Массовая доля формула раствора: Массовая доля растворённого вещества — урок. Химия, 8–9 класс. - Управленческое образование

Содержание

Задачи на тему «массовая доля вещества в растворе».

Раствором называют гомогенную смесь двух или более компонентов.

Вещества, смешением которых получен раствор, называют его компонентами.

Среди компонентов раствора различают растворенное вещество, которое может быть не одно, и растворитель. Например, в случае раствора сахара в воде сахар является растворенным веществом, а вода является растворителем.

Иногда понятие растворитель может быть применимо в равной степени к любому из компонентов. Например, это касается тех растворов, которые получены смешением двух или более жидкостей, идеально растворимых друг в друге. Так, в частности, в растворе, состоящем из спирта и воды, растворителем может быть назван как спирт, так и вода. Однако чаще всего в отношении водосодержащих растворов традиционно растворителем принято называть воду, а растворенным веществом — второй компонент.

В качестве количественной характеристики состава раствора чаще всего используют такое понятие, как массовая доля вещества в растворе. Массовой долей вещества называют отношение массы этого вещества к массе раствора, в котором оно содержится:

где ω(в-ва) – массовая доля вещества, содержащегося в растворе (г), m(в-ва) – масса вещества, содержащегося в растворе (г), m(р-ра) – масса раствора (г).

Из формулы (1) следует, что массовая доля может принимать значения от 0 до 1, то есть составляет доли единицы. В связи с этим массовую долю можно также выражать в процентах (%), причем именно в таком формате она фигурирует практически во всех задачах. Массовая доля, выраженная в процентах, рассчитывается по формуле, схожей с формулой (1) с той лишь разницей, что отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора умножают на 100%:

Для раствора, состоящего только из двух компонентов, могут быть соответственно рассчитаны массовые доли растворенного вещества ω(р.в.) и массовая доля растворителя ω(растворителя).

Массовую долю растворенного вещества называют также концентрацией раствора.

Для двухкомпонентного раствора его масса складывается из масс растворенного вещества и растворителя:

Также в случае двухкомпонентного раствора сумма массовых долей растворенного вещества и растворителя всегда составляет 100%:

Очевидно, что, помимо записанных выше формул, следует знать и все те формулы, которые напрямую из них математически выводятся. Например:

Также необходимо помнить формулу, связывающую массу, объем и плотность вещества:

m = ρ∙V

а также обязательно нужно знать, что плотность воды равна 1 г/мл. По этой причине объем воды в миллилитрах численно равен массе воды в граммах. Например, 10 мл воды имеют массу 10 г, 200 мл — 200 г и т.д.

Для того чтобы успешно решать задачи, помимо знания указанных выше формул, крайне важно довести до автоматизма навыки их применения. Достичь этого можно только прорешиванием большого количества разнообразных задач. Задачи из реальных экзаменов ЕГЭ на тему «Расчеты с использованием понятия «массовая доля вещества в растворе»» можно порешать здесь.

Примеры задач на растворы

Пример 1

Рассчитайте массовую долю нитрата калия в растворе, полученном смешением 5 г соли и 20 г воды.

Решение:

Растворенным веществом в нашем случае является нитрат калия, а растворителем — вода. Поэтому формулы (2) и (3) могут быть записаны соответственно как:

Из условия m(KNO₃) = 5 г, а m(Н₂O) = 20 г, следовательно:

Пример 2

Какую массу воды необходимо добавить к 20 г глюкозы для получения 10%-ного раствора глюкозы.

Решение:

Из условий задачи следует, что растворенным веществом является глюкоза, а растворителем — вода. Тогда формула (4) может быть записана в нашем случае так:

Из условия мы знаем массовую долю (концентрацию) глюкозы и саму массу глюкозы. Обозначив массу воды как x г, мы можем записать на основе формулы выше следующее равносильное ей уравнение:

Решая это уравнение находим x:

т.е. m(H₂O) = x г = 180 г

Ответ: m(H₂O) = 180 г

Пример 3

150 г 15%-ного раствора хлорида натрия смешали со 100 г 20%-ного раствора этой же соли. Какова массовая доля соли в полученном растворе? Ответ укажите с точностью до целых.

Решение:

Для решения задач на приготовление растворов удобно использовать следующую таблицу:

где m_р.в., m_р-ра и ω_р.в. — значения массы растворенного вещества, массы раствора и массовой доли растворенного вещества соответственно, индивидуальные для каждого из растворов.

Из условия мы знаем, что:

m₍₁₎_р-ра= 150 г,

ω₍₁₎_р.в. = 15%,

m₍₂₎_р-ра= 100 г,

ω₍₁₎_р.в. = 20%,

Вставим все эти значения в таблицу, получим:

	1-й раствор	2-й раствор	3-й раствор
m _р.в.
m _р-ра
ω _р.в.

	1-й раствор	2-й раствор	3-й раствор
m _р.в.
m _р-ра	150 г	100 г
ω _р.в.	15%	20%	искомая величина

Нам следует вспомнить следующие формулы, необходимые для расчетов:

ω_р.в. = 100% ∙ m_р.в./m_р-ра , m_р.в. = m_р-ра ∙ ω_р.в./100% , m_р-ра= 100% ∙ m_р.в. /ω_р.в.

Начинаем заполнять таблицу.

Если в строчке или столбце отсутствует только одно значение, то его можно посчитать. Исключение — строчка с ω_р.в., зная значения в двух ее ячейках, значение в третьей рассчитать нельзя.

В первом столбце отсутствует значение только в одной ячейке. Значит мы можем рассчитать его:

m₍₁₎_р.в. = m₍₁₎_р-ра ∙ ω₍₁₎_р.в. /100% = 150 г ∙ 15%/100% = 22,5 г

Аналогично у нас известны значения в двух ячейках второго столбца, значит:

m₍₂₎_р.в. = m₍₂₎_р-ра ∙ ω₍₂₎_р.в. /100% = 100 г ∙ 20%/100% = 20 г

Внесем рассчитанные значения в таблицу:

	1-й раствор	2-й раствор	3-й раствор
m _р.в.	22,5 г	20 г
m _р-ра	150 г	100 г
ω _р.в.	15%	20%	искомая величина

Теперь у нас стали известны два значения в первой строке и два значения во второй строке. Значит мы можем рассчитать недостающие значения (m_(3)р.в. и m_(3)р-ра):

m_(3)р.в. = m_(1)р.в. + m_(2)р.в. = 22,5 г + 20 г = 42,5 г

m_(3)р-ра= m_(1)р-ра + m_(2)р-ра = 150 г + 100 г = 250 г.

Внесем рассчитанные значения в таблицу, получим:

	1-й раствор	2-й раствор	3-й раствор
m _р.в.	22,5 г	20 г	42,5 г
m _р-ра	150 г	100 г	250 г
ω _р.в.	15%	20%	искомая величина

Вот теперь мы вплотную подобрались к расчету искомой величины ω_(3)р.в.. В столбце, где она расположена, известно содержимое двух других ячеек, значит мы можем ее рассчитать:

ω_(3)р.в. = 100% ∙ m_(3)р.в./m_(3)р-ра = 100% ∙ 42,5 г/250 г = 17%

Пример 4

К 200 г 15%-ного раствора хлорида натрия добавили 50 мл воды. Какова массовая доля соли в полученном растворе. Ответ укажите с точностью до сотых _______%

Решение:

Прежде всего следует обратить внимание на то, что вместо массы добавленной воды, нам дан ее объем. Рассчитаем ее массу, зная, что плотность воды равна 1 г/мл:

m_доб.(H₂O) = V_доб.(H₂O) ∙ ρ(H₂O) = 50 мл ∙ 1 г/мл = 50 г

Если рассматривать воду как 0%-ный раствор хлорида натрия, содержащий соответственно 0 г хлорида натрия, задачу можно решить с помощью такой же таблицы, как в примере выше. Начертим такую таблицу и вставим известные нам значения в нее:

	1-й раствор	2-й раствор	3-й раствор
m _р.в.		0 г
m _р-ра	200 г	50 г
ω _р.в.	15%	0%	искомая величина

В первом столбце известны два значения, значит можем посчитать третье:

m_(1)р.в. = m_(1)р-ра ∙ ω_(1)р.в./100% = 200 г ∙ 15%/100% = 30 г,

Во второй строчке тоже известны два значения, значит можем рассчитать третье:

m_(3)р-ра = m_(1)р-ра + m_(2)р-ра = 200 г + 50 г = 250 г,

Внесем рассчитанные значения в соответствующие ячейки:

	1-й раствор	2-й раствор	3-й раствор
m _р.в.	30 г	0 г
m _р-ра	200 г	50 г	250 г
ω _р.в.	15%	0%	искомая величина

Теперь стали известны два значения в первой строке, значит можем посчитать значение m_(3)р.в.в третьей ячейке:

m_(3)р.в.= m_(1)р.в.+ m_(2)р.в.= 30 г + 0 г = 30 г

	1-й раствор	2-й раствор	3-й раствор
m _р.в.	30 г	0 г	30 г
m _р-ра	200 г	50 г	250 г
ω _р.в.	15%	0%	искомая величина

Теперь можем рассчитать массовую долю в третьем растворе:

ω_(3)р.в. = 30/250 ∙ 100% = 12%.

Массовая доля вещества в растворе. — Химия

Раствор – однородная система, состав которой может в определенных пределах непрерывно изменяться, а свойства отличаются от свойств исходных компонентов.

По существу растворы – это однородные смеси.

Компонентами растворов являются растворенное вещество и растворитель.

Растворителем считается то вещество, свойства которого (в первую очередь, агрегатное состояние) преобладают. Например, раствор поваренной соли в воде: система является жидкой, поэтому мы называем ее водным раствором хлорида натрия. Масса растворителя, как правило, больше, чем масса растворенного вещества. В школьном курсе химии рассматриваются только жидкие растворы, в которых растворителем является вода. Тем не менее, существуют твердые растворы, примерами их могут служить сплавы металлов. Растворителями могут быть и другие жидкости, например, спирты и углеводороды.

Растворенные вещества могут быть твердыми, жидкими и газообразными. Раствор может содержать как одно, так и несколько растворенных веществ.

При растворении веществ происходит распределение частиц растворенного вещества между молекулами растворителя. На первый взгляд, может показаться, что это чисто физический процесс, подобный смешиванию песка и сахара. На самом деле все гораздо сложнее, об этом свидетельствуют тепловые эффекты, сопровождающие процессы растворения.

Например, при смешивании серной кислоты и воды наблюдается такое сильное разогревание, которое может привести к закипанию и разбрызгиванию образовавшегося раствора. Поэтому, во избежание сильного разогрева системы необходимо вливать небольшими порциями серную кислоту в воду!

Растворение может сопровождаться охлаждением. Например, если растворять некоторые соли в стакане, стоящем на мокрой поверхности, охлаждение будет таким сильным, что стакан примерзнет. Так ведут себя хлорид кальция, нитрат аммония и ряд других солей.

Массовая доля растворенного вещества, выраженная в граммах, равна числу граммов растворенного вещества в 100 граммах раствора.

На практике массовая доля растворенного вещества рассчитывается как отношение массы растворенного вещества к массе раствора. В этом случае она может иметь значения от нуля до единицы:

При выражении массовой доли в процентах, она может принимать значения от нуля до ста:

Пример 1. Рассчитайте массы медного купороса и воды, необходимые для приготовления 500 г 10 % раствора CuSO₄.

Раствор должен содержать 10 г CuSO₄ в 100 г раствора. В нашем случае масса раствора составляет 500 г, следовательно, масса CuSO

4 равна 50 г. Теперь рассчитаем, какой массе медного купороса CuSO₄5Н₂О соответствуют 50 г безводного сульфата меди:

M(CuSO₄) = 160 г/моль;

n(CuSO₄) = 50/160 = 0,313 моль;

M(CuSO₄5Н₂О) = 250 г/моль;

m(CuSO₄5Н₂О) = 250  0,313 = 78,3 г.

Рассчитаем массу воды, которая будет равна разности между массой раствора (500 г) и массой взятого медного купороса:

m(Н₂О) = 500 – 78,3 = 421,7 г.

Пример 2. Чему равна массовая доля NaCl в насыщенном при 20 ^оС растворе поваренной соли?

Растворимость NaCl при указанной температуре составляет 35,9 г на 100 г воды. Общая масса насыщенного раствора будет равна сумме масс соли и воды, то есть 135,9 г. Тогда массовая доля NaCl равна:

(нас.NaCl) = 35,9/135,9 = 0,264 или 26,4 %.

