Растворение 1 моля ионного соединения. Растворение 1 моля формульных единиц дихромата аммония в воде дает 1 моль анионов Cr 2 O 7 2- и 2 моль катионов NH 4 + . (Молекулы воды не показаны с молекулярной точки зрения для ясности.)


Когда мы проводим химическую реакцию с использованием раствора соли, например дихромата аммония, нам необходимо знать концентрацию каждого иона, присутствующего в растворе. Если раствор содержит 1,43 M (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 , то концентрация Cr 2 O 7 2- также должна быть 1.43 M, потому что на формульную единицу приходится один ион Cr 2 O 7 2-. Однако на формульную единицу приходится два иона NH 4 + , поэтому концентрация ионов NH 4 + составляет 2 × 1,43 M = 2,86 М. Поскольку каждая формульная единица (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 при растворении в воде образует три иона (2NH 4 + + 1Cr 2 O 7 2-), общая концентрация ионов в решение 3 × 1.43 M = 4,29 M. Эквивалентное значение (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 затем можно рассчитать, разделив 1,43 M на 4,29 M, получив 0,333 эквивалента. Таким образом, для (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 растворение 0,333 моля соединения даст 1 моль ионов в растворе.

Пример 1

Каковы концентрации всех ионных частиц, полученных из растворенных веществ в этих водных растворах?

  1. 0.21 М NaOH
  2. 3,7 M (CH 3 ) CHOH
  3. 0,032 M In (НЕТ 3 ) 3

Дано: молярность

Запрошено: концентрации

Стратегия:

A Классифицируйте каждое соединение как сильный электролит или как неэлектролит.

B Если соединение неэлектролит, его концентрация такая же, как молярность раствора. Если соединение является сильным электролитом, определите количество каждого иона, содержащегося в одной формульной единице.Найдите концентрацию каждого вида, умножив количество каждого иона на молярность раствора.

Решение:

1. 0,21 М NaOH

A Гидроксид натрия - это ионное соединение, которое является сильным электролитом (и сильным основанием) в водном растворе:

B Поскольку каждая формульная единица NaOH производит один ион Na + и один ион OH - , концентрация каждого иона такая же, как концентрация NaOH: [Na + ] = 0.21 M и [OH - ] = 0,21

2. 3,7 M (CH 3 ) CHOH

A Формула (CH 3 ) 2 CHOH представляет собой 2-пропанол (изопропиловый спирт) и содержит группу –OH, поэтому это спирт. Напомним из раздела 4.1 «Водные растворы», что спирты - это ковалентные соединения, которые растворяются в воде с образованием растворов нейтральных молекул. Таким образом, спирты не являются электролитами

B Таким образом, единственными растворенными веществами в растворе являются (CH 3 ) 2 молекул CHOH, поэтому [(CH 3 ) 2 CHOH] = 3.7 млн ​​

3. 0,032 M In (NO 3 ) 3

A Нитрат индия - это ионное соединение, которое содержит ионы In 3+ и ионы NO 3 -, поэтому мы ожидаем, что он будет вести себя как сильный электролит в водном растворе

B Одна формульная единица In (NO 3 ) 3 дает один ион In 3+ и три иона NO 3 -, поэтому 0,032 M In (NO 3 ) 3 Решение содержит 0.032 M In 3+ и 3 × 0,032 M = 0,096 M NO 3 - , то есть [In 3+ ] = 0,032 M и [NO 3 - ] = 0,096 M

(Вернуться к началу)

7.10 Резюме

Чтобы убедиться, что вы понимаете материал этой главы, вам следует проанализировать значения терминов, выделенных жирным шрифтом в следующем резюме, и спросить себя, как они соотносятся с темами в главе.

Раствор представляет собой однородную смесь. Основным компонентом является растворитель , а второстепенным компонентом - растворенное вещество . Решения могут иметь любую фазу; например, сплав представляет собой твердый раствор. Растворенные вещества представляют собой растворимых или нерастворимых , что означает, что они растворяются или не растворяются в конкретном растворителе. Термины смешивающийся и несмешивающийся вместо «растворимый и нерастворимый» используются для жидких растворенных веществ и растворителей.Утверждение « подобно растворяется подобно » является полезным руководством для прогнозирования того, будет ли растворенное вещество растворяться в данном растворителе.

Растворение происходит путем сольватации , процесса, при котором частицы растворителя окружают отдельные частицы растворенного вещества, разделяя их с образованием раствора. Для водных растворов используется слово гидратация . Если растворенное вещество является молекулярным, оно растворяется на отдельные молекулы. Если растворенное вещество является ионным, отдельные ионы отделяются друг от друга, образуя раствор, который проводит электричество.Такие растворы называются электролитами . Если диссоциация ионов завершена, раствор представляет собой сильный электролит . Если диссоциация только частичная, раствор представляет собой слабый электролит . Растворы молекул не проводят электричество и называются неэлектролитами .

Количество растворенного вещества в растворе представлено концентрацией раствора. Максимальное количество растворенного вещества, которое будет растворяться в данном количестве растворителя, называется растворимостью растворенного вещества.Таких решений насыщенных . Растворы, у которых количество меньше максимального, - это ненасыщенных . Большинство растворов являются ненасыщенными, и их концентрацию можно указать разными способами. Массовый / массовый процент , объемный / объемный процент и массовый / объемный процент указывают процент растворенного вещества в общем растворе. частей на миллион (ppm) и частей на миллиард (ppb) используются для описания очень малых концентраций растворенного вещества. Молярность , определяемая как количество молей растворенного вещества на литр раствора, является стандартной единицей концентрации в химической лаборатории. Эквиваленты выражают концентрации в молях заряда ионов. Когда раствор разбавляется, мы используем тот факт, что количество растворенного вещества остается постоянным, чтобы можно было определить объем или концентрацию конечного разбавленного раствора. Растворы известной концентрации можно приготовить либо путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе и разбавления до желаемого конечного объема, либо путем разбавления соответствующего объема более концентрированного раствора (маточный раствор ) до желаемого конечного объема.

Ключевые вынос

  • Концентрации раствора обычно выражаются в виде молярности и могут быть получены путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе или разбавления исходного раствора.

Концептуальные проблемы

  1. Какое из представлений лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.

    1. NH 3
    2. HF
    3. CH 3 CH 2 CH 2 OH
    4. Na 2 SO 4

  2. Какое из представлений, показанных в задаче 1, лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.

    1. CH 3 CO 2 H
    2. NaCl
    3. Na 2 S
    4. Na 3 PO 4
    5. ацетальдегид
  3. Можно ли ожидать, что 1,0 М раствор CaCl 2 будет лучше проводить электричество, чем 1,0 М раствор NaCl? Почему или почему нет?

  4. Альтернативный способ определения концентрации раствора - моляльность , сокращенно м .Моляльность определяется как количество молей растворенного вещества в 1 кг растворителя . Чем это отличается от молярности? Ожидаете ли вы, что 1 M раствор сахарозы будет более или менее концентрированным, чем 1 m раствор сахарозы? Поясните свой ответ.

  5. Каковы преимущества использования решений для количественных расчетов?

Ответ

  1. a) Nh4 - слабое основание, что означает, что некоторые молекулы будут принимать протон от молекул воды, заставляя их диссоциировать на ионы H + и -OH.Ион H + будет ассоциироваться с Nh4 с образованием Nh5 +. Таким образом, это будет больше всего похоже на стакан №2. б) HF - слабая кислота, хотя F сильно электроотрицателен. Это связано с тем, что молекула H-F может образовывать прочные водородные связи с молекулами воды и оставаться в ковалентной связи, которую труднее диссоциировать. Таким образом, стакан № 2 также является хорошим выбором для этой молекулы, так как только часть H-F будет диссоциировать на ионы h4O + и F-. c) CH 3 CH 2 CH 2 OH является ковалентным соединением и не будет диссоциировать в какой-либо заметной степени, поэтому стакан № 3 является правильным выбором.г) Na 2 SO 4 - это растворимое ионное соединение, которое полностью диссоциирует на ионы, больше всего напоминающие химический стакан № 1.