В зависимости от величины массовой доли растворенного вещества различают концентрированные и разбавленные растворы. Четкой границы между этими понятиями нет. Обычно принято считать, что растворы с массовой долей более 10 % являются концентрированными, менее 10 % – разбавленными. Хотя для веществ с низкой растворимостью и 10 % раствор может считаться концентрированным. Добавлением растворителя можно из концентрированного раствора получить разбавленный. Испарением растворителя, наоборот, из разбавленного раствора – концентрированный.

Помимо массовой доли растворенного вещества, существуют и другие способы выражения состава растворов. Наряду с массовой долей, широко используется молярная концентрация

. Подробно о молярной концентрации говорилось в § 25. Напомним, что это такое.

Молярная концентрация – число моль растворенного вещества, содержащееся в одном дм³ (1000 см³ или 1 л) раствора.

Молярная концентрация обозначается латинской буквой с, размерность – моль/дм³ или моль/л. Ее также обозначают буквой М.

Молярная концентрация равна отношению количества растворенного вещества (в моль) к объему раствора (в дм³ или литрах). Молярная концентрация рассчитывается по формуле:

где: n – число моль растворенного вещества,

V – объем раствора, дм³.

Пример. Раствор, содержащий в одном литре 0,01 моль хлорида натрия можно назвать следующими способами: 0,01 М раствор NaCl; либо раствор с концентрацией NaCl 0,01 моль/л; либо 0,01 молярный раствор NaCl.

Поскольку массовая доля измеряется относительно массы раствора, а молярная концентрация – относительно его объема, при переходе от одного способа выражения состава раствора к другому, необходимо знать плотность данного раствора.

Пример. Рассчитайте молярную концентрацию 20 % раствора NaOH плотностью 1,22 г/см³.

Из условия задачи следует, что 100 г раствора содержат 20 г NaOH, то есть 0,5 моль гидроксида натрия.

Найдем, какой объем занимают 100 г данного раствора:

V = m/ = 100/1,22 = 82,0 см³ или 0,082 дм³.

Найдем молярную концентрацию NaOH:

с = n/V = 0,5/0,082 = 6,1 моль/дм³ или 6,1 моль/л.

При помощи молярной концентрации состав растворов и других смесей обычно выражают в физической химии. Так, при рассмотрении скоростей химических реакций и химического равновесия концентрации реагирующих веществ приводятся в моль/л. Кроме этого, растворы, содержащие равное число моль реагирующих компонентов, можно брать для данной реакции в равных или кратных объемах. На этом основано использование растворов с определенной молярной концентрацией в аналитической химии.

Пример. Для полной нейтрализации 100 см³ 0,1 М раствора NaOH потребуется такой же объем 0,1 М соляной кислоты; либо 50 см³ 0,1 М серной кислоты, либо 100 см³ 0,05 М Н₂SO₄.

Массовая доля растворенного вещества — параграф 34 ГДЗ химия 8 Рудзитис

1. Что показывает массовая доля вещества в растворе?

2. Как можно приготовить раствор с заданной массовой долей растворенного вещества? Приведите пример.

3. Чем отличаются понятия «насыщенный раствор» и «концентрированный раствор»?

4. В 513 г дистиллированной воды растворили 27 г соли. Вычислите массовую долю (в процентах) растворенного вещества в полученном растворе.

5. При выпаривании 25 г раствора получили 0,25 г соли. Определите массовую долю растворенного вещества и выразите ее в процентах.

6. Дано 500 г раствора с массовой долей гидроксида натрия 0,2. Вычислите массу вещества, которое получается при выпаривании этого раствора.

7. К 200 г раствора, массовая доля вещества в котором 0.3, добавили 100 г воды. Вычислите массовую долю растворенного вещества в полученном растворе.

8. Рассчитайте массу 5,5 л раствора серной кислоты, если плотность такого раствора при 20° C равна 1,06 г/мл.

9. Рассчитайте плотность раствора соляной кислоты, если 560 г такого раствора занимают объем 500 мл.

Тестовые задания.

Основные тезисы параграфа:

Растворы длят на разбавленные и концентрированные.
Отношение массы растворенного вещества к массе раствора называют массовой долей растворенного вещества (w):
w (растворённого в-ва) = m (растворённого в-ва) / m (раствора)
Массовую долю растворенного вещества обычно выражают в долях единицы или процентах.
Плотность раствора зависит от концентрации растворенного вещества и может быть как больше, так и меньше.
Массу (m), плотность (p) и объем (V) связывает формула: m = p*V

Массовая доля вещества в растворе

Утро большинства людей начинает с чашечки чая или кофе. В чай и кофе они кладут определённое количество сахара. Содержание растворённого вещества в растворе в химии называют «концентрацией».

Интересно, что самое большое количество сахара среди овощей и фруктов содержат финики: на 100 грамм продукта приходится 33,68 грамма белого вещества. Следом, со значительной разницей, идёт экзотический джекфрут – 9,48 грамм, на третьем месте находится виноград «кишмиш» с 7,2 грамма сахара.

Для выражения концентрации часто используют массовую долю вещества в растворе.

Масса раствора складывается из масс растворителя и растворённого вещества:

m (р-ра) = m (р-ля) + m (раств. в-ва)

Массовая доля вещества в растворе равна отношению массы растворённого вещества к массе всего раствора:

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

Много воды содержится в огурцах, арбузе; медузы содержат приблизительно 98 % воды, в хлебе – около 40 % воды, а в молоке – около 75 %.

Выражение нахождения массовой доли очень похоже на объёмную долю, потому что любая доля – это и есть отношение части к целому. Массовая доля вещества обозначается буквой ω и в сумме равна 1 или 100 %.

Массовая доля вещества в процентах численно равна массе растворённого вещества в 100 г раствора. Например, 100 г 5%-го раствора соли означает, что в 100 г раствора содержится 5 г соли.

Раствор чаще состоит из двух компонентов: растворённого вещества и растворителя. В жидких растворах растворителем, как правило, является вода. Растворённым веществом может быть твёрдое вещество, жидкое и газообразное.

Если в растворе массовая доля растворённого вещества будет равна 10 %, или 0,1, то массовая доля растворителя – 90 %, или 0,9.

Решим несколько задач.

Вычислим массовую долю (%) сахара в растворе, в котором 250 г воды и 50 г сахара.

Из условия задачи известна масса сахара – растворённого вещества – 50 г и масса воды – растворителя – 250 г. Вычислить нужно массовую долю сахара. Массовую долю сахара следует находить по отношению массы растворённого вещества к массе раствора.

Масса раствора складывается из массы сахара и массы воды, то есть 300 г.

Найдём массовую долю сахара в растворе. Для этого 50 грамм разделим на 300, получается приблизительно 0,167, или 16,7 %.

Перед посадкой семена томатов дезинфицируют (протравливают) 1%-м раствором марганцовки. Какую массу такого раствора можно приготовить из 0,15 г марганцовки?

В условии задачи нам даны массовая доля марганцовки и масса марганцовки. Найти нужно массу раствора. Зная массу растворённого вещества и его массовую долю в растворе, можно вычислить массу раствора. Для этого нужно массу марганцовки разделить на массовую долю, то есть 0,15 г разделить на 0,01.

В медицине широко применяют так называемый физиологический раствор, который представляет собой раствор поваренной соли с массовой долей растворённого вещества 0,9 %. Рассчитаем массу соли и воды, которые необходимо взять для приготовления 1200 г физиологического раствора.

В условии задачи нам дана массовая доля растворённого вещества – соли – 0,9 %, или 0,009, масса раствора – 1200 г. Рассчитать нужно массу соли и воды. Для того, чтобы определить массу соли, которую нужно взять для приготовления 1200 г физиологического раствора, следует массу раствора умножить на массовую долю соли.

Определим массу воды, которую необходимо взять для приготовления раствора. Для этого из массы раствора следует вычесть массу соли.

Решим ещё одну задачу. Из 250 г 5 %-го раствора питьевой соды выпарили 80 г воды. Найдём массовую долю соды в полученном растворе.

В условии задачи нам даны масса раствора и массовая доля растворённого вещества в исходном растворе. А также масса воды, которую выпарили. Сначала найдём массу питьевой соды, которая была в исходном растворе, для этого массу раствора следует умножить на массовую долю, то есть 250 умножаем на 0,05, получается 12,5 г.

При выпаривании воды масса растворённого вещества не изменяется, только уменьшается масса раствора. То есть масса конечного раствора будет равна 170 г.

Найдём массовую долю питьевой соды в полученном растворе. Для этого массу вещества разделим на массу полученного раствора, то есть 12,5 г делим на 170, получаем приблизительно 0,074, или 7,4 %.

Решим более сложную задачу.

Какую массу молока 10%-й жирности и пломбира 30%-й жирности необходимо взять для приготовления 100 г 20%-го новогоднего коктейля?

В условии задачи нам даны массовая доля жира в молоке и массовая доля жира в пломбире, а также масса коктейля и массовая доля жира в нём. Так как масса конечного раствора (а в нашем случае – это масса коктейля) равна 100 г, пусть масса молока равна х г, а масса пломбира – (100 – х) г, масса жира в молоке будет равна 0,1х г, а масса жира в пломбире – 0,3 · (100 – х) г. Чтобы найти массу жира в коктейле, нужно массу коктейля умножить на массовую долю жира в нём, значит, 100 умножаем на 0,2, получается 20.

Составляем следующее выражение, то есть складываем массы жира в молоке и пломбире. При этом получится суммарная масса жира в коктейле. То есть, решая уравнение, получается х, равный 50.

То есть х – это и есть масса молока, а массу пломбира найдём по разности масс коктейля и молока — также получается 50 г.

Формула нахождения массовой доли раствора. Как вычислить массовую долю

1. Что показывает массовая доля вещества в растворе?
Массовая доля – отношение массы растворенного вещества к массе раствора.

2. Как можно приготовить раствор с заданной массовой долей растворенного вещества? Приведите пример.

3. Чем отличаются понятия «насыщенный раствор» и «концентрированный раствор»?

6. Дано 500 г раствора с массовой долей гидроксида натрия 0,2. Вычислите массу вещества, которое получится при выпаривании этого раствора.

7. К 200 г раствора, массовая доля вещества в котором 0,3 , добавили 100 г воды. Вычислите массовую долю растворенного вещества в полученном растворе.

8. Рассчитайте массу 5,5 л раствора серной кислоты, если плотность такого раствора при 20°С равна 1,06 г/мл.

9. Рассчитайте плотность раствора соляной кислоты, если 560 г такого раствора занимают объем 500 мл.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

1. Укажите верное утверждение.
1) Раствор, в котором содержится много растворенного вещества, называют концентрированным.
2) Раствор, в котором содержится много растворенного вещества, называют разбавленным.
1)

2. В 325 г воды растворили 25 г соли. Массовая доля соли в полученном растворе равна
1) 0,71% 2) 7,1% 3) 14,2% 4) 1,42%
2)

3. Установите соответствие между физической величиной и формулой для ее расчета.
1) массовая доля элемента в соединении
2) массовая доля вещества в растворе
3) плотность

1) –Б, 2) –В, 3) –А

Является одним из распространенных понятий в современной химии. В статье мы выявим особенности растворов, их виды, применение. Отметим некоторые примеры расчета разных видов концентраций.

Особенности растворов

Раствор — это однородная система, имеющая переменный состав. Из двух компонентов раствора один всегда выступает в качестве среды. Именно в ней будут растворяться структурные фрагменты других веществ. Ее называют растворителем, внутри которого и располагаются молекулы растворенного вещества.

Если смешивается два газообразных вещества, то в таком случае не выделяют растворителя. Для каждой конкретной ситуации всегда проводятся специальные расчеты.

Получение однородных систем

Для получения однородных растворов необходимо дробление растворенных веществ до структурных единиц. Только в таком случае системы будут истинными. При раздроблении до небольших капелек, песчинок, которые будут распределяться в среде, получают эмульсии, суспензии.

Применение растворов

Кстати, в строительстве смесь песка, цемента, воды тоже называют раствором, но с химической точки зрения он представляет собой суспензию. Практическое значение растворов можно объяснить по разным причинам.

Химические реакции в жидких растворах происходят в объеме растворителя. Это делает их доступными для реакции без любого дополнительного действия на систему. В смеси, содержащей твердые частицы, невозможно провести реакцию в полном объеме. Чтобы ускорить процесс, потребуется соприкосновение частиц в некоторых точках. Для повышения скорости реакции перетирают кристаллы в ступке, затем их прессуют. Но не сразу можно достигнуть полноты протекания процесса.