  2. Да, потому что когда CaCl 2 диссоциирует, он образует 3 иона (1 Ca 2+ и 2 иона Cl -), тогда как NaCl будет диссоциировать только на 2 иона (Na + и Cl -) для каждой молекулы. Таким образом, CaCl 2 будет генерировать больше ионов на моль, чем 1 моль NaCl, и будет лучше проводить электричество.

  3. Если количество вещества, необходимое для реакции, слишком мало для точного взвешивания, использование раствора вещества, в котором растворенное вещество диспергировано в гораздо большей массе растворителя, позволяет химикам измерить количество вещества. вещество, точнее.

Числовые задачи

  1. Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1.000 л каждого раствора.

    1. 0,2593 M NaBrO 3
    2. 1.592 М КНО 3
    3. 1,559 М уксусная кислота
    4. 0,943 M йодат калия
  2. Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1.000 л каждого раствора.

    1. 0,1065 млн бай 2
    2. 1,135 M Na 2 SO 4
    3. 1,428 M NH 4 Br
    4. 0,889 М ацетат натрия
  3. Если все растворы содержат одно и то же растворенное вещество, какой раствор содержит большую массу растворенного вещества?

    1. 1.40 л 0,334 М раствора или 1,10 л 0,420 М раствора
    2. 25,0 мл 0,134 М раствора или 10,0 мл 0,295 М раствора
    3. 250 мл 0,489 М раствора или 150 мл 0,769 М раствора
  4. Заполните следующую таблицу для 500 мл раствора.

    Соединение Масса (г) Родинки Концентрация (М)
    сульфат кальция 4,86 ​​
    уксусная кислота 3.62
    дигидрат йодистого водорода 1,273
    бромид бария 3,92
    глюкоза 0,983
    ацетат натрия 2,42
  5. Какая концентрация каждого вида присутствует в следующих водных растворах?

    1. 0,489 моль NiSO 4 в 600 мл раствора
    2. 1.045 моль бромида магния в 500 мл раствора
    3. 0,146 моль глюкозы в 800 мл раствора
    4. 0,479 моль CeCl 3 в 700 мл раствора
  6. Какая концентрация каждого вида присутствует в следующих водных растворах?

    1. 0,324 моль K 2 MoO 4 в 250 мл раствора
    2. 0,528 моль формиата калия в 300 мл раствора
    3. 0,477 моль KClO 3 в 900 мл раствора
    4. 0.378 моль йодида калия в 750 мл раствора
  7. Какова молярная концентрация каждого раствора?

    1. 8,7 г бромида кальция в 250 мл раствора
    2. 9,8 г сульфата лития в 300 мл раствора
    3. 12,4 г сахарозы (C 12 H 22 O 11 ) в 750 мл раствора
    4. 14,2 г гексагидрата нитрата железа (III) в 300 мл раствора
  8. Какова молярная концентрация каждого раствора?

    1. 12.8 г гидросульфата натрия в 400 мл раствора
    2. 7,5 г гидрофосфата калия в 250 мл раствора
    3. 11,4 г хлорида бария в 350 мл раствора
    4. 4,3 г винной кислоты (C 4 H 6 O 6 ) в 250 мл раствора
  9. Приведите концентрацию каждого реагента в следующих уравнениях, принимая 20,0 г каждого и объем раствора 250 мл для каждого реагента.

    1. BaCl 2 (водн.) + Na 2 SO 4 (водн.) →
    2. Ca (OH) 2 (водн.) + H 3 PO 4 (водн.) →
    3. Al (NO 3 ) 3 (водн.) + H 2 SO 4 (водн.) →
    4. Pb (NO 3 ) 2 (водн.) + CuSO 4 (водн.) →
    5. Al (CH 3 CO 2 ) 3 (водн.) + NaOH (водн.) →
  10. На эксперимент потребовалось 200.0 мл 0,330 М раствора Na 2 CrO 4 . Для приготовления этого раствора использовали исходный раствор Na 2 CrO 4 , содержащий 20,0% растворенного вещества по массе с плотностью 1,19 г / см 3 . Опишите, как приготовить 200,0 мл 0,330 М раствора Na 2 CrO 4 с использованием основного раствора.

  11. Гипохлорит кальция [Ca (OCl) 2 ] - эффективное дезинфицирующее средство для одежды и постельного белья. Если в растворе концентрация Ca (OCl) 2 равна 3.4 г на 100 мл раствора, какова молярность гипохлорита?

  12. Фенол (C 6 H 5 OH) часто используется в качестве антисептика в жидкостях для полоскания рта и пастилках для горла. Если в жидкости для полоскания рта концентрация фенола составляет 1,5 г на 100 мл раствора, какова молярность фенола?

  13. Если таблетка, содержащая 100 мг кофеина (C 8 H 10 N 4 O 2 ), растворяется в воде с получением 10,0 унций раствора, какова молярная концентрация кофеина в растворе?

  14. На этикетке определенного лекарства есть инструкция по добавлению 10.0 мл стерильной воды, заявив, что каждый миллилитр полученного раствора будет содержать 0,500 г лекарства. Если пациенту назначена доза 900,0 мг, сколько миллилитров раствора следует ввести?

ответов

  1. а. 39,13 г б. 161,0 г c. 93,57 г г. 201,8 г

  2. а. 1,40 л 0,334 М раствора, б. 25,0 мл 0,134 М раствора, c. 150 мл 0,769 М раствора

  3. а.0.815 М, г. 2.09 М, c. 0.182 М, д. 0,684 M

  4. а. 0.174 М, г. 0.297 М, c. 0,048 М, д. 0,135 М

  5. а. BaCl 2 = 0,384 M, Na 2 SO 4 = 0,563 M, б. Ca (OH) 2 = 1,08 М, h4PO4 = 0,816 М, c. Al (NO 3 ) 3 = 0,376 M, H 2 SO 4 = 0,816 M, d. Pb (NO 3 ) 2 = 0,242 M, CuSO 4 = 0,501 M, т.е. Al (CH 3 CO 2 ) = 0.392 M, NaOH = 2,00 M

  6. 1,74 × 10 −3 M кофеин

(Вернуться к началу)

Список литературы

  • Чанг (Питер) Чие (2016) Неорганическая химия. Либретексты . Доступно по адресу: https://chem.libretexts.org/Core/Inorganic_Chemistry/Chemical_Reactions/Chemical_Reactions_1/Solutions
  • Болл, Д. У., Хилл, Дж. У.и Скотт Р.Дж. (2016) MAP: Основы общей, органической и биологической химии . Свободные тексты. Доступно по адресу: https://chem.libretexts.org/Textbook_Maps/Introductory_Chemistry_Textbook_Maps/Map%3A_The_Basics_of_GOB_Chemistry_(Ball_et_al.)
  • Аверилл, Б.А., Элдридж, П. (2012) Принципы химии . Свободные тексты. Доступно по адресу: https://2012books.lardbucket.org/books/principles-of-general-chemistry-v1.0/index.html
  • Гидрат. (2017, 30 августа).В Википедия, Бесплатная энциклопедия . Получено 16:20, 26 сентября 2017 г., с https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Hydrate&oldid=798015169
  • .
  • Лоуэр, С. (2010). Растворы 1: Растворы и их концентрации. В онлайн-учебнике «Виртуальный учебник Chem1». Доступно по адресу: http://www.chem1.com/acad/webtext/solut/solut-1.html

Химические решения практических задач | Carolina.com

1. Молярные растворы

а.Опишите, как вы приготовили бы 1 л из 1 M раствор натрия хлорида. Вес хлорида натрия в граммах формулы составляет 58,44. г / моль.