В растворе же протекает процесс иначе. Молекулы движутся свободно, при их столкновениях происходят химические превращения. Энергия, которая начинает выделяться в таком взаимодействии, аккумулируется растворителем, система практически не разогревается.

Физические свойства и концентрация растворов

Вещества позволяет определять количественное соотношение растворенного вещества и растворителя, взятое для их приготовления. Металлические сплавы, кстати, тоже являются растворами, но твердыми, характеризующимися определенными физическими параметрами.

Растворы обладают способностью менять силы действия растворенного компонента. Это делает их востребованными в сельском хозяйстве, медицине. Например, используют для обработки ссадин и ран в средней концентрации. Но практическое значение имеет и его незначительная концентрация. Так, массовая доля вещества 2-3% придает раствору слабо-розовый цвет, востребованный для промывания желудка.

Темные фиолетовые кристаллы перманганата калия не применяют в медицинских целях, поскольку они обладают сильными окислительными свойствами. Вообще, интенсивность окраски напрямую связана с тем, какова его концентрация. Массовая доля вещества позволяет регулировать токсичность готового раствора.

Массовая доля

Как вычисляется подобная концентрация? Массовая доля вещества характеризуется отношением массы вещества к массе раствора, взятого в процентах. На их органолептические свойства оказывает влияние не только то, что будет растворяться, но и количественный показатель. Например, для слабого раствора поваренной соли почти не характерен привкус, а при больших концентрациях он проявляется в разной степени.

Как на практике определяется концентрация? Массовая доля вещества в растворе рассматривается в школьном курсе неорганической химии. Задачи на ее определение включены в тестовые задания для выпускников 9 класса.

Приведем пример задания, в котором используется концентрация.

Массовая доля поваренной соли 25%. Масса раствора 250 граммов. Определите массу воды, содержащейся в нем. Для проведения вычислений сначала нужно выяснить массу вещества. Исходя из пропорции, получаем, что вещества в растворе 62,5 грамма. Для определения массы воды нужно вычесть из 250 граммов массу самого вещества, в результате получаем 187,5 г.

Виды концентраций

Что такое концентрация? Массовых долей в растворе может содержаться не более ста процентов. В химии термин «концентрация» предполагает некое содержание растворенного вещества. Существует несколько ее вариантов: молярная, массовая концентрация.

Например, если необходимо приготовить раствор из 80 граммов воды и 20 граммов поваренной соли и определить массовые доли вещества в растворе, сначала нужно определить массу раствора. Она составит сто граммов. Процентное содержание вещества получается 20 процентов.

Мы проанализировали, что представляет собой массовая доля. Молярная концентрация предполагает отношение количества вещества к объему взятого раствора. Чтобы приготовить раствор с заданной молярной концентрацией, сначала определяют массу вещества. Затем взвешивают его нужное количество и растворяют в литре растворителя.

Расчет молярной концентрации

Так, для приготовления 2 литров раствора с концентрацией 0,15 моль/л сначала рассчитывают массу соли, которая содержится в растворе. Для этого нужно разделить 0,15 моль на 2 литра, получаем 0,075 моль. Теперь вычисляем массу: 0,075 моль умножаем на 58,5 г/моль. Результат — 4,39 г.

Задачи аналитической химии

В качестве прикладной химической задачи рассматривают анализ. С его помощью выявляют состав смеси, проводят диагностические пробы, анализируют горные породы. Для этого нужно определять качественный и количественный состав раствора.

Среди тех задач, которые чаще всего встречаются в неорганической химии, выделим определение концентрации одного вещества по заданной величине у другого вещества. С помощью опытов можно осуществить постепенное добавление к раствору, у которого известна молярная концентрация, искомого раствора. Данный процесс называется титрованием.

Растворимость и растворители

Самым распространенным растворителем является вода. В ней отлично растворяются основания, кислоты, соли, некоторые органические соединения. Именно водные растворы являются самыми распространенными в природе системами. Вода выполняет функцию биологического растворителя. Она считается основой для протекания многих сред: крови, цитозолей, межклеточных жидкостей. Многие типы животных и растений живут именно в водной среде.

Растворимостью называют свойство в выбранном растворителе. Это сложное явление, которое требует учета определенных нюансов и особенностей строения растворителя.

В качестве хороших органических веществ можно отметить спирты. Они в свой состав включают гидрокисльные группы, поэтому имеют высокую растворимость.

Заключение

Любая жидкость может рассматриваться в качестве растворителя. Именно поэтому часто ведут речь о взаимной растворимости разных жидких веществ. К примеру, среди органических веществ можно упомянуть о растворимости в воде сложных эфиров.

Различные виды концентраций, используемые в неорганической и органической химии, помогают проводить качественные и количественные определения веществ. Теория растворов востребована в аналитической химии, фармацевтике и современной медицине.

Инструкция

Массовая доля – это отношение массы растворенного вещества к массе раствора . Причем она может измеряться или , тогда для этого полученный результат нужно умножить на 100% или в массовых долях (в этом случае единиц не имеет).
Любой раствор состоит из (вода – наиболее распространенный растворитель) и растворенного вещества. Например, в любом растворе соли растворителем будет вода, а в качестве растворенного вещества будет выступать сама соль.
Для расчетов необходимо знать хотя бы два параметра – массу воды и массу соли. Это даст возможность рассчитать массовую долю вещества , которая w (омега).

Пример 1. Масса раствора гидроксида (KOH) 150 г, масса растворенного вещества (KOH) 20 г. Найдите массовую долю (KOH) в полученном растворе.
m (KOH) = 20 г
m (KOH) = 100 г
w (KOH) — ?Существует , по которой можно определить массовую долю вещества.
w (KOH) = m (KOH) / m (раствора (KOH) х 100%Теперь рассчитайте массовую долю растворенного вещества гидроксида калия (KOH):
w (KOH) = 20 г / 120 г х 100% = 16,6 %

Пример 2. Масса воды 100 г, масса соли 20 г. Найдите массовую долю хлорида в растворе.
m (NaCl) = 20 г
m (воды) = 100 г
w (NaCl) — ?Имеется формула, по которой можно определить массовую долю вещества.
w (NaCl) = m (NaCl) / m (раствора NaCl) х 100%Прежде чем воспользоваться данной формулой, найдите массу раствора , которая состоит из массы растворенного вещества и массы воды. Следовательно: m (раствора NaCl) = m (растворенного вещества NaCl) + m (воды)Подставьте конкретные значения
m (раствора NaCl) = 100 г + 20 г = 120 гТеперь рассчитайте массовую долю растворенного вещества:
w (NaCl) = 20 г / 120 г х 100% = 16,7 %

Полезный совет

При расчете не путайте такие понятия, как масса растворенного вещества и массовая доля растворенного вещества

Массовая доля вещества показывает его содержание в более сложной структуре, например, в сплаве или смеси. Если известна общая масса смеси или сплава, то зная массовые доли составляющих веществ можно найти их массы. Найти массовую долю вещества, можно зная его массу и массу всей смеси. Эта величина, может выражаться в дольных величинах или процентах.

Вам понадобится

весы;
периодическая таблица химических элементов;
калькулятор.

Инструкция

Определите массовую долю вещества, которое находится в смеси через массы смеси и самого вещества. Для этого с помощью весов определите массы , составляющих смесь или . Затем сложите их. Полученную массу примите за 100%. Чтобы найти массовую долю вещества в смеси, поделите его массу m на массу смеси M, а результат умножьте на 100% (ω%=(m/M)∙100%). Например, в 140 г воды растворяют 20 г поваренной соли. Чтобы найти массовую долю соли, сложите массы этих двух веществ М=140+20=160 г. Затем найдите массовую долю вещества ω%=(20/160)∙100%=12,5%.

На уроках химии достаточно часто приходится решать задачи, в которых используются математические методы и приемы, вызывающие затруднения у учащихся, и учителю химии приходится брать на себя функции учителя математики и, в тоже время, задачи с химическим содержанием, с использованием специальных терминов сложно объяснить без специальной подготовки учителю математики. Так родилась идея подготовить и провести серию факультативных занятий совместно учителем химии и математики по решению задач на смеси с учащимися 9 классов.

ТЕМА: РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОНЯТИЯ “МАССОВАЯ ДОЛЯ РАСТВОРЁННОГО ВЕЩЕСТВА. РАЗБАВЛЕНИЕ И КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ РАСТВОРОВ” (ИНТЕГРАЦИЯ ХИМИИ И АЛГЕБРЫ)

ЦЕЛИ:

Существенно расширить круг алгебраических задач с химическим содержанием;

Показать возможность решения химической задачи алгебраическим способом;

Научить делать осознанный выбор способа и метода решения задач на уроке химии;

Показать наличие межпредметных связей в области химии и математики.

ОБОРУДОВАНИЕ: КОМПЬЮТЕР, МУЛЬТИМЕДИЙНАЯ ПРИСТАВКА, ЭКРАН, ПРЕЗЕНТАЦИЯ.

ХОД УРОКА.

Учитель химии: Количественный состав раствора выражается его концентрацией, которая имеет разные формы выражения. Чаще всего используют массовую концентрацию или массовую долю растворённого вещества. Вспомним математическую формулу для выражения массовой доли растворённого вещества.

Массовая доля растворённого вещества обозначается – W р.в.
Массовая доля растворённого вещества – это отношение массы растворённого вещества к массе раствора: W (р.в.) = m (р.в.)/m (р-ра) x 100%.
Масса раствора складывается из массы растворённого вещества и массы растворителя: m (р-ра) = m (р.в.) + m (р-ля)
Формула для массовой доли растворённого вещества будет выглядеть следующим образом: W (р.в.) = m (р.в.)/ m (р.в.) + m (р-ля) x 100%
Преобразуем данную формулу и выразим массу растворённого вещества и массу раствора: m (р.в.) = w (р.в.) x m (р-ра)/100%, m (р-ра) =m (р.в.)/w (р.в.) x 100%

Учитель химии : Предлагаю решить задачу, используя предложенные формулы.

Задача. Сколько грамм йода и спирта нужно взять для приготовления 500 грамм 5%-ной йодной настойки?

ДАНО :	РЕШЕНИЕ:
M (р-ра)=500 г.	W (р.в.)=m(р.в.)/m(р-ра)
W (р.в.)=5%=0,05	W (р.в.)=m(I2)/m(наст.)
НАЙТИ :	m (I2)=W(р.в.)x m(наст.)
m(I2)=?	m(I2)=0,05 x 500 г.=25 г.
m(спирта)=?	m(р-ра)=m(I2)+m(спирта)
	m(спирта)=m(р-ра)-m(I2)
	m(спирта)=500 г.-25г.=475 г.

ОТВЕТ: m (I2)=25 г., m (спирта)=475 г.

Учитель химии: Очень часто в работе химических лабораторий приходится готовить растворы с определённой массовой долей растворённого вещества смешиванием двух растворов или разбавлением крепкого раствора водой. Перед приготовлением раствора нужно провести определённые арифметические расчёты.

Задача. Смешаны 100 грамм раствора с массовой долей некоторого вещества 20% и 50 грамм раствора с массовой долей этого вещества 32%. Вычислите массовую долю растворённого вещества во вновь полученном растворе.

Учитель химии: Решим эту задачу, используя правило смешения.

Запишем условие задачи в таблицу:

Решим задачу, используя правило смешения:

m 1 w 1 +m 2 w 2 =m 3 w 3
m 1 w 1 +m 2 w 2 =(m 1 +m 2) w 3
m 1 w 1 +m 2 w 2 =m 1 w 3 +m 2 w 3
m 1 w 1 -m 1 w 3 =m 2 w 2 -m 2 w 2
m 1 (w 1 -w 3)=m 2 (w 3 -w 2)
m 1 /m 2 =(w 3 -w 2)/(w 1 -w 3)

Отношение массы первого раствора к массе второго равно отношению разности массовых долей смеси и второго раствора к разности массовых долей первого раствора и смеси:

1 /m 2 =(w 3 -w 2 )/(w 1 -w 3 )

100:50=(w 3 -0,32):(0,2-w 3)

100(0,2-w 3)=50(w 3 -0,32)

20-100w 3 =50w 3 -16

20+16=50w 3 +100w 3

36=150w 3

W 3 =0,24

ОТВЕТ: массовая доля растворённого вещества во вновь полученном растворе составляет 24%.

Учитель математики: Эту задачу можно решить, используя алгебраические преобразования:

1.Найдём массу растворённого вещества в каждом из растворов:

20% от 100 г 32% от 50 г

0,2х100=20(г) 0,32х50=16(г)

2.Найдём массу растворённого вещества в смеси:

3.Найдём массу раствора:

4.Пусть концентрация полученного раствора составляет х%, тогда масса растворённого вещества в смеси:

0,01Хх150=1,5Х

5.Составим уравнение и решим его:

ОТВЕТ: концентрация полученного раствора составляет 24%.

Учитель химии: В курсе химии встречаются задачи, решение которых можно осуществить только методом систем уравнений

Задача: Смешали 30%-ный раствор соляной кислоты с 10%-ным раствором этой же кислоты и получили 600 грамм 15%-ного раствора. Сколько грамм каждого раствора было взято?

W 1 =30%=0,3
W 2 =10%=0,1
W 3 =15%=0,15
m 3 (р-ра)=600 г.

m1(р-ра)=?
m2(р-ра)=?

Учитель математики: Введём обозначения:

пусть m 1 (р-ра)-X г., а m 2 (р-ра)-Y г., тогда:

m 3 (р-ра)=m 1 (р-ра)+m 1 (р-ра)=X+Y.

Рассчитаем массы растворённых в-в:

m 1 =0,3X,
m 2 =0,1Y,
m 3 =600 г. x 0,15=90 г.

Составим систему уравнений:

Решим подчёркнутое уравнение :

180-0,3Y+0,1Y=90

если Y=450 г., то X=600 г.-450 г.=150 г.

масса 1 р-ра=150 г.
масса 2 р-ра=450г.

Учитель химии. Решим эту же задачу методом смешения. Какой ответ у вас получился? (Ответы сходятся).

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ.

В каких массовых надо смешать 20%-ный и 5%-ный растворы одного вещества, чтобы получить 10%-ный раствор?

АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ:

1.Ввести буквенные обозначения для масс растворов.
2.Вычислить массы растворённых веществ в первом, втором растворе и смеси.
3.Составить систему уравнений и решить её.
4.Записать ответ.

ВНИМАНИЕ!!!

УЧАЩИЕСЯ 9 КЛАССОВ!!!

Для успешной сдачи экзамена по химии в некоторых билетах вам необходимо будет решить задачу. Предлагаем вам рассмотреть, разобрать и закрепить в памяти решение типовых задач по химии.

Задача на вычисление массовой доли вещества, находящегося в растворе.

В 150 г воды растворили 50г фосфорной кислоты. Найдите массовую долю кислоты в полученном растворе.

Дано : m(h3O) = 150г, m(h4PO4) = 50г

Найти : w (h4PO4) — ?

Приступаем к решению задачи.

Решение : 1). Находим массу получившегося раствора. Для этого просто сложим массу воды и массу прилитой к ней фосфорной кислоты.

m(раствора) = 150г + 50 г = 200 г

2). Для решения нам необходимо знать формулу массовой доли . Записываем формулу массовой доли вещества в растворе.

w (вещества) = https://pandia.ru/text/78/038/images/image002_9.png»> * 100%= 25%

Записываем ответ.

Ответ : w (h4PO4) =25%

Задача на вычисление количества вещества одного из продуктов реакции, если известна масса исходного вещества.

Вычислите количество вещества железа, которое получится в результате взаимодействия водорода с 480г оксида железа(III).

Записываем известные величины в условие задачи.

Дано : m(Fe2O3) = 4

Так же записываем, что необходимо найти в результате решения задачи.

Найти : n (Fe) — ?

Приступаем к решению задачи.

Решение : 1). Для решения подобных задач сперва нужно записать уравнение реакции, описанной в условии задачи.

Fe2O3 + 3 h3https://pandia.ru/text/78/038/images/image004_4.png»> , где n- количество вещества, m — масса этого вещества, а M — молярная масса вещества.

По условию задачи нам не известна масса получившегося железа, т. е. в формуле количества вещества нам неизвестны две величины. Поэтому мы будем искать количество вещества по количеству вещества оксида железа (III). Количества вещества железа и оксида железа(III) следующим отношением.

https://pandia.ru/text/78/038/images/image006_4.png»> ;где 2- стехиометрический коэффициент из уравнения реакции, стоящий перед железом, а 1 – коэффициент, стоящий перед оксидом железа(III).

отсюда n (Fe)= 2 n (Fe2O3)

3). Находим количество вещества оксида железа(III).

n (Fe2O3) = https://pandia.ru/text/78/038/images/image008_4.png»>– молярная масса оксида железа (III), которую мы вычисляем на основании относительных атомных масс железа и кислорода, а также учитывая количество этих атомов в оксиде железа (III): М(Fe2O3)= 2х 56 + 3х 16=112 + 48 = 160Алюминий» href=»/text/category/alyuminij/» rel=»bookmark»>алюминия ?

Записываем условие задачи.

Дано: m(Al) = 54г

А так же записываем, что нам необходимо найти в результате решения задачи.

Найти : V (h3) — ?

Приступаем к решению задачи.

Решение : 1) записываем уравнение реакции по условию задачи.

2 Al + 6 HCl https://pandia.ru/text/78/038/images/image011_1.png»>n — количество вещества данного газа.

V (Н2) = Vm * n (Н2)

3). Но в этой формуле нам неизвестно количество вещества водорода.

4). Найдем количество вещества водорода по количеству вещества алюминия по следующему соотношению.

https://pandia.ru/text/78/038/images/image013_2.png»> ; отсюда n (h3) = 3 n (Al): 2 , где 3 и 2 – стехиометрические коэффициенты, стоящие соответственно перед водородом и алюминием.

5)..png»>

n (Al) = https://pandia.ru/text/78/038/images/image016_1.png»>* 6 моль= 134 ,4 л

Запишем ответ.

Ответ: V (Н2) =134 ,4 л

Задача на вычисление количества вещества (или объема) газа, необходимого для реакции с определенным количеством вещества (или объемом) другого газа.

Какое количество вещества кислорода потребуется для взаимодействия с 8 моль водорода при нормальных условиях?

Запишем условия задачи.

Дано : n (h3) = 8моль

А так же запишем, что необходимо найти в результате решения задачи.

Найти : n(O2) — ?

Приступаем к решению задачи.

Решение : 1). Запишем уравнение реакции, следуя условию задачи.

2 h3 + О2https://pandia.ru/text/78/038/images/image017_1.png»> = ; где 2 и 1 – стехиометрические коэффициенты, стоящие перед водородом и кислородом соответственно в уравнении реакции.

3). Отсюда 2 n (O2)= n (h3)

А количество вещества кислорода равно: n (O2)= n (h3):2

4). Нам остается подставить в полученную формулу данные из условия задачи.

n (О2) = 8моль:2 = 4 моль

5). Запишем ответ.

Ответ: n (О2) = 4 моль

Поделитесь статьей с друзьями:

§ 34. Массовая доля растворенного вещества

Задание 1

Условие:

Решение:

Советы:

Никогда не списывай слово в слово. Попробуй подумать и ответить самостоятельно, основываясь на предложенный вариант и знания параграфа.

Задание 2

Условие:

Решение:

Советы:

Никогда не списывай слово в слово. Попробуй подумать и ответить самостоятельно, основываясь на предложенный вариант. Помни формулу вычисления массовой доли.

Задание 3

Условие:

Решение:

Советы:

Никогда не списывай слово в слово. Попробуй подумать и ответить самостоятельно, основываясь на предложенный вариант и знания параграфа. Запомни отличия концентрированного раствора от насыщенного. В концентрированном растворе высокое содержание растворенного вещества, а в насыщенном, растворенных вещество достигает максимальной концентрации.

Задание 4

Условие:

Решение:

Советы:

Никогда не списывай слово в слово. Попробуй подумать и ответить самостоятельно, основываясь на предложенный вариант. Помни формулу вычисления массовой доли.

Задание 5

Условие:

Решение:

Советы:

Никогда не списывай слово в слово. Попробуй подумать и ответить самостоятельно, основываясь на предложенный вариант. Помни формулу вычисления массовой доли

Задание 6

Условие:

Решение:

Советы:

Никогда не списывай слово в слово. Попробуй подумать и ответить самостоятельно, основываясь на предложенный вариант. Помни формулу вычисления массовой доли.

Задание 7

Условие:

Решение:

Советы:

Никогда не списывай слово в слово. Попробуй подумать и ответить самостоятельно, основываясь на предложенный вариант. Помни формулу вычисления массовой доли
 Первым действием найди массу растворенного вещества.

Задание 8

Условие:

Решение:

Советы:

Никогда не списывай слово в слово. Попробуй подумать и ответить самостоятельно, основываясь на предложенный вариант. Помни формулу вычисления массы через объём и плотность.

Задание 9

Условие:

Решение:

Советы:

Никогда не списывай слово в слово. Попробуй подумать и ответить самостоятельно, основываясь на предложенный вариант. Помни формулу вычисления плотности.

Тест

Условие:

Решение:

Советы:

Никогда не списывай слово в слово. Попробуй подумать и ответить самостоятельно, основываясь на предложенный вариант.

Массовая доля (в процентах) растворенного вещества

Расчеты no определению массовой доли растворенного вещества (в процентах) в растворе и массы растворенного вещества по известной массовой доле его в растворе [c.174]

Массовая доля растворенного вещества, выраженная в процентах, часто называется процентной концентрацией и показывает число граммов растворенного вещества в 100 г раствора. [c.102]

Массовая доля показывает, какую часть от данной массы раствора составляет масса растворенного вещества т . Это безразмерная величина, выражаемая в долях единицы или в процентах (ранее называлась процентной концентрацией). Если обозначить массовую долю через С%, то можно записать [c.18]

Концентрация — это один из способов выражения состава раствора. Кроме того состав раствора выражают через безразмерные относительные величины — доли. Объемная доля — отношение объема растворенного вещества к объему раствора массовая доля — отношение массы растворенного вещества к объему раствора мольная доля — отношение количества растворенного вещества (число молей) к суммарному количеству всех компонентов раствора. Эти величины выражают в долях единицы или в процентах. [c.247]

Содержание растворенного вещества в растворе может быть выражено либо безразмерными единицами — долями или процентами, либо величинами размерными — концентрациями. Ниже приведены наиболее употребляемые в химии способы выражения концентрации растворенного вещества в растворе. Массовая доля (С) — процентное отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора например, С = 9,25% (масс). [c.49]

Массовую долю растворённого вещества в процентах (%) часто называют процентной концентрацией раствора. [c.167]

Массовую долю можно выражать и в процентах. Например, если в 1000 г раствора содержится 12 г хлорида натрия, то массовая доля (%) этого вещества равна [c.69]

Массовая доля растворенного вещества, или процентная концентрация, (Р) — отношение массы растворенного вещества к массе раствора выражается в процентах [% или % (масс.)]. В 100 г 30%-го раствора азотной кислоты содержится 30 г НЫОз и 70 г НгО. [c.132]

Концентрации жидких растворов обычно представляют по одному из двух способов, различающихся тем, что количество отдельных ингредиентов и всей смеси выражают в одних и тех же или разных единицах измерения. По первому способу наиболее употребительны концентрации, выраженные в массовых, объемных или мольных долях (или процентах). Они представляют собой массу, объем или количество молей растворенного вещества, отнесенных соответственно к массе, объему или количеству молей всего раствора или растворителя (для получения процентов результат необходимо умножить на 100). По второму способу наиболее часто пользуются следующими вариантами выражения концентрации моляльностью, т.е. числом молей растворенного вещества в 1 кг растворителя молярностью (мольностью), т.е. числом молей растворенного вещества в 1 л раствора нормальностью, т.е. числом грамм — эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора титрами, т.е. числом граммов (килограммов) растворенного вещества в 1 мл (л) раствора. [c.55]

Массовая доля растворенного вещества (w-дубль-вэ) выражается в долях единицы, процентах (%), промилле %о (тысячная часть) и в миллионных долях (млн ). Массовая доля численно равна отношению массы растворенного вещества к общей массе раствора [c.58]

Массовую долю растворенного вещества выражают в долях единицы или в процентах. Например, если в 100 г раствора находится 1 г КВг, то vv Br = 0.01 (I»/ )- Такой раствор называют однопроцентным. [c.54]

Массовую долю растворенного вещества обычно выражают в долях единицы или в процентах. Например, массовая доля растворенного вещества — серной кислоты — в воде равна 0,05 или 5%. Это означает, что в растворе серной кислоты массой 100 г содержится серная кислота массой 5 г и вода массой 95 г. [c.140]