Ответ: Сделать 1 М раствор натрия хлорида, растворите 58,44 г хлорида натрия в 500 мл воды в 1000 мл мерная колба. Когда все твердое вещество растворено и раствор находится при комнатной температуре. температуры, доведите до отметки и несколько раз переверните колбу для перемешивания.

г. Опишите, как вы приготовили бы 1 л из 2 M раствор уксусной кислоты.Граммовая формула веса уксусной кислоты составляет 60,05 г / моль, плотность 1.049 г / мл.

Ответ: Чтобы приготовить 2 М раствор уксусной кислоты, растворите 120,1 г уксусной кислоты в 500 мл дистиллированной или деионизированной воды в емкости объемом 1000 мл. мерная колба. Поскольку уксусная кислота является жидкостью, ее также можно измерить объем. Разделите массу кислоты на ее плотность (1,049 г / мл), чтобы определить объем (114 мл). Для приготовления раствора используйте 120,1 г или 114 мл уксусной кислоты.Осторожно покрутите колбу, чтобы перемешать раствор. Как только раствор будет в комнате температуры, доведите до отметки и несколько раз переверните колбу для перемешивания.

2. Процентные решения

а. Опишите, как бы вы приготовили 100 г 0,5% раствора. фенолфталеин по массе.

Ответ: Поскольку растворенное вещество (фенолфталеин) является твердое вещество, раствор в процентах по массе. Массовый процент означает количество граммов растворенного вещества на 100 г раствора.

массовых процентов = (масса растворенного вещества / масса раствора) × 100%

масса растворенного вещества = массовый процент × масса раствора / 100%

= 0,5% x 100 г / 100%

= 0,5 г

Поскольку общая масса раствора равна 100 г, оставшиеся 99,5 г раствор - вода. Для приготовления раствора растворите 0,5 г фенолфталеина. в 99,5 г дистиллированной или деионизированной воды.

г. Опишите, как вы приготовили бы 100 мл раствор, содержащий 22% уксусную кислоту по объему.

Ответ: Объемный процент означает количество миллилитров растворенного вещества на 100 мл раствора. Разбавьте 22 мл уксусной кислоты дистиллированная или деионизированная вода для приготовления 100 мл раствора.

3. Разведения

а. Опишите, как приготовить 1,0 л 0,10 М раствора серной кислоты. кислота из 3,0 М раствора серной кислоты.

Ответ: Рассчитайте объем 3,0 М серной кислоты. кислота, необходимая для приготовления разведения.

M реагент × V реагент = M разведение × V разведение

3.0 M × V реагент = 0,10 M × 1,0 л

V реагент = 0,033 л = 33 мл

Медленно добавьте 33 мл 3,0 М серной кислоты в мерную колбу на 1000 мл. наполовину заполните дистиллированной или деионизированной водой и встряхните колбу, чтобы перемешать. Один раз раствор комнатной температуры, разбавить водой до метки и перевернуть колбу несколько раз перемешать.

б. Опишите, как бы вы приготовили 500 мл 0,25 М раствор гидроксида натрия из 5.0 М раствор гидроксида натрия.

Ответ: Рассчитать объем 5,0 М гидроксида натрия, необходимого для приготовления разведения.

M реагент × V реагент = M разведение × V разведение

5,0 M × V реагент = 0,25 M × 0,500 л

V реагент = 0.025 л = 25 мл

Медленно добавьте 25 мл 5,0 М гидроксида натрия в мерную колбу на 500 мл. наполовину заполните дистиллированной или деионизированной водой и встряхните колбу, чтобы перемешать. Один раз раствор комнатной температуры, разбавить водой до метки и перевернуть колбу несколько раз перемешать.

4. Особые случаи

а. Опишите, как приготовить 500 мл 1,0 М раствора калия. хлорид чистотой 93,0%. Вес хлорида калия в граммах формулы 74.56 г / моль.

Ответ: Рассчитайте массу нечистого хлорида калия. нужный.

масса нечистого хлорида калия = M чистый × V чистый × грамм формулы вес / процент чистота

= 1,0 M × 0,500 L × 74,56 г / моль
0,930

= 40 г

Медленно добавьте 40 г 93% хлорида калия в мерную емкость 500 мл. колбу наполовину заполните дистиллированной или деионизированной водой и встряхните колбу, чтобы перемешать.Когда все твердое вещество растворится и раствор достигнет комнатной температуры, разбавьте до отметки и несколько раз переверните колбу для перемешивания.

г. Опишите, как бы вы готовились 500 мл 1,0 М раствора фосфорной кислоты из 85,0% фосфорной кислоты, т.е. чистый. Вес фосфорной кислоты по формуле в граммах составляет 98,00 г / моль, а плотность 85,0% фосфорной кислоты составляет 1,685 г / мл.

Ответ: Рассчитайте объем 85.Требуется 0% фосфорная кислота.

объем нечистой фосфорной кислоты = M чистый × V чистый × грамм формулы вес / (проценты чистота x плотность) = (1,0 M × 0,500 L x 98,00 г / моль) ÷ 1,685 г / мл
0,850

= 34 мл

Медленно добавьте 34 мл 85,0% фосфорной кислоты в мерную емкость 500 мл. колбу наполовину заполните дистиллированной или деионизированной водой и встряхните колбу, чтобы перемешать. Как только раствор достигнет комнатной температуры, разбавьте водой до отметки и переверните колбу несколько раз, чтобы перемешать.

5. Нормальные решения

Опишите, как приготовить 1000 мл 1,0 н. Раствора магния. гидроксид. Граммовая формула веса гидроксида магния составляет 58,33 г / моль.

Ответ: Гидроксид магния содержит две гидроксильные группы. Половина моля гидроксида магния, следовательно, принимает один моль протонов. Чтобы приготовить 1,0 н раствор гидроксида магния, медленно добавьте 29 г гидроксида магния в 500-миллилитровую мерную колбу, заполненную наполовину. с дистиллированной или деионизированной водой и встряхните колбу, чтобы перемешать.Когда все твердое вещество растворяется и раствор при комнатной температуре доводится до метки. и несколько раз переверните колбу для перемешивания.

Практическое применение: расчет концентраций раствора

Пример задачи № 1: Молярность

Рассчитайте молярность раствора двух литров воды, смешанного с 30 граммами хлорида натрия (NaCl).

Чтобы рассчитать молярность, мы сначала должны вспомнить, что молярность равна молям растворенного вещества на литр раствора.

Шаг 1. Рассчитайте литры

Сначала убедитесь, что у вас есть объем раствора в литрах. Эта задача дает вам количество в литрах, но если вам даны миллилитры или галлоны, вы должны сначала преобразовать.

Шаг 2: Расчет молей

Затем рассчитайте количество молей в растворе. Для этого вы должны найти молярную массу вашего соединения. Найдите ближайшую к вам периодическую таблицу, а затем определите молярную массу каждого элемента в соединении. Для хлорида натрия мы складываем молярную массу натрия (22 г / моль) с молярной массой хлорида (35 г / моль), чтобы получить общую молярную массу 57 г / моль.

Затем настройте преобразование, чтобы узнать, сколько молей содержится в общей массе растворенного вещества. Переверните вашу молярную массу вверх дном, чтобы у вас была доля в 1 моль над массой в граммах. Затем умножьте это на общее количество граммов.

Для нашего примера мы получаем:

30 г NaCl x (1 моль / 57 г) = 0,52 моль NaCl

Шаг 3: Расчет молярности

Теперь вы можете просто разделить количество моль на литры раствора и получить молярность. .