Массовая доля — это отношение массы растворенного вещества к массе раствора ее также выражают в долях единицы или в процентах. [c.57]

Массовая доля растворенного вещества А, XV (А) w(A) — 100% т(р — р) w(A) — масса вещества А т(р-р) — масса раствора Проценты (или доли единицы) [c.122]

Метод позволяет титровать микро- и макроколичества вещества, причем точность определения в большинстве случаев составляет доли процента. При массовом анализе методику можно упростить, проводя титрование анализируемого раствора до тех пор, пока потенциал раствора не сравняется с потенциалом в точке эквивалентности последний определяют предварительно по полной кривой титрования. Процесс титрования можно автоматизировать для этого устанавливают некоторое критическое значение потенциала, при котором специальное приспособление прекращает подачу титранта. Для многократного титрования веществ одного типа очень удобно пользоваться автоматическими титра-торами. В некоторых установках используются самописцы, которые существенно облегчают работу экспериментатора. [c.420]

В курсе количественного анализа массовую долю, как правила, измеряют в процентах. Она характеризует содержание компонента в твердом веществе или растворе [c.12]

Массовые проценты массовая доля, процентная концентрация) — отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора, выраженная в долях единицы или в процентах [c.26]

Массовая доля (н>в) показывает, какую часть массы раствора составляет масса растворенного вещества. Массовая доля — величина безразмерная. Если значение умножить на 100, то получим массовую долю, выраженную в процентах. Запись w (H l, [c.13]

Концентрацию растворов высокомолекулярных соединений обычно выражают в массовых, объемных долях или процентах растворенного вещества, а также числом граммов полимера в 100 мл раствора. [c.95]

При проведении анализа без операции двойного разбавления раствора массовую долю калия в сухом веществе в пересчете на К2О (X и X/) в процентах вычисляют по формулам при анализе удобрений с массовой долей К2О более 25% [c.528]

В научных исследованиях часто пользуются мольными долями, моляльностью или массовыми процентами (они не зависят от температуры). При провес,ении реакций между растворенными веществами удобно пользоваться растворами, концентрация которых выражена через нормальность. [c.141]

Процентная концентрация (или массовая доля, выраженная в процентах) показывает количество гра,ммов растворенного вещества в 100 г раствора (обозначается С асс%, или просто С%). Таким образом, [c.82]

Условные обозначения g — массовый процент С — молярность N — нормальность т — моляльность N2 — молярная доля р — плотность раствора М2 — молекулярная масса растворенного вещества М] — молекулярная масса растворителя Эг —грамм-эквивалент растворенного вещества. [c.144]

Количественный анализ отвечает на вопросов каких количествах компоненты присутствуют в анализируемой пробе. При этом задачей количественного анализа может быть как установление абсолютного количества данного компонента в исследуемой пробе, так и его относительного содержания, т. е. его доли в пробе. Когда анализируемая проба является твердым веществом, относительное содержание обычно выражается в массовых процентах, при анализе растворов — чаще всего в различных единицах концентрации моль/л, г/л, г/мл и др. [c.201]

Равновесное состояние определяется концентрацией насыщения раствора, т. е. растворимостью, которая, как правило, выражается в г/л или кг/м (с), в мольных долях (х), в массовых процентах (С) или числом граммов растворяющегося вещества в 100 г растворителя (я). Если плотность раствора обозначить р (кг/м ), то для указанных величин можно написать следующие переходные формулы [c.11]

Для характеристики состава раствора пользуются концентрациями, выраженными следующим образом мольными и массовыми процентами числом молей в единице массы или объема раствора массой растворенного вещества в граммах на 100 г растюрителя и др. Наиболее часто выражают составы растворов в массовых или мольных долях. [c.61]

К первой группе относятся часто встречающиеся массовые долил массовые проценты, удобные для применения во многих химических расчетах мольные доли и мольные проценты, а также часто используемую моляль-ность, которая указывает число молей растворенного вещества на 1 кг растворителя. Ко второй группе относятся выражения концентрации в виде парциального давления, а также применяемая для разбавленных растворов [c.231]

Массовая доля, гип процентное содержание растворенною вегцества, есть отношение jua u растворенною вещества к Aia e раствора, выраженное в процентах. Так, 12%-ный раствор КОН должен содержать 12 единиц массы КОН в 100 единицах массы раствора, и для его приготовления следует взять 12 единиЦ массы КОН и 88 единиц массы растворителя. [c.49]

Многообразие условий задач создается, во-иервых, те.м, что известное и неизвестное могут относиться то к одним, то к другим веществам. Во-вторых, число вариантов задач увеличивается за счет того, что данные о веществах указываются с ис-пользонанием разных величин массы (в г), количества вещества (в моль), объема (в л), если речь идет о газах. Кроме того, в-третьих, нередко известное дано в неявном виде, например дана масса не чистого вещества, а его раствора с известной массовой долей растворенного вещества (в процентах), или дана масса вещества, загрязненного примесями, массовая доля которых известна. В этих случаях приходится проводить дополнительные вычисления массы (пли объема) чистого вещества. Какие бы ни были варианты, принцип решения всегда одни — составление пропорции пз четырех данных и ее решение. [c.48]

Массовая доля—безразмерная величина. Ее выражают в долях от единищл, в процентах или промилле. Например, водный раствор серной кислоты с массовой долей 10% содержит 10 единиц массы НгЗОд в 100 единицах массы раствора. Следовательно, в 100 единицах массы раствора содержится 10 единиц массы растворенного вещества (в данном случае НзЗОд) и 90 единиц массы растворителя (в данном случае воды). [c.33]

Состав вещества необходимо знать для определения направления и скорости массообменного прЪцесса. Его выражают в массовых процентах (мае. %) и массовых долях или чаще в молярных процентах (мол. %) или молярных долях. Если рассматривать смесь, состоящую из двух компонентов — А и В, и принять, что а — массовой процент легколетучего компонента А Ь = —а — массовый процент компонента В Мд — молекулярная масса комнонен-та Л тИв —молекулярная масса компонента В Ха — молекулярная доля легколетучего вещества А в растворе, то связь между массо-«выми а, й и молярными Ха и Хв долями компонентов выражается формулами [c.153]

Отношение массы (объема, числа молей) растворенного вещества к общей тмассе (объему, числу молей) раствора — массовая (объемная, мольная) доля. Обычно находят отношение этих характеристик для 100 единиц раствора. Полученная таким образом величина в 100 раз больше соответствующей доли и называется массовой (объемной, мольной) процентной концентрацией. Объемные проценты обычно используются как характеристики газовых растворов, массовые и мольные проценты — во всех случаях. [c.99]

Определение, примеры, проблемы, расчет ~ ChemistryGod

Массовая доля — это свойство смеси. Смесь — это физическая комбинация двух или более различных веществ. Типы смесей — растворы, суспензии и коллоиды.

Рисунок 1: Типы смесей: растворы (соль и вода), суспензии (почва и вода) и коллоиды (молоко) (слева направо)
[Источники изображений: Викимедиа, Flickr и общественное достояние]

По химии, большинство смесей представляют собой растворы, гомогенную смесь растворенного вещества и растворителя.Но приведенное ниже определение массовой доли применимо и к другим типам.

Содержание

Определение и формула

Массовая доля вещества в смеси — это отношение массы вещества к общей массе смеси. Он также известен как массовый процент или массовый процент при выражении в процентах. Поскольку массовая доля представляет собой отношение массы к массе, это безразмерная величина.

Для смеси

Здесь w _i — массовая доля компонента i ^th, m _i — масса компонента i ^th, и м _T — общая масса смеси.

Общая масса смеси — это сумма масс каждого компонента.

Используя два приведенных выше уравнения,

Примечание: сумма всех массовых долей равна единице.

Примечание: массовая доля вещества не зависит от давления, температуры и местоположения; это интенсивное количество. Он остается постоянным, если не происходит химического изменения или чистого физического переноса какого-либо вещества. Итак, массовый процент вина (в приведенном выше примере) постоянен во всем мире.

Массовая доля растворенного вещества в растворе определяется как отношение массы растворенного вещества к массе раствора.

Пусть m _{растворенного вещества} будет массой растворенного вещества и m _{раствора}, массой раствора. Массовая доля растворенного вещества следующая:

Массовый процент

Массовая доля также известна как массовый процент, массовый процент, массовый процент или массовый процент, когда выражается в процентах.Это сокращенно мас.% Или мас.%.

Для раствора:

Связь с другими величинами

Массовая доля — это одна из величин, используемых для выражения состава смеси. Но есть также другие величины, такие как мольная доля, молярность, массовая концентрация и другие. Некоторые из них обсуждаются ниже.

Пропорция смешивания

Пропорция смешивания компонента — это относительное содержание данного компонента в смеси по сравнению с другими компонентами. Пусть m ₁ будет массой чистого вещества 1 и m ₂, чистого вещества 2.Соотношение смеси составляет r _m.

Теперь мы можем выразить w ₁ и w ₂ через r _m.

Мольная доля

Мольная доля широко используется в химии и технике. Это также безразмерная величина, представляющая собой отношение молей компонента к общему количеству молей смеси. Обычно обозначается как x _и .

Пусть n _i будет моль i ^th компонента смеси.Общее количество моль в смеси

. Мольная доля компонента i ^th составляет x _i .

Мы также знаем, что моль вещества — это отношение массы ( m _i ) к молярной массе ( M _i ).

Используя два приведенных выше уравнения,

Здесь

— средняя молярная масса смеси. Но мы тоже это знаем.

Подставив

Таким образом, мы установили связь между мольной долей и массовой долей.

Объемная доля

Объемная доля ( v _i ) — это объем компонента ( V _i ) к общему объему смеси ( V _mix).

Объем — это масса, разделенная на плотность.

Массовая концентрация

Массовая концентрация растворенного вещества ( ρ _i ) — это отношение массы растворенного вещества ( m _i ) к объему раствора ( V ).

Здесь

— плотность раствора ( ρ ).

Из приведенного выше уравнения массовая концентрация растворенного вещества — это массовая доля растворенного вещества, умноженная на плотность раствора.

Молярность или молярная концентрация

Молярность или молярная концентрация ( C _i ) — это моль растворенного вещества ( n _i ) на единицу объема раствора ( V ). Объем раствора обычно выражается в дециметровых кубах (дм ³).

Моль вещества — это масса, деленная на молярную массу. А плотность — это масса, разделенная на объем.

Процентный состав

Соединение состоит из различных элементов. Когда рассчитывается массовая доля элемента, она называется процентным составом этого элемента. Короче говоря, массовая доля и процентный состав одинаковы, когда речь идет об элементах соединения.

Решенные проблемы

Проблема 1: Воздух

Заявление: Воздух содержит 21% кислорода и 79% азота.Молярная масса кислорода и азота составляет 15,999 г моль ^-1 и 14,007 г моль ^-1.

Решение: Вышеуказанные проценты даны не по массе, а в молях. Итак, в 100 моль воздуха содержится 21 моль кислорода и 79 моль азота.

Преобразуя моль в грамм,

Пусть w _{O ₂} и w _{N ₂} будут массовыми долями кислорода и азота соответственно.

Таким образом, массовая доля кислорода и азота составляет 23% и 77%.

Проблема 2: Газовая труба

Утверждение: Газовая труба содержит 2 моля диоксида углерода, 10 моль кислорода, 52 моль азота и 1,3 моль метана. Молярная масса водорода, углерода, азота и кислорода составляет 1,008 г-моль ^-1, 12,011 г-моль ^-1, 14,007 г-моль ^-1 и 15,999 г-моль ^-1.

Решение: молярная масса диоксида углерода, кислорода, азота и метана должна быть M _{CO ₂}, M _{O ₂}, M _{N ₂} и М _{СН ₄}.

Преобразование моля в грамм,

Массовая доля рассчитывается как:

Задача 3: Серная кислота

Утверждение: Молярная концентрация серной кислоты составляет 2,0 М или 2 моль дм ⁻³. Молярная масса серной кислоты составляет 98,08 г · моль ^-1. Плотность раствора 1,19 г · см ⁻³.

Решение. Рассмотрим 1 л (или 1 дм ⁻³) раствора.

Моль серной кислоты в 1 л раствора составляет

Если перевести моль в грамм,

Таким образом, в 1 л раствора содержится 196.16 г серной кислоты.

Плотность раствора 1,19 г см ⁻³. На 1 л раствора масса раствора составляет

Массовая доля серной кислоты в 1190 г раствора составляет

Практические задачи

Найдите массовую долю в следующих задачах.

Задача 1: Изопропиловый спирт

Раствор изопропилового спирта содержит 40 г изопропилового спирта и 20 г воды. Молярная масса изопропилового спирта и воды составляет 60 г моль ^-1 и 18 г моль ^-1.

Задача 2: гидроксид натрия

Молярность раствора гидроксида натрия составляет 0,51 М. Молярная масса гидроксида натрия составляет 40 г моль ^-1. Плотность раствора 1,02 г · см ⁻³.

Проблема 3: Выхлоп из дымохода

Выхлоп из дымохода содержит 10 моль кислорода (O ₂), 53 моль азота (N ₂) и 37 моль диоксида углерода (CO ₂). Молярная масса кислорода, азота и диоксида углерода составляет 32 г моль ^-1, 28 г моль ^-1 и 44 г моль ^-1.

Показать ответы

0,67 изопропилового спирта и 0,33 воды.
0,020 гидроксида натрия.
0,09 кислорода, 0,43 азота и 0,48 диоксида углерода.

Сопутствующие статьи

Процент по массе и массовой доле Учебное пособие по химии

Процент по массе и массовой доле Учебное пособие по химии Больше бесплатных руководств Стать членом Члены Вход & тире; в Связаться с нами

Хотите игры по химии, упражнения, тесты и многое другое?

Вам необходимо стать членом AUS-e-TUTE!

Ключевые понятия

Массовая доля также известна как массовая доля.Массовая доля
обозначена символом м / м ¹
массовая доля обозначена символом w / w
Процент по массе также известен как процент по массе.
процентов по массе обозначается символом m / m% (или мас.%)
мас.% Обозначается символом мас.% (Или мас.%).
Массовая доля (массовая доля) и массовый процент (массовый процент) являются измерениями концентрации растворенного вещества.
Массовая доля (массовая доля) — это отношение массы одного компонента раствора к общей массе раствора. ²
Массовая доля _(а) = масса _(а) ÷ (масса _(а) + масса _(б) + масса _(в) + …)
масса _(а) = масса компонента а
масса _(b) = масса компонента b
масса _(c) = масса компонента c
Для двухкомпонентного раствора, состоящего из растворенного вещества, растворенного в растворителе:
массовая доля (растворенное вещество) = масса _{(растворенное вещество)} ÷ (масса _{(растворенное вещество)} + масса _{(растворитель)})
При сложении массовая доля (массовая доля) каждого компонента в растворе должна равняться единице:
массовая доля _(а) + массовая доля _(б) + массовая доля _(в) +…. = 1
Для двухкомпонентного раствора, состоящего из растворенного вещества, растворенного в растворителе:
массовая доля _{(растворенное вещество)} + массовая доля _{(растворитель)} = 1
Масса (вес) может быть в любых единицах, если они являются одинаковыми единицами для всех компонентов.
Процент по массе (процент по массе) — это процент от общей массы раствора, который составляет один компонент.
Массовый процент = массовая доля × 100
ИЛИ
Массовый процент = массовая доля × 100
Это также можно выразить как:
мас.% A = масса _(а) ÷ (масса _(а) + масса _(б) + масса _(в) + …) × 100
вес. % а = вес _(а) ÷ (вес _(а) + вес _(б) + вес _(в) + …) × 100
При сложении массовый процент (или вес) всех компонентов в растворе равен 100:
мас.% A + мас.% B + мас.% C +…. = 100
ИЛИ
мас.% A + мас.% B + мас.% C + …. = 100
Для двухкомпонентного раствора, состоящего из растворенного вещества, растворенного в растворителе:
мас.% (Растворенное вещество) + мас.% (Растворитель) = 100
ИЛИ
мас.% (Растворенное вещество) + мас.% (Растворитель) = 100

Пожалуйста, не блокируйте рекламу на этом сайте.
Без рекламы = для нас нет денег = для вас нет бесплатных вещей!

Массовая доля (массовая доля) Расчет концентрации

Вопрос 1. Какова массовая доля (массовая доля) хлорида натрия в водном растворе, содержащем 560 мг хлорида натрия и 10,4 г воды?

Извлеките данные из вопроса:
Водный раствор состоит из двух компонентов: растворенного вещества (NaCl) и растворителя (H ₂ O).
масса _(NaCl) = 560 мг
масса _{(H ₂ O)} = 10,4 г
Преобразуйте все единицы массы в одни и те же единицы (например, все массы в граммах):
масса _(NaCl) = 560 мг = 560 × 10 ^-3 г = 0.560 г
масса _{(H ₂ O)} = 10,4 г
Напишите уравнение для расчета массовой доли (массовой доли) хлорида натрия:
массовая доля _(NaCl) = масса _(NaCl) ÷ (масса _(NaCl) + масса _{(H ₂ O)})
Подставьте значения в уравнение и решите:
массовая доля _(NaCl) = 0.560 ÷ (0,560 + 10,4) = 0,051

Вопрос 2. Если в 500 г водного раствора сахарозы массовая доля воды составляет 0,65, какая масса сахарозы присутствует?

Извлеките данные из вопроса:
Водный раствор состоит из двух компонентов: растворенного вещества (сахароза) и растворителя (вода).
масса _{(водный раствор)} = 500 г
массовая доля _(вода) = 0.65
масса _{(сахароза)} =? грамм
Рассчитайте массовую долю сахарозы:
массовая доля _{(сахароза)} + массовая доля _(вода) = 1
массовая доля _{(сахароза)} = 1 — массовая доля _(вода) = 1 — 0,65 = 0,35
Рассчитайте массу присутствующей сахарозы:
массовая доля _{(сахароза)} = масса _{(сахароза)} ÷ общая масса _{(раствор)}
масса _{(сахароза)} = массовая доля _{(сахароза)} × масса _{(раствор)}
масса _{(сахароза) )} = 0.35 х 500 = 175 г

Массовый процент (массовый процент) Расчет концентрации

Вопрос 1. Водный раствор хлорида калия содержит 78% воды по массе.
Каков массовый процент хлорида калия?

Извлеките данные из вопроса:
Водный раствор состоит из двух компонентов: растворенного вещества, хлорида калия (KCl), и растворителя, воды (H ₂ O).
мас.% (Вода) = 78%
мас.% (KCl) =? %
Напишите уравнение для расчета массовых% (KCl):
мас.% _(KCl) + мас.% _{(H ₂ O)} = 100
Перепишите уравнение, чтобы найти% KCl по массе:
мас.% _(KCl) = 100 — мас.% _{(H ₂ O)}
Подставьте значения в уравнение и решите:
мас.% _(KCl) = 100 — 78 = 22%

Вопрос 2. Водный раствор содержит 700 г воды и 45 г гидроксида натрия.
Какой процент по массе гидроксида натрия?

Извлеките данные из вопроса:
Водный раствор состоит из двух компонентов: растворенного вещества (NaOH) и растворителя (H ₂ O).
масса _{(H ₂ O)} = 700 г
масса _(NaOH) = 45 г
мас.% (NaOH) =? %
Напишите уравнение для нахождения% масс:
мас.% NaOH = масса _(NaOH) ÷ (масса _(NaOH) + масса _{(H ₂ O)}) × 100
Подставьте значения (все массы должны иметь одинаковые единицы измерения) в уравнение и решите:
мас.% NaOH = 45 ÷ (45 + 700) × 100 = 6.04%

Вопрос 3. Водный раствор содержит 42% этанола по массе.
Какая масса этанола содержится в 250 г раствора?

Извлеките данные из вопроса:
Водный раствор состоит из двух компонентов: растворенного вещества (этанол) и растворителя (вода).
мас.% Этанола = 42%
масса _{(раствор)} = масса _{(этанол)} + масса _(вода) = 250 г
масса _{(этанол)} =? грамм
Напишите уравнение для нахождения этанола в% по массе:
мас.% Этанола = масса _{(этанол)} ÷ масса _{(раствор)} × 100
Переставьте уравнение, чтобы найти массу этанола:
масса _{(этанол)} = мас.% Этанола × масса _{(раствор)} ÷ 100
Подставьте значения в уравнение и решите:
масса _{(этанол)} = 42 × 250 ÷ 100 = 105 г

1.НЕ путайте м / м с м / м
м / м относится к массовой доле
м / м относится к расчету в молях, моль = масса ÷ молярная масса

2. НЕ путайте процент по массе (или весовой концентрации) с процентной концентрацией по весу.
массовых процента = масса (растворенного вещества) ÷ масса (раствор) × 100
массовое соотношение процентная концентрация = масса (растворенного вещества) ÷ масса (растворитель) × 100

Предупреждение!

Некоторое содержимое на этой странице не может быть отображено.

Пожалуйста, включите JavaScript и всплывающие окна для просмотра всего содержимого страницы.

www.ausetute.com.au

Как рассчитать мольную долю

Обновлено 15 декабря 2020 г.

Крис Дезил

При анализе растворов химики измеряют концентрации компонентов в молях. Мольная доля растворенного вещества — это отношение количества молей этого растворенного вещества к общему количеству молей растворенного вещества и растворителя в растворе.Поскольку это отношение молей к молям, мольная доля является безразмерным числом и, конечно, всегда меньше единицы.

Формула мольной доли проста. В любом растворе мольная доля растворенного вещества A составляет:

\ text {мольная доля A} = \ frac {\ text {моль A}} {\ text {общее количество моль}}

и мольная доля растворитель:

\ text {мольная доля растворителя} = \ frac {\ text {моль растворителя}} {\ text {общее количество моль}}

В некоторых ситуациях вам может не быть указано количество моль напрямую.Вы можете рассчитать его, если знаете химические формулы соединений, их вес или объем. Для этого полезно знать, что такое родинка.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Формула мольной доли для раствора, содержащего одно или несколько растворенных веществ: Мольная доля каждого растворенного вещества = Количество молей этого растворенного вещества, деленное на общее количество молей всех растворенных веществ и растворителя.

Определение моля

Каждый элемент в периодической таблице имеет характеристическую массу, и в силу этого каждое соединение также имеет характеристическую массу.На атомном уровне масса измеряется в атомных единицах массы, но химикам нужен способ выразить массу в макроскопических терминах. С этой целью они определяют моль любого элемента или соединения как число Авогадро (6,022 × 10 ²³) атомов или молекул. Масса этого множества частиц, измеренная в граммах, равна молекулярной массе, измеренной в атомных единицах массы.

Таким образом, определение моля — это масса любого соединения, измеренная в граммах, которая равна массам составляющих элементов, измеренным в атомных единицах массы.Чтобы вычислить количество молей соединения, которое у вас есть, вы разделите массу на массу одного моля соединения, которую вы можете вычислить из периодической таблицы.

Использование уравнения мольной доли

Формула мольной доли особенно проста для понимания и использования, если вам известно количество молей всех растворенных веществ и растворителя. Например, предположим, что у вас есть 2 моля четыреххлористого углерода (CCl4), 3 моля бензола (C ₆ H ₆) и 4 моля ацетона (C ₃ H ₆ O).Общее количество молей в растворе равно 9. Уравнение мольной доли говорит вам, что мольная доля четыреххлористого углерода составляет 2/9 = 0,22. Точно так же мольная доля бензола составляет 3/9 = 0,33, а мольная доля ацетона составляет 4/9 = 0,44.

Все усложняется, если известна масса одного или нескольких компонентов раствора, но немного больше. Все, что вам нужно сделать, это преобразовать массу компонента в число молей, и это простая арифметическая задача, если вы знаете химическую формулу.

Пример мольной доли Задача

Предположим, вы растворили 77 граммов четыреххлористого углерода (CCl ₄) в 78 граммах ацетона (C ₃ H ₆ O). Каковы мольные доли каждого соединения в растворе?

Не поддавайтесь желанию разделить массу четыреххлористого углерода на массу ацетона. Так как они почти одинаковы, результат будет 0,5 для каждого соединения, что даст неверный результат для ацетона. Во-первых, вам нужно преобразовать массы в количество молей каждого соединения, и для этого вам нужно найти атомные массы каждого из элементов в периодической таблице.

Атомная масса углерода составляет 12,0 а.е.м. (округление до одного десятичного знака), а хлора — 35,5 а.е.м., поэтому один моль четыреххлористого углерода весит 154 грамма. У вас 77 грамм, что составляет 77/154 = 0,5 моля.