0.52 моль NaCl / 2 л воды = 0,26 M

Примеры Задача № 2: Мольная доля

Рассчитайте мольную долю раствора двух литров воды, смешанного с 30 г хлорида натрия.

Другой способ расчета концентрации - мольная доля. Здесь мы вычисляем отношение молей растворенного вещества к молям всего раствора.

Шаг 1: Рассчитайте количество молей каждого вещества

Сначала рассчитайте количество молей каждого вещества в растворе. Здесь мы сделаем это так же, как и при вычислении молярности, используя молярные массы натрия и хлорида.Молярная масса 30 г хлорида натрия составляет 57 г / моль, что дает 0,52 моль хлорида натрия.

Аналогично для воды можно использовать таблицу Менделеева, чтобы найти молярную массу (18 г / моль). Затем мы можем использовать плотность воды, чтобы найти массу из заданного объема, которая составляет 1 г / мл. Итак, у нас есть 2000 г воды. Используя нашу формулу для вычисления молей, мы получаем:

2000 г воды / (1 моль / 18 г) = 111,1 моль воды

Шаг 2: сложите моли

Затем сложите все моли, чтобы получить общее количество молей.В нашем примере 0,52 моль NaCl + 111,1 моль воды = 111,62 моль всего.

Шаг 3: Разделите

Теперь разделите моли растворенного вещества на общее количество молей в растворе, чтобы получить мольную долю.

0,52 моль NaCl / 111,62 моль всего = 0,004

Пример проблемы № 3: моляльность

Моляльность может звучать очень похоже на молярность, но на самом деле она отличается. Моляльность - это количество молей растворителя, деленное на массу растворителя в килограммах. Рассчитаем моляльность для этого примера.

Шаг 1: Рассчитайте количество молей растворенного вещества

Снова используйте молярную массу, а затем преобразуйте массу, указанную в задаче, в моли. В нашем примере у нас есть 0,52 моль хлорида натрия.

Шаг 2: Рассчитайте килограммы растворителя

Опять же, мы можем преобразовать объем воды в массу, используя плотность воды, 1 г / мл. Поскольку у нас есть 2000 мл воды, это равно 2000 г воды или 2 кг.

Шаг 3: Разделите

Теперь разделите количество молей растворенного вещества на килограммы растворителя.В нашем примере мы получаем:

0,52 моль NaCl / 2 кг воды = 0,26 м

Пример задачи № 4: массовый процент

Теперь давайте рассчитаем массовый процент 30 г NaCl в 2 л воды. Массовый процент - это масса растворенного вещества, деленная на массу раствора.

Шаг 1: Рассчитайте массу растворенного вещества.

Поскольку эта задача уже сообщает вам массу NaCl, вам не нужно выполнять вычисления. Но если проблема дала вам родинки, вы можете работать в обратном направлении, используя молярную массу, как объяснено в первом примере задачи.

Шаг 2: Рассчитайте массу раствора

Теперь мы будем использовать плотность воды для вычисления ее массы, как мы делали в предыдущих задачах. Плотность воды составляет 1 г / мл, поэтому для 2 л воды или 2000 мл воды плотность составляет 2000 г. Чтобы получить массу раствора, сложите массу растворителя и растворенного вещества. В нашем примере это 2000 г воды + 30 г NaCl = всего 2030 г.

Шаг 3: Разделите

Теперь разделите массу растворенного вещества на массу раствора.Здесь мы получаем 30 г NaCl / 2030 г всего = 0,014 или 1,4%.

Пример задачи № 5: Объемный процент

Объемный процент используется, когда и растворенное вещество, и растворитель являются жидкостями. Допустим, вы хотите растворить 35 мл этанола в 1000 мл воды. Чтобы решить эту проблему, просто разделите объем растворенного вещества (этанола) на объем раствора.

В нашем примере мы объединили 35 мл этанола с 1000 мл воды, поэтому общий объем раствора составляет 1035 мл.

Итак, 35 мл / 1035 мл = 0.034 или 3,4% этанола по объему.

Краткое содержание урока

Растворы представляют собой гомогенные смеси, состоящие из растворенных веществ , растворенных в растворителях . Отношение растворенного вещества к растворителю составляет , концентрация и может быть рассчитана несколькими способами. Молярность - моль на литр растворителя. Мольная доля - это моль растворенного вещества на общее количество моль раствора. Моляльность - это моль растворенного вещества на килограмм растворителя. Масса в процентах рассчитывается путем деления массы растворенного вещества на общую массу раствора.Объемный процент используется при объединении двух жидкостей и представляет собой объем растворенного вещества, деленный на объем раствора.

Концентрации раствора

Все мы качественно понимаем, что подразумевается под концентрацией . Любой, кто варил растворимый кофе или лимонад, знает, что слишком много порошка дает сильно ароматный и высококонцентрированный напиток, а слишком маленькое - разбавленный раствор, который трудно отличить от воды. В химии концентрация - это количество растворенного вещества, растворенного в определенном количестве растворителя или раствора.раствора описывает количество растворенного вещества, которое содержится в определенном количестве растворителя или раствора. Знание концентрации растворенных веществ важно для контроля стехиометрии реагентов для реакций, протекающих в растворе. Химики используют множество различных способов определения концентраций, некоторые из которых описаны в этом разделе.

Молярность

Наиболее распространенной единицей концентрации является молярность , что также является наиболее полезным для расчетов, включающих стехиометрию реакций в растворе.Молярность (M) Обычная единица концентрации, которая представляет собой количество молей растворенного вещества, присутствующего точно в 1 л раствора (моль / л). раствора - это количество молей растворенного вещества, присутствующего ровно в 1 л раствора. Молярность - это также количество миллимолей растворенного вещества, присутствующего точно в 1 мл раствора:

Уравнение 4.4

молярность = моль растворимых веществ в растворе = ммоль растворенных веществиллилитров раствора

Таким образом, единицами молярности являются моль на литр раствора (моль / л), сокращенно М.Водный раствор, содержащий 1 моль (342 г) сахарозы в достаточном количестве воды, чтобы получить конечный объем 1,00 л, имеет концентрацию сахарозы 1,00 моль / л или 1,00 М. В химических обозначениях квадратные скобки вокруг названия или формулы растворенное вещество представляет собой концентрацию растворенного вещества. Итак,

[сахароза] = 1,00 М

читается как «концентрация сахарозы 1,00 молярная». Отношения между объемом, молярностью и молями могут быть выражены как

Уравнение 4.5

VLMmol / L = L (molL) = моль

или

Уравнение 4.6

VmLMммоль / мл = мл (ммольмл) = ммоль

Пример 2 иллюстрирует использование уравнения 4.5 и уравнения 4.6.

Пример 2

Рассчитайте количество молей гидроксида натрия (NaOH) в 2,50 л 0,100 M NaOH.

Дано: идентичность растворенного вещества, а также объем и молярность раствора

Запрошено: количество растворенного вещества в молях

Стратегия:

Используйте уравнение 4.5 или уравнение 4.6, в зависимости от единиц, указанных в задаче.

Решение:

Поскольку нам задают объем раствора в литрах и спрашивают количество молей вещества, уравнение 4.5 более полезно:

моль NaOH = VL Ммоль / л = (2,50 л) (0,100 моль л) = 0,250 моль NaOH

Упражнение

Вычислите количество миллимолей аланина, биологически важной молекулы, в 27.2 мл 1,53 М аланина.