Учитывая, что атомная масса водорода составляет 1 а.е.м., а кислорода — 16 а.е.м., молярная масса ацетона составляет 58 граммов. У вас 78 граммов, что составляет 1,34 моля. Это означает, что общее количество молей в растворе составляет 1,84. Теперь вы готовы рассчитать мольные доли с помощью уравнения мольных долей.

\ text {мольная доля тетрахлорметана} = \ frac {0,5 \ text {моль}} {1.84 \ text {моль}} = 0,27 \\\ text {} \\\ text {мольная доля ацетона} = \ frac {1.34 \ text {moles}} {1.84 \ text {moles}} = 0,73

Заметки к лекциям RMP

Конспект лекций RMP

Переменные процесса: состав

Большинство материальных потоков в технологических установках представляют собой смеси соединений. Мы описываем состав потока по-разному.

Состав фракций

Доли композиции могут быть основаны на массе или на молях.

Вы переводите «дробь» в «процент», умножая на 100.

Используемые единицы измерения массы не имеют значения, пока верхняя и внизу соотношения используются те же единицы:

ПРИМЕР: Поток содержит 20 г газообразного кислорода, 70 г азота, 5 г гелия и 5 г водорода. Найти массовую и мольную доли, масса и составы в мольных процентах.

Во-первых, вам нужно найти массу каждого компонента (заданную), общую массу (добавить их вверх).Вам также необходимо рассчитать количество молей каждого компонента (разделить масса по молекулярной массе) и общее количество молей.

Теперь у вас есть все необходимое для расчета фракций состава. Результаты дроби можно проверить, сложив их — они должны равняться 1,0. Умножьте фракции на 100, чтобы получить процентный состав.

Единица концентрации, часто встречающаяся при использовании в окружающей среде, составляет частей на млн или частей на миллион . Это граммы растворенного вещества в 1 миллион граммах решение.PPM (или ppb) — это особый вид массовой доли.

Часто вам дают состав в процентном или дробном виде, но для решения проблемы вам необходимо знать массы отдельных компонентов (если только перевести в молярный состав). Позаботьтесь об этом, приняв основа 1 кг, 100 моль и т.д. и работать оттуда. Ведь если смесь состоит из 21 мольного процента кислорода, не имеет значения, если у вас есть 5 г или 30 фунтов или 200 моль — процентный или фракционный состав такой же.

ПРИМЕР: Воздух содержит около 78 мольных процентов азота, 21 молярный процент. кислород и 1 процент аргона. Каков его массовый состав?

Вы не знаете, сколько у вас воздуха (общее количество молей или общая масса), но это не имеет значения. Поэтому выберите базовую сумму, при которой расчет легкий. Когда составы даны в процентах, за основу принимается 100 всегда хорошо, так как не требует умножения или деления. Я думаю, я буду работайте в фунтах-молях.

ОСНОВА: 100 моль воздуха ЗАПИШИТЕ!

Средняя молекулярная масса смеси рассчитывается из молярный состав и молекулярная масса.Это средневзвешенное значение — молекулярные массы усредняются с использованием мольных долей в качестве веса.

ПРИМЕР: Рассчитайте средний молекулярный вес воздуха.

Предположим, что воздух состоит на 79 мол.% Азота и 21 мол.% Кислорода.

ОСНОВА: 1 гмоль воздуха.

Таким образом, после учета значащих цифр ответ будет 29 г / моль.

НЕ следует пытаться рассчитать среднюю плотность или средний удельный вес. с использованием средневзвешенного арифметического. Если вы посмотрите, что это делает, единицы не получается.Вы должны использовать взвешенное гармоническое среднее.

Концентрация

Часто используются термины «состав» и «концентрация». взаимозаменяемо. На этом этапе мы хотим прояснить разницу. Концентрация основана на объеме и является одним из способов выражения состав. Массовая концентрация — это масса компонента на единицу объема, аналогично молярная концентрация равна молей на единицу объема.

ПРИМЕР: Если я растворю 1 г соли в 1000 л воды, что будет концентрация смеси?

Предположим, что добавочные объемы .

Концентрация — это граммы растворенного вещества, деленные на объем смеси (вода и растворенное вещество).

Чтобы упростить задачу, обратите внимание, что объем соли, вероятно, очень велик. намного меньше, чем у воды; следовательно, пренебрежем громкостью поваренная соль. НАПИШИТЕ «Предположим, что количество соли незначительно». Если бы это была важная проблема, мы, вероятно, захотели бы вернуться и обосновать наше предположение, посмотрев плотность соли и оценив, как Во многом предположение изменило ответ.

В этом примере я предполагал дополнительные объемы. Вообще говоря, если мы добавить 1 м ³ компонента A к 1 м ³ компонента B, мы не может быть уверенно получить 2 м ³ смеси. Когда это правда, мы говорим, что «объемы прибавляются» или что «объем добавляется».

Объемы складываются только в том случае, если смесь «идеальна». Детали Идеальность будет обсуждаться в термодинамике ЧЭ, но пока обычно принимают идеальных решений.Это, наверное, нормально, если все компоненты аналогичны, и если температура и давление не крайность, но необходимо заявить об идеальности.

Когда концентрация рассчитывается в гмоль / литр, она называется Молярность , сокращенно M.

ПРИМЕР: Сколько КОН содержится в 5 мл 2 М раствора?

Концентрация — это граммы растворенного вещества, деленные на объем смеси (вода и растворенное вещество).

Вы ДОЛЖНЫ иметь возможность переключаться между объемным, массовым и молярным составом и течет быстро и без борьбы.Иначе все проблемы в этом классе займет намного больше времени, чем следовало бы.

Умный инженер обычно будет работать с проблемами в массе или кроте. единиц, конвертируя при необходимости в единицы объема и обратно. Пытаюсь работать Проблемы в основном в единицах объема часто являются источником проблем.

Артикул:

Р.М. Felder & R.W. Rousseau, Элементарные основы химии Процессы (2-е изд.), Джон Вили, 1986, стр. 50-55.
Д.М. Химмельблау, Основные принципы и расчеты в химической промышленности Engineering (6-е изд.), Prentice Hall, 1996, стр. 16-17, 22-26.

R.M. Цена
Оригинал: 02.06.94
Изменен: 24.08.95, 14.08.96, 26.08.98; 24.05.2004

13,3: Единицы концентрации — Chemistry LibreTexts

Текстовая карта Libretexts по общей химии, организованная вокруг учебника
Химия: принципы, закономерности и приложения
Брюса А.Аверилл

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII XIV XIII XIV 900 VI 16 VII X VIII X IX X X X XI X XII X X XII XIV 900 ● Домашнее задание

Цели обучения

Для описания концентрации раствора способом, наиболее подходящим для конкретной проблемы или приложения.

Существует несколько различных способов количественного описания концентрации раствора. Например, молярность была введена в главе 4 как удобный способ описания концентраций раствора для реакций, которые проводятся в растворе. Мольные доли, введенные в главе 10, используются не только для описания концентраций газа, но и для определения давления пара смесей подобных жидкостей. В примере 4 рассматриваются методы расчета молярности и мольной доли раствора, когда массы его компонентов известны.

Пример 4
Коммерческий уксус — это раствор уксусной кислоты в воде. Бутылка уксуса содержит 3,78 г уксусной кислоты на 100,0 г раствора. Предположим, что плотность раствора составляет 1,00 г / мл. Какова его молярность? Какова его мольная доля? Дано : масса вещества и масса и плотность раствора Запрошенный : молярность и мольная доля Стратегия : Рассчитайте количество молей уксусной кислоты в образце.Затем рассчитайте количество литров раствора по его массе и плотности. Используйте эти результаты для определения молярности раствора. Определите массу воды в образце и вычислите количество молей воды. Затем определяют мольную долю уксусной кислоты, разделив количество молей уксусной кислоты на общее количество молей веществ в образце. Решение : A Молярность — это количество молей уксусной кислоты на литр раствора.Мы можем рассчитать количество молей уксусной кислоты, разделив ее массу на ее молярную массу. Объем раствора равен его массе, деленной на его плотность. Расчеты следующие: \ [моль \; CH_3CO_2H = \ dfrac {3.78 \; \ cancel {g} \; CH_3CO_2H} {60,05 \; \ cancel {g} / mol} = 0,0629 \; mol \] \ [объем = \ dfrac {масса} {плотность} = \ dfrac {100,0 \; \ cancel {g} \; решение} {1.00 \; \ cancel {g} / mL} = 100 \; мл \] \ [молярность \; из\; CH_3CO_2H = \ dfrac {моль \; CH_3CO_2H} {\ text {литровый раствор}} = \ dfrac {0.0629 \; моль \; CH_3CO_2H} {(100 \; \ cancel {mL}) (1 \; L / 1000 \; \ cancel {mL})} = 0,629 \; M \; CH_3CO_2H \] Этот результат имеет интуитивный смысл. Если 100,0 г водного раствора (равного 100 мл) содержит 3,78 г уксусной кислоты, то 1 л раствора будет содержать 37,8 г уксусной кислоты, что немного больше, чем \ (\ frac {1} {2} \) крот. Однако имейте в виду, что масса и объем раствора связаны его плотностью; концентрированные водные растворы часто имеют плотность больше 1.00 г / мл. B Чтобы рассчитать мольную долю уксусной кислоты в растворе, нам необходимо знать количество молей как уксусной кислоты, так и воды. Количество молей уксусной кислоты составляет 0,0629 моль, как рассчитано в части (а). Мы знаем, что в 100,0 г уксуса содержится 3,78 г уксусной кислоты; следовательно, раствор также содержит (100,0 — 3,78 г) = 96,2 г воды. У нас \ [моль \; H_2O = \ dfrac {96.2 \; \ cancel {g} \; H_2O} {18.02 \; \ cancel {g} / mol} = 5,34 \; моль \; H_2O \] Мольная доля \ (X \) уксусной кислоты — это отношение количества молей уксусной кислоты к общему количеству молей присутствующих веществ: \ [X_ {CH_3CO_2H} = \ dfrac {моль \; CH_3CO_2H} {моль \; CH_3CO_2H + моль \; H_2O} = \ dfrac {0.{−2} \] Этот ответ тоже имеет смысл. Молей воды примерно в 100 раз больше, чем молей уксусной кислоты, поэтому соотношение должно быть примерно 0,01.

Пример 4

Коммерческий уксус — это раствор уксусной кислоты в воде. Бутылка уксуса содержит 3,78 г уксусной кислоты на 100,0 г раствора. Предположим, что плотность раствора составляет 1,00 г / мл.

Какова его молярность?
Какова его мольная доля?

Дано : масса вещества и масса и плотность раствора

Запрошенный : молярность и мольная доля

Стратегия :

Рассчитайте количество молей уксусной кислоты в образце.Затем рассчитайте количество литров раствора по его массе и плотности. Используйте эти результаты для определения молярности раствора.
Определите массу воды в образце и вычислите количество молей воды. Затем определяют мольную долю уксусной кислоты, разделив количество молей уксусной кислоты на общее количество молей веществ в образце.

Решение :

A Молярность — это количество молей уксусной кислоты на литр раствора.Мы можем рассчитать количество молей уксусной кислоты, разделив ее массу на ее молярную массу. Объем раствора равен его массе, деленной на его плотность. Расчеты следующие:

\ [моль \; CH_3CO_2H = \ dfrac {3.78 \; \ cancel {g} \; CH_3CO_2H} {60,05 \; \ cancel {g} / mol} = 0,0629 \; mol \]

\ [объем = \ dfrac {масса} {плотность} = \ dfrac {100,0 \; \ cancel {g} \; решение} {1.00 \; \ cancel {g} / mL} = 100 \; мл \]

\ [молярность \; из\; CH_3CO_2H = \ dfrac {моль \; CH_3CO_2H} {\ text {литровый раствор}} = \ dfrac {0.0629 \; моль \; CH_3CO_2H} {(100 \; \ cancel {mL}) (1 \; L / 1000 \; \ cancel {mL})} = 0,629 \; M \; CH_3CO_2H \]

Этот результат имеет интуитивный смысл. Если 100,0 г водного раствора (равного 100 мл) содержит 3,78 г уксусной кислоты, то 1 л раствора будет содержать 37,8 г уксусной кислоты, что немного больше, чем \ (\ frac {1} {2} \) крот. Однако имейте в виду, что масса и объем раствора связаны его плотностью; концентрированные водные растворы часто имеют плотность больше 1.00 г / мл.

B Чтобы рассчитать мольную долю уксусной кислоты в растворе, нам необходимо знать количество молей как уксусной кислоты, так и воды. Количество молей уксусной кислоты составляет 0,0629 моль, как рассчитано в части (а). Мы знаем, что в 100,0 г уксуса содержится 3,78 г уксусной кислоты; следовательно, раствор также содержит (100,0 — 3,78 г) = 96,2 г воды. У нас

\ [моль \; H_2O = \ dfrac {96.2 \; \ cancel {g} \; H_2O} {18.02 \; \ cancel {g} / mol} = 5,34 \; моль \; H_2O \]

Мольная доля \ (X \) уксусной кислоты — это отношение количества молей уксусной кислоты к общему количеству молей присутствующих веществ:

\ [X_ {CH_3CO_2H} = \ dfrac {моль \; CH_3CO_2H} {моль \; CH_3CO_2H + моль \; H_2O} = \ dfrac {0.{−2} \]

Этот ответ тоже имеет смысл. Молей воды примерно в 100 раз больше, чем молей уксусной кислоты, поэтому соотношение должно быть примерно 0,01.

Упражнение 5
Раствор газа \ (HCl \), растворенный в воде (продается как «соляная кислота», раствор, используемый для очистки каменных поверхностей), содержит 20,22 г \ (HCl \) на 100,0 г раствора, а его плотность составляет 1 .10 г / мл. Какова его молярность? Какова его мольная доля? Ответ : 6,10 М HCl XHCl = 0,111

Упражнение 5

Раствор газа \ (HCl \), растворенный в воде (продается как «соляная кислота», раствор, используемый для очистки каменных поверхностей), содержит 20,22 г \ (HCl \) на 100,0 г раствора, а его плотность составляет 1 .10 г / мл.

Какова его молярность?
Какова его мольная доля?

Ответ :

6,10 М HCl
XHCl = 0,111

Концентрация раствора также может быть описана его моляльностью (m), числом молей растворенного вещества на килограмм растворителя:

\ [\ text {моляльность (м)} = \ dfrac {\ text {моль растворенного вещества}} {\ text {килограмм растворителя}} \ tag {13.5} \]

Моляльность, таким образом, имеет тот же числитель, что и молярность (количество молей растворенного вещества), но другой знаменатель (килограмм растворителя, а не литр раствора). Для разбавленных водных растворов молярность и молярность почти одинаковы, поскольку разбавленные растворы в основном являются растворителями. Таким образом, поскольку плотность воды в стандартных условиях очень близка к 1,0 г / мл, объем 1,0 кг \ (H_2O \) в этих условиях очень близок к 1,0 л, а 0,50 М раствор \ (KBr \) в воде, например, имеет примерно такую же концентрацию, как 0.{9} \ tag {13.8} \]

В науках о здоровье концентрация раствора часто выражается в частях на тысячу (ppt), обозначенных как пропорции. Например, адреналин, гормон, вырабатываемый в условиях сильного стресса, доступен в виде раствора 1: 1000 или одного грамма адреналина на 1000 г раствора.

На этикетках бутылок с коммерческими реагентами содержание часто указывается в процентах по массе. Например, серная кислота продается в виде 95% -ного водного раствора или 95 г \ (H_2SO_4 \) на 100 г раствора.Части на миллион и части на миллиард используются для описания концентраций сильно разбавленных растворов. Эти измерения соответствуют миллиграммам и микрограммам растворенного вещества на килограмм раствора соответственно. Для разбавленных водных растворов это равно миллиграммам и микрограммам растворенного вещества на литр раствора (при плотности 1,0 г / мл).

Пример 5
Несколько лет назад миллионы бутылок с минеральной водой были загрязнены бензолом на уровне частей на миллион.Этот инцидент привлек большое внимание, поскольку смертельная концентрация бензола у крыс составляет 3,8 промилле. Образец минеральной воды объемом 250 мл содержит 12,7 частей на миллион бензола. Поскольку загрязненная минеральная вода представляет собой очень разбавленный водный раствор, мы можем предположить, что ее плотность составляет приблизительно 1,00 г / мл. Какова молярность раствора? Какая масса бензола в пробе? Дано : объем образца, концентрация растворенного вещества и плотность раствора Запрошенный : молярность растворенного вещества и масса растворенного вещества в 250 мл Стратегия : Используйте концентрацию растворенного вещества в миллионных долях для расчета молярности. Используйте концентрацию растворенного вещества в частях на миллион, чтобы рассчитать массу растворенного вещества в указанном объеме раствора. Решение : а. A Чтобы рассчитать молярность бензола, нам нужно определить количество молей бензола в 1 л раствора. Мы знаем, что раствор содержит 12,7 промилле бензола. Потому что 12,7 ppm эквивалентно 12,7 мг / 1000 г раствора, а плотность раствора равна 1.{2 +} \) находятся в стакане воды на 8 унций. Ответ : 4,3 × 10-8 M; 2 × 10−6 г

Пример 5

Несколько лет назад миллионы бутылок с минеральной водой были загрязнены бензолом на уровне частей на миллион.Этот инцидент привлек большое внимание, поскольку смертельная концентрация бензола у крыс составляет 3,8 промилле. Образец минеральной воды объемом 250 мл содержит 12,7 частей на миллион бензола. Поскольку загрязненная минеральная вода представляет собой очень разбавленный водный раствор, мы можем предположить, что ее плотность составляет приблизительно 1,00 г / мл.

Какова молярность раствора?
Какая масса бензола в пробе?

Дано : объем образца, концентрация растворенного вещества и плотность раствора

Запрошенный : молярность растворенного вещества и масса растворенного вещества в 250 мл

Стратегия :

Используйте концентрацию растворенного вещества в миллионных долях для расчета молярности.
Используйте концентрацию растворенного вещества в частях на миллион, чтобы рассчитать массу растворенного вещества в указанном объеме раствора.

Решение :

а. A Чтобы рассчитать молярность бензола, нам нужно определить количество молей бензола в 1 л раствора. Мы знаем, что раствор содержит 12,7 промилле бензола. Потому что 12,7 ppm эквивалентно 12,7 мг / 1000 г раствора, а плотность раствора равна 1.{2 +} \) находятся в стакане воды на 8 унций.

Ответ : 4,3 × 10-8 M; 2 × 10−6 г

Как химики решают, какие единицы концентрации использовать для конкретного применения? Хотя молярность обычно используется для выражения концентраций для реакций в растворе или для титрования, у нее есть один недостаток: молярность — это число молей растворенного вещества, деленное на объем раствора, а объем раствора зависит от его плотности, которая является функцией температуры.Поскольку мерная стеклянная посуда калибруется при определенной температуре, обычно 20 ° C, молярность может отличаться от исходного значения на несколько процентов, если раствор готовится или используется при существенно другой температуре, например 40 ° C или 0 ° C. Для многих приложений это может не быть проблемой, но для точной работы эти ошибки могут стать важными. Напротив, мольная доля, моляльность и массовый процент зависят только от масс растворенного вещества и растворителя, которые не зависят от температуры.

Молярная доля не очень полезна для экспериментов, включающих количественные реакции, но она удобна для расчета парциального давления газов в смесях, как мы видели в главе 10. Как вы узнаете в разделе 13.5, мольные доли также полезны для расчета давление пара некоторых типов растворов. Моляльность особенно полезна для определения того, как такие свойства, как температура замерзания или кипения раствора, меняются в зависимости от концентрации растворенного вещества. Поскольку массовые проценты и части на миллион или миллиард — это просто разные способы выражения отношения массы растворенного вещества к массе раствора, они позволяют нам выразить концентрацию вещества, даже если молекулярная масса вещества неизвестна. .Единицы ppb или ppm также используются для выражения очень низких концентраций, например, остаточных примесей в пищевых продуктах или загрязнителей в исследованиях окружающей среды.

В таблице 13.5 приведены различные единицы концентрации и типичные области применения для каждой. Когда молярная масса растворенного вещества и плотность раствора известны, на практике становится относительно легко преобразовать единицы концентрации, которые мы обсуждали, как показано в Примере 6.

Таблица 13.5 Различные единицы для выражения концентраций растворов *

Блок	Определение	Приложение
* Молярность раствора зависит от температуры, но другие единицы, показанные в этой таблице, не зависят от температуры.
молярность (M)	моль растворенного вещества / литр раствора (моль / л)	Используется для количественных реакций в растворах и титрований; масса и молекулярная масса растворенного вещества и объем раствора известны.
мольная доля (X)	моль растворенного вещества / общее количество присутствующих моль (моль / моль)	Используется для определения парциальных давлений газов и паров некоторых растворов; масса и молекулярная масса каждого компонента известны.
моляльность (м)	моль растворенного вещества / кг растворителя (моль / кг)	Используется для определения того, как коллигативные свойства меняются в зависимости от концентрации растворенного вещества; массы и молекулярная масса растворенного вещества известны.
массовая доля (%)	[масса растворенного вещества (г) / масса раствора (г)] × 100	Полезно, когда массы известны, но молекулярные массы неизвестны.
частей на тысячу (ppt)	[масса растворенного вещества / масса раствора] × 103 (г растворенного вещества / кг раствора)	Используемое в медицине соотношение растворов обычно выражается в виде пропорции, например 1: 1000.
частей на миллион (ppm)	[масса растворенного вещества / масса раствора] × 106 (мг растворенного вещества / кг раствора)	Используется для следовых количеств; массы известны, но молекулярные массы могут быть неизвестны.
частей на миллиард (ppb)	[масса растворенного вещества / масса раствора] × 109 (мкг растворенного вещества / кг раствора)	Используется для следовых количеств; массы известны, но молекулярные массы могут быть неизвестны.

Пример 6
Водка представляет собой раствор чистого этанола в воде. Типичная водка продается как «80 доказательств», что означает, что в ней содержится 40 единиц.0% этанола по объему. Плотность чистого этанола 0,789 г / мл при 20 ° C. Если мы предположим, что объем раствора является суммой объемов компонентов (что не совсем правильно), рассчитайте следующее для этанола в водке крепостью 80. массовая доля мольная доля молярность моляльность Дано : объемный процент и плотность Запрошенный : массовый процент, мольная доля, молярность и моляльность Стратегия : Используйте плотность растворенного вещества, чтобы рассчитать массу растворенного вещества в 100 единицах.0 мл раствора. Рассчитайте массу воды в 100,0 мл раствора. Определите массовую процентную долю растворенного вещества, разделив массу этанола на массу раствора и умножив на 100. Преобразование граммов растворенного вещества и растворителя в моль растворенного вещества и растворителя. Рассчитайте мольную долю растворенного вещества, разделив количество молей растворенного вещества на общее количество молей веществ, присутствующих в растворе. Рассчитайте молярность раствора: количество молей растворенного вещества на литр раствора.Определите молярность раствора, разделив количество молей растворенного вещества на килограммы растворителя. Решение : Ключом к решению этой проблемы является использование плотности чистого этанола для определения массы этанола (\ (CH_3CH_2OH \)), сокращенно EtOH, в заданном объеме раствора. Затем мы можем рассчитать количество молей этанола и концентрацию этанола в любых требуемых единицах измерения. A Поскольку нам дан объемный процент, мы предполагаем, что у нас есть 100.0 мл раствора. Таким образом, объем этанола будет составлять 40,0% от 100,0 мл или 40,0 мл этанола, а объем воды будет составлять 60,0% от 100,0 мл или 60,0 мл воды. Масса этанола получается из его плотности: \ [масса \; из\; EtOH = (40,0 \; \ cancel {mL}) \ left (\ dfrac {0,789 \; g} {\ cancel {mL}} \ right) = 31,6 \; грамм\; EtOH \] Если принять плотность воды 1,00 г / мл, то масса воды составит 60,0 г. Теперь у нас есть вся информация, необходимая для расчета концентрации этанола в растворе. B Массовый процент этанола — это отношение массы этанола к общей массе раствора, выраженное в процентах: \ [\% EtOH = \ left (\ dfrac {масса \; \; EtOH} {масса \; \; раствора} \ right) (100) = \ left (\ dfrac {31.6 \; \ cancel {g } \; EtOH} {31.6 \; \ cancel {g} \; EtOH +60.0 \; \ cancel {g} \; H_2O} \ right) (100) = 34,5 \% \] C Мольная доля этанола — это отношение количества молей этанола к общему количеству молей веществ в растворе.Поскольку 40,0 мл этанола имеет массу 31,6 г, мы можем использовать молярную массу этанола (46,07 г / моль) для определения количества молей этанола в 40