Ответ: 41,6 ммоль

Концентрации часто указываются в зависимости от массы к массе (м / м) или по отношению к массе к объему (м / об), особенно в клинических лабораториях и инженерных приложениях. Концентрация, выраженная на основе м / м, равна количеству граммов растворенного вещества на грамм раствора; Концентрация на основе м / об - это количество граммов растворенного вещества на миллилитр раствора. Каждое измерение можно выразить в процентах, умножив соотношение на 100; результат выражается в процентах по массе или в процентах по массе.Концентрации очень разбавленных растворов часто выражаются в частях на миллион ( частей на миллион ), что составляет граммы растворенного вещества на 10 6 г раствора, или в частях на миллиард ( частей на миллиард ), что составляет граммов растворенного вещества на 10 9 г раствора. Для водных растворов при 20 ° C 1 ppm соответствует 1 мкг на миллилитр, а 1 ppb соответствует 1 нг на миллилитр. Эти концентрации и их единицы сведены в Таблицу 4.1 «Общие единицы концентрации».

Таблица 4.1 Общие единицы концентрации

Концентрация шт.
м / м г растворенного вещества / г раствора
м / об г растворенного вещества / мл раствора
частей на миллион г растворенного вещества / 10 6 г раствора
мкг / мл
частей на миллиард г растворенного вещества / 10 9 г раствора
нг / мл

Подготовка решений

Чтобы приготовить раствор, который содержит определенную концентрацию вещества, необходимо растворить желаемое количество молей растворенного вещества в достаточном количестве растворителя, чтобы получить желаемый конечный объем раствора.Рисунок 4.6 «Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого вещества» иллюстрирует эту процедуру для раствора дигидрата хлорида кобальта (II) в этаноле. Обратите внимание, что объем растворителя не указан. Поскольку растворенное вещество занимает пространство в растворе, необходимый объем растворителя почти всегда на меньше , чем желаемый объем раствора. Например, если желаемый объем составлял 1,00 л, было бы неправильно добавлять 1,00 л воды к 342 г сахарозы, потому что это приведет к получению более 1 л воды.00 л раствора. Как показано на Рисунке 4.7 «Приготовление 250 мл раствора (NH)», для некоторых веществ этот эффект может быть значительным, особенно для концентрированных растворов.

Рис. 4.6 Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого вещества

Рисунок 4.7 Приготовление 250 мл раствора (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 в воде

Растворенное вещество занимает пространство в растворе, поэтому для приготовления 250 мл раствора требуется менее 250 мл воды.

Пример 3

Раствор на Рисунке 4.6 «Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого растворенного вещества» содержит 10,0 г дигидрата хлорида кобальта (II), CoCl 2 · 2H 2 O, в этаноле, достаточном для получения ровно 500 мл решение. Какова молярная концентрация CoCl 2 · 2H 2 O?

Дано: масса растворенного вещества и объем раствора

Запрошено: концентрация (M)

Стратегия:

Чтобы найти количество молей CoCl 2 · 2H 2 O, разделите массу соединения на его молярную массу.Рассчитайте молярность раствора, разделив количество молей растворенного вещества на объем раствора в литрах.

Решение:

Молярная масса CoCl 2 · 2H 2 O составляет 165,87 г / моль. Следовательно,

моль CoCl2 • 2h3O = (10,0 г 165,87 г / моль) = 0,0603 моль

Объем раствора в литрах

объем = 500 мл (1 л, 1000 мл) = 0.500 л

Молярность - это количество молей растворенного вещества на литр раствора, поэтому молярность раствора составляет

. молярность = 0,0603 моль 0,500 L = 0,121 M = CoCl2 • h3O

Упражнение

Раствор, показанный на Рисунке 4.7 «Приготовление 250 мл раствора (NH», содержит 90,0 г (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 в достаточном количестве воды, чтобы получить конечный объем точно 250 мл. Какова молярная концентрация дихромата аммония?

Ответ: (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 = 1.43 млн

Чтобы приготовить определенный объем раствора, который содержит указанную концентрацию растворенного вещества, нам сначала нужно рассчитать количество молей растворенного вещества в желаемом объеме раствора, используя соотношение, показанное в уравнении 4.5. Затем мы переводим количество молей растворенного вещества в соответствующую массу необходимого растворенного вещества. Эта процедура проиллюстрирована в Примере 4.

Пример 4

Так называемый раствор D5W, используемый для внутривенного восполнения биологических жидкостей, содержит 0.310 М. глюкозы. (D5W представляет собой примерно 5% раствор декстрозы [медицинское название глюкозы] в воде.) Рассчитайте массу глюкозы, необходимую для приготовления пакета D5W объемом 500 мл. Глюкоза имеет молярную массу 180,16 г / моль.

Дано: молярность, объем и молярная масса растворенного вещества

Запрошено: Масса растворенного вещества

Стратегия:

A Рассчитайте количество молей глюкозы, содержащихся в указанном объеме раствора, умножив объем раствора на его молярность.

B Получите необходимую массу глюкозы, умножив количество молей соединения на его молярную массу.

Решение:

A Сначала мы должны рассчитать количество молей глюкозы, содержащихся в 500 мл 0,310 М раствора:

VLMмоль / л = моль 500 мл (1 л 1000 мл) (0,310 моль глюкозы1 л) = 0,155 моль глюкозы

B Затем мы переводим количество молей глюкозы в требуемую массу глюкозы:

масса глюкозы = 0.155 моль глюкозы (180,16 г глюкозы1 моль глюкозы) = 27,9 г глюкозы

Упражнение

Другой раствор, обычно используемый для внутривенных инъекций, - это физиологический раствор, 0,16 М раствор хлорида натрия в воде. Рассчитайте массу хлорида натрия, необходимую для приготовления 250 мл физиологического раствора.

Ответ: 2,3 г NaCl

Раствор желаемой концентрации можно также приготовить путем разбавления небольшого объема более концентрированного раствора дополнительным растворителем.Стандартный раствор Для этой цели часто используется коммерчески приготовленный раствор известной концентрации, который представляет собой коммерчески приготовленный раствор известной концентрации. Разбавление основного раствора является предпочтительным, поскольку альтернативный метод взвешивания крошечных количеств растворенного вещества трудно осуществить с высокой степенью точности. Разбавление также используется для приготовления растворов из веществ, которые продаются в виде концентрированных водных растворов, таких как сильные кислоты.

Процедура приготовления раствора известной концентрации из основного раствора показана на рисунке 4.8 «Приготовление раствора известной концентрации путем разбавления исходного раствора». Это требует расчета желаемого количества молей растворенного вещества в конечном объеме более разбавленного раствора, а затем расчета объема исходного раствора, который содержит это количество растворенного вещества. Помните, что разбавление данного количества исходного раствора растворителем не приводит к изменению числа , а не количества молей присутствующего растворенного вещества. Таким образом, соотношение между объемом и концентрацией основного раствора и объемом и концентрацией желаемого разбавленного раствора составляет

Уравнение 4.7

( V s ) (M s ) = моль растворенного вещества = ( V d ) (M d )

, где нижние индексы s и d обозначают исходный и разбавленный растворы, соответственно. Пример 5 демонстрирует расчеты, связанные с разбавлением концентрированного исходного раствора.

Рисунок 4.8. Приготовление раствора известной концентрации путем разбавления исходного раствора

(a) Объем ( V s ), содержащий желаемые моли растворенного вещества (M s ), измеряют из исходного раствора известной концентрации.(b) Отмеренный объем исходного раствора переносят во вторую мерную колбу. (c) Измеренный объем во второй колбе затем разбавляется растворителем до объемной отметки [( V s ) (M s ) = ( V d ) (M d ). ].

Пример 5

Какой объем 3,00 М исходного раствора глюкозы необходим для приготовления 2500 мл раствора D5W в Примере 4?

Дано: Объем и молярность разбавленного раствора

Запрошено: объем основного раствора

Стратегия:

A Рассчитайте количество молей глюкозы, содержащихся в указанном объеме разбавленного раствора, умножив объем раствора на его молярность.

B Чтобы определить необходимый объем исходного раствора, разделите количество молей глюкозы на молярность исходного раствора.

Решение:

A Раствор D5W в Примере 4 содержал 0,310 М глюкозы. Начнем с использования уравнения 4.7 для расчета количества молей глюкозы, содержащихся в 2500 мл раствора:

молей глюкозы = 2500 мл (1 л 1000 мл) (0.310 моль глюкозы1 л) = 0,775 моль глюкозы

B Теперь мы должны определить объем исходного раствора 3,00 M, который содержит это количество глюкозы:

объем исходного раствора = 0,775 моль глюкозы (1 л 3,00 моль глюкозы) = 0,258 л или 258 мл

При определении необходимого объема исходного раствора мы должны были разделить желаемое количество молей глюкозы на концентрацию исходного раствора, чтобы получить соответствующие единицы.Кроме того, количество молей растворенного вещества в 258 мл исходного раствора такое же, как количество молей в 2500 мл более разбавленного раствора; изменилось только количество растворителя . Полученный ответ имеет смысл: разбавление основного раствора примерно в 10 раз увеличивает его объем примерно в 10 раз (258 мл → 2500 мл). Следовательно, концентрация растворенного вещества должна уменьшиться примерно в 10 раз, как это происходит (3,00 M → 0,310 M).

Мы также могли решить эту проблему за один шаг, решив уравнение 4.7 для В с и подставив соответствующие значения:

Vs = (Vd) (Md) Ms = (2,500 л) (0,310 M) 3,00 M = 0,258 л

Как мы уже отмечали, часто существует несколько правильных способов решения проблемы.

Упражнение

Какой объем 5,0 М маточного раствора NaCl необходим для приготовления 500 мл физиологического раствора (0,16 М NaCl)?

Ответ: 16 мл

Концентрации ионов в растворе

В примере 3 вы рассчитали, что концентрация раствора, содержащего 90.00 г дихромата аммония в конечном объеме 250 мл составляет 1,43 М. Давайте более подробно рассмотрим, что это означает. Дихромат аммония представляет собой ионное соединение, которое содержит два иона NH 4 + и один ион Cr 2 O 7 2- на формульную единицу. Как и другие ионные соединения, это сильный электролит, который диссоциирует в водном растворе с образованием гидратированных ионов NH 4 + и Cr 2 O 7 2- ионов:

Уравнение 4.8

(Nh5) 2Cr2O7 (s) → h3O (l) 2Nh5 + (водн.) + Cr2O72– (водн.)

Таким образом, 1 моль единиц формулы дихромата аммония растворяется в воде с образованием 1 моль анионов Cr 2 O 7 2- и 2 моль катионов NH 4 + (см. Рисунок 4.9 «Растворение 1 моль ионного соединения »).

Рис. 4.9 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 ионов NH 4 + .(Молекулы воды не показаны с молекулярной точки зрения для ясности.)

Когда мы проводим химическую реакцию с использованием раствора соли, например дихромата аммония, нам необходимо знать концентрацию каждого иона, присутствующего в растворе. Если раствор содержит 1,43 M (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 , то концентрация Cr 2 O 7 2- также должна быть 1,43 M, потому что существует один Cr 2 O 7 2- ионов на формульную единицу.Однако на формульную единицу приходится два иона NH 4 + , поэтому концентрация ионов NH 4 + составляет 2 × 1,43 M = 2,86 М. Поскольку каждая формульная единица (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 при растворении в воде образует три иона (2NH 4 + + 1Cr 2 O 7 2-), общая концентрация ионов в решение 3 × 1,43 M = 4,29 M.

Пример 6

Каковы концентрации всех веществ, полученных из растворенных веществ, в этих водных растворах?

  1. 0.21 М NaOH
  2. 3,7 M (CH 3 ) CHOH
  3. 0,032 M In (НЕТ 3 ) 3

Дано: молярность

Запрошено: концентрации

Стратегия:

A Классифицируйте каждое соединение как сильный электролит или как неэлектролит.

B Если соединение неэлектролит, его концентрация такая же, как молярность раствора.Если соединение является сильным электролитом, определите количество каждого иона, содержащегося в одной формульной единице. Найдите концентрацию каждого вида, умножив количество каждого иона на молярность раствора.

Решение:

  1. Гидроксид натрия - это ионное соединение, которое является сильным электролитом (и сильным основанием) в водном растворе:

    NaOH (т) → h3O (ж) Na + (водн.) + OH– (водн.)

    B Поскольку каждая формульная единица NaOH производит один ион Na + и один ион OH - , концентрация каждого иона такая же, как концентрация NaOH: [Na + ] = 0.21 M и [OH - ] = 0,21 M.

  2. A Формула (CH 3 ) 2 CHOH представляет собой 2-пропанол (изопропиловый спирт) и содержит группу –OH, поэтому это спирт. Напомним из раздела 4.1 «Водные растворы», что спирты - это ковалентные соединения, которые растворяются в воде с образованием растворов нейтральных молекул. Таким образом, спирты не являются электролитами.

    B Таким образом, единственными растворенными веществами в растворе являются (CH 3 ) 2 молекул CHOH, поэтому [(CH 3 ) 2 CHOH] = 3.7 м.

  3. A Нитрат индия - это ионное соединение, которое содержит ионы In 3+ и ионы NO 3 -, поэтому мы ожидаем, что он будет вести себя как сильный электролит в водном растворе:

    In (NO3) 3 (s) → h3O (l) In3 + (водн.) + 3NO3– (водн.)

    B Одна формульная единица In (NO 3 ) 3 дает один ион In 3+ и три иона NO 3 -, так что 0.032 M In (NO 3 ) 3 раствор содержит 0,032 M In 3+ и 3 × 0,032 M = 0,096 M NO 3 - , то есть [In 3+ ] = 0,032 M и [NO 3 - ] = 0,096 M.

Упражнение

Каковы концентрации всех веществ, полученных из растворенных веществ, в этих водных растворах?

  1. 0,0012 M Ba (OH) 2
  2. 0.17 M Na 2 SO 4
  3. 0,50 M (CH 3 ) 2 CO, широко известный как ацетон

Ответ:

  1. [Ba 2+ ] = 0,0012 М; [OH - ] = 0,0024 M
  2. [Na + ] = 0,34 М; [SO 4 2−] = 0,17 M
  3. [(CH 3 ) 2 CO] = 0.50 млн.

Ключевые уравнения

определение молярности

Уравнение 4.4: молярность = моль растворяющих веществ раствора = ммоль растворенных веществиллилитров раствора

соотношение между объемом, молярностью и молями

Уравнение 4.5: VLMmol / L = L (molL) = моль

соотношение между объемом и концентрацией основного и разбавленного растворов

Уравнение 4.7: ( V s ) (M s ) = моль растворенного вещества = ( V d ) (M d )

Сводка

Концентрация вещества - это количество растворенного вещества, присутствующего в данном количестве раствора. Концентрации обычно выражаются как молярность , количество молей растворенного вещества в 1 л раствора. Растворы известной концентрации можно приготовить либо путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе и разбавления до желаемого конечного объема, либо путем разбавления соответствующего объема более концентрированного раствора (маточный раствор ) до желаемого конечного объема.

Ключевые вынос

  • Концентрации раствора обычно выражаются в виде молярности и могут быть получены путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе или разбавления исходного раствора.

Концептуальные проблемы

  1. Какое из представлений лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.

    1. NH 3
    2. HF
    3. CH 3 CH 2 CH 2 OH
    4. Na 2 SO 4

  2. Какое из представлений, показанных в задаче 1, лучше всего соответствует 1 М водному раствору каждого соединения? Обоснуйте свои ответы.

    1. CH 3 CO 2 H
    2. NaCl
    3. Na 2 S
    4. Na 3 PO 4
    5. ацетальдегид
  3. Можно ли ожидать, что 1,0 М раствор CaCl 2 будет лучше проводить электричество, чем раствор 1.0 М раствор NaCl? Почему или почему нет?

  4. Альтернативный способ определения концентрации раствора - моляльность , сокращенно м . Моляльность определяется как количество молей растворенного вещества в 1 кг растворителя . Чем это отличается от молярности? Ожидаете ли вы, что 1 M раствор сахарозы будет более или менее концентрированным, чем 1 m раствор сахарозы? Поясните свой ответ.

  5. Каковы преимущества использования решений для количественных расчетов?

Ответ

  1. Если количество вещества, необходимое для реакции, слишком мало для точного взвешивания, использование раствора вещества, в котором растворенное вещество диспергировано в гораздо большей массе растворителя, позволяет химикам измерить количество вещества. вещество, точнее.

Числовые задачи

  1. Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1.000 л каждого раствора.

    1. 0,2593 М NaBrO 3
    2. 1,592 М КНО 3
    3. 1,559 М уксусная кислота
    4. 0.943 M йодат калия
  2. Рассчитайте количество граммов растворенного вещества в 1.000 л каждого раствора.

    1. 0,1065 Мбайн 2
    2. 1,135 M Na 2 SO 4
    3. 1,428 M NH 4 Br
    4. 0.889 М ацетат натрия
  3. Если все растворы содержат одно и то же растворенное вещество, какой раствор содержит большую массу растворенного вещества?

    1. 1,40 л 0,334 М раствора или 1,10 л 0,420 М раствора
    2. 25,0 мл 0,134 М раствора или 10,0 мл 0,295 М раствора
    3. 250 мл 0.489 М раствор или 150 мл 0,769 М раствора
  4. Заполните следующую таблицу для 500 мл раствора.

    Соединение Масса (г) Родинки Концентрация (М)
    сульфат кальция 4.86
    уксусная кислота 3,62
    дигидрат йодистого водорода 1.273
    бромид бария 3,92
    глюкоза 0,983
    ацетат натрия 2.42
  5. Какая концентрация каждого вида присутствует в следующих водных растворах?

    1. 0,489 моль NiSO 4 в 600 мл раствора
    2. 1,045 моль бромида магния в 500 мл раствора
    3. 0.146 моль глюкозы в 800 мл раствора
    4. 0,479 моль CeCl 3 в 700 мл раствора
  6. Какая концентрация каждого вида присутствует в следующих водных растворах?

    1. 0,324 моль K 2 MoO 4 в 250 мл раствора
    2. 0.528 моль формиата калия в 300 мл раствора
    3. 0,477 моль KClO 3 в 900 мл раствора
    4. 0,378 моль йодида калия в 750 мл раствора
  7. Какова молярная концентрация каждого раствора?

    1. 8,7 г бромида кальция в 250 мл раствора
    2. 9.8 г сульфата лития в 300 мл раствора
    3. 12,4 г сахарозы (C 12 H 22 O 11 ) в 750 мл раствора
    4. 14,2 г гексагидрата нитрата железа (III) в 300 мл раствора
  8. Какова молярная концентрация каждого раствора?

    1. 12.8 г гидросульфата натрия в 400 мл раствора
    2. 7,5 г гидрофосфата калия в 250 мл раствора
    3. 11,4 г хлорида бария в 350 мл раствора
    4. 4,3 г винной кислоты (C 4 H 6 O 6 ) в 250 мл раствора
  9. Приведите концентрацию каждого реагента в следующих уравнениях, принимая 20.0 г каждого и объем раствора 250 мл для каждого реагента.

    1. BaCl 2 (водн.) + Na 2 SO 4 (водн.) →
    2. Ca (OH) 2 (водн.) + H 3 PO 4 (водн.) →
    3. Al (NO 3 ) 3 (водн.) + H 2 SO 4 (водн.) →
    4. Pb (NO 3 ) 2 (водн.) + CuSO 4 (водн.) →
    5. Al (CH 3 CO 2 ) 3 (водн.) + NaOH (водн.) →
  10. На эксперимент потребовалось 200.0 мл 0,330 М раствора Na 2 CrO 4 . Для приготовления этого раствора использовали исходный раствор Na 2 CrO 4 , содержащий 20,0% растворенного вещества по массе с плотностью 1,19 г / см 3 . Опишите, как приготовить 200,0 мл 0,330 М раствора Na 2 CrO 4 с использованием основного раствора.

  11. Гипохлорит кальция [Ca (OCl) 2 ] - эффективное дезинфицирующее средство для одежды и постельного белья.Если в растворе концентрация Ca (OCl) 2 составляет 3,4 г на 100 мл раствора, какова молярность гипохлорита?

  12. Фенол (C 6 H 5 OH) часто используется в качестве антисептика в жидкостях для полоскания рта и пастилках для горла. Если в жидкости для полоскания рта концентрация фенола составляет 1,5 г на 100 мл раствора, какова молярность фенола?

  13. Если таблетка, содержащая 100 мг кофеина (C 8 H 10 N 4 O 2 ), растворяется в воде с получением 10.0 унций раствора, какова молярная концентрация кофеина в растворе?

  14. На этикетке с определенным лекарством есть инструкция по добавлению 10,0 мл стерильной воды, в которой говорится, что каждый миллилитр полученного раствора будет содержать 0,500 г лекарства. Если пациенту назначена доза 900,0 мг, сколько миллилитров раствора следует ввести?

ответов

  1. 1.74 × 10 −3 M кофеин

Концентрация с примерами | Интернет-уроки химии

Концентрация

Концентрация - это количество растворенного вещества в данном растворе. Мы можем выразить концентрацию по-разному, например, в процентах или молях.

1) Концентрация в процентах:

Это количество растворенного вещества, растворенного в 100 г растворителя.Если концентрация раствора составляет 20%, мы понимаем, что в 100 г раствора содержится 20 г растворенного вещества.

Пример: Смешивают 10 г соли и 70 г воды и готовят раствор. Найдите концентрацию раствора в процентах по массе.

Решение:

Масса растворенного вещества: 10 г

Масса раствора: 10 + 70 = 80 г

80 г раствора включает 10 г растворенного вещества

100 г раствора включает X г растворенного вещества

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

X = 12,5 г%

Или по формуле;

Массовый процент = 10.100/80 = 12,5%

Пример: Если концентрация 600 г раствора NaCl по массе составляет 40%, найдите количество растворенного вещества по массе в этом растворе.

Решение:

100 г раствора включает 40 г растворенного вещества

Раствор 600 г включает X г растворенного вещества

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

X = 240 г соли NaCl растворяется в растворе.

Пример: Если мы добавим 68 г сахара и 272 г воды к 160 г раствора с концентрацией 20%, найдите конечную концентрацию этого раствора.

Решение:

Масса раствора до добавления сахара и воды 160 г.

В 100 г раствора входит 20 г сахара

Раствор 160 г включает X г сахара

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

X = 32 г сахара

Масса растворенного вещества после добавления = 32 + 68 = 100 г сахара

Масса раствора после добавления = 272 +68 + 160 = 500 г

Раствор 500 г включает 100 г сахара

В 100 г раствора содержится X г сахара

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

X = 20% - концентрация конечного раствора.

2) Концентрация по молям:

Мы можем выразить концентрацию растворов молями. Число молей на литр называется , молярность , обозначена M.

Пример: Из 16 г NaOH готовят 200 мл раствора. Какие из следующих утверждений верны для этого раствора? (Молярная масса NaOH составляет 40 г)

I. Концентрация раствора 2 молярная

II. Объем воды в растворе 200 мл

III. Если мы добавляем воду в раствор, количество молей растворенного вещества уменьшается.

Раствор: молей NaOH

I. n NaOH = 16/40 = 0,4 моль

V = 200 мл = 0,2 литра

Молярность = 0,4 / 0,2 = 2 молярность

я правда

II. Поскольку объем раствора составляет 200 мл, объем воды меньше 200 мл. II ложно.

III. Если мы добавляем воду в раствор, объем раствора увеличивается, но количество молей растворенного вещества не изменяется.

Пример: 4,4 г XCl 2 соль растворяется в воде и образует 100 мл 0,4 молярного раствора XCl 2 . Найдите молярную массу X. (CL = 35)

Решение:

Молярность = n / V

n = M.V, где V = 100 мл = 0,1 л и M = 0,4 молярный

n = 0,1,0,4 = 0,04 моль

Если 0,04 моля XCl2 составляет 4,4 г

1 моль XCl2 составляет? г

¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

? = 110 г XCl2

Молярная масса of XCl2 = X + 2.(35) = 110

X = 40 г / моль

3) Моляльность:

Моляльность - другое выражение концентрации растворов. Обозначается буквой «m», а формула моляльности:


4) Нормальность:

Мы можем выразить концентрацию по-другому с помощью нормальности, используя эквиваленты растворенных веществ.

Эквиваленты могут быть определены как; число молей иона H + в кислотах и ​​иона OH - в основных реакциях.Например; 1 моль H 2 SO 4 дает 2 иона H + , эквивалент H 2 SO 4 равен 2. Мы находим эквивалентный вес;

Решения Экзамены и решения проблем

Растворимость и факторы, влияющие на растворимость <Пред. Далее> Разбавление и плотность растворов

Концентрация растворов - Химия - Наука - Ресурсы для домашних заданий

Видеодемонстрация «Крота и числа Авогадро» от Салмана Хана из Академии Хана.

Академия хана


Краткие пояснения терминов и формул плюс варианты формулы

Aus-E-Tute


Четкое описание и пример создания разведений.

Расчеты разбавления муниципального колледжа Клакамас


Как формировать разведения растворов.

Растворы муниципального колледжа Маунтин Эмпайр стр.


еще одно четкое описание концентраций растворов с примерами.

Решения Общественного колледжа Горной Империи стр.


Описывает, как рассчитать весовой процент растворенного вещества в растворе.Предоставляет отработанные примеры и практические задачи с ответами.

Массовый процент


Как рассчитать объемный процент растворенного вещества в растворе.

Объем в процентах


Как рассчитать нормальность, в частности, как она может отличаться от молярности.

Нормальность


Как найти концентрацию химического вещества (ионов) в растворе.

Концентрация видов


Как решить проблемы разбавления, используя молярность растворов. Включены практические задачи с ответами.

Расчеты разбавления


Концентрация раствора - определение, методы, формулы и расчет

Все говорят о концентрации растворов. Также они могут говорить о концентрации кофе или чая. У каждого свое мнение о том, что подразумевается под концентрацией раствора.Вы, должно быть, заметили, что всякий раз, когда вы делаете кофе, если вы добавляете много порошка, вы получаете концентрированный напиток, тогда как если вы добавляете мало, получается разбавленный раствор. Поэтому важно понимать, какова концентрация раствора. В этой главе мы узнаем, что подразумевается под концентрацией раствора; мы также увидим, как найти концентрацию раствора и различные методы выражения концентрации раствора.

Что означает концентрация раствора

В водном растворе существуют две части, а именно растворенное вещество и растворитель.Это два основных термина концентрации раствора, которые вам необходимо знать. Нам всегда нужно учитывать количество растворенного вещества в растворе. Количество растворенного вещества в растворителе - это то, что называется концентрацией раствора. В химии мы определяем концентрацию раствора как количество растворенного вещества в растворителе. Когда в растворе содержится больше растворенного вещества, мы называем его концентрированным раствором. Если в растворе больше растворителя, мы называем его разбавленным. Теперь, когда вы понимаете, что такое концентрация раствора, давайте перейдем к различным методам выражения концентрации.

(изображение будет скоро загружено)

На изображении показан раствор от наиболее разбавленного до наиболее концентрированного.

Как определить концентрацию раствора различными методами

Существуют различные методы выражения концентрации раствора. Обычно вы видите, как химики работают с количеством родинок. Фармацевты будут использовать процентные концентрации вместо количества молей. Следовательно, важно понимать все методы выражения концентрации растворов.

Формула концентрации раствора приводится ниже.

Cor S = \ [\ frac {\ text {Вес растворенного вещества в граммах}} {\ text {Объем в литрах}} \]

Мы также увидим другие методы расчета концентрации раствора на основе различные методы выражения концентраций.

Концентрация в частях на миллион

Выражается в единицах веса. Формула для частей на миллион дается следующим образом. {6} \]

Массовый процент (мас. / Мас.)

Он выражается в массовых процентах растворенного вещества в растворе.Формула для массового процента дается следующим образом.

Массовый процент A = \ [\ frac {\ text {Масса компонента A}} {\ text {Общая масса раствора}} \ times 100 \]

например Ch4COOH 33% по массе и H 2 SO 4 98,0% по массе.

Объемный процент (об. / Об.)

Выражается в объемных процентах растворенного вещества по отношению к растворителю. Формула для процентного объема приведена ниже.

Объемный процент A = \ [\ frac {\ text {Объем компонента A}} {\ text {Общий объем раствора}} \ times 100 \]

Массовый объем в процентах (мас. / Об.)

Процент Вес в объеме выражает количество граммов растворенного вещества в 100 мл продукта.

например Раствор BaCl2 10% мас. / Об. И раствор h3O2 5-7% мас. / Об.

Молярность (M)

Это количество молей растворенного вещества, содержащегося в 1000 мл раствора. Это широко используемый метод выражения концентраций.

Моляльность (м)

Моляльность выражается как количество молей растворенного вещества, содержащегося в 1000 г растворителя. Формула моляльности дается следующим образом.

Моляльность (м) = \ [\ frac {\ text {Масса растворенного вещества}} {\ text {Масса растворителя в кг}} \]

Нормальность (Н)

Мы можем определить это как количество эквивалентов растворенного вещества, присутствующего в растворе, и это также называется эквивалентной концентрацией.Формула нормальности дается следующим образом.

Нормальность (N) = \ [\ frac {\ text {Вес растворенного вещества в граммах}} {\ text {Эквивалентная масса \ раз Объем в литрах}} \]

Теперь, когда вы знаете, как найти концентрацию раствора с использованием различных концентраций растворов, мы постараемся решить некоторые вопросы концентрации раствора.

Решенные проблемы

Вопрос 1) 2 мл воды добавляют к 4 г порошкообразного лекарства. Окончательный объем - 3 мл. Найти массовую долю раствора в процентах по объему?

Ответ 1) Дано, Масса растворенного вещества = 4 г

Объем раствора = 3 мл

Масса в процентах от объема = \ [\ frac {\ text {Масса растворенного вещества}} {\ text {Объем раствора}} \ раз 100% \]

= \ [\ frac {4g} {3ml} \ times 100% \]

= 133%

Следовательно, процентная доля массы по объему составляет 133%.

Вопрос 2) Многие люди используют раствор Na3PO4 для очистки стен перед оклейкой обоев. Рекомендуемая концентрация 1,7% (м / об). Найти массу Na3PO4, необходимую для приготовления 2,0 л раствора?

Ответ 2) Дано, масса / объем в процентах = 1,7%

Объем раствора = 2000 мл

Масса в процентах по объему = \ [\ frac {\ text {Масса растворенного вещества}} {\ text {Объем раствора}} \ times 100% \]

1,7% = \ [\ frac {\ text {Масса растворенного вещества}} {2000 мл} \ times 100% \]

Масса растворенного вещества = 34 г

Следовательно, требуемая масса равна 34г.

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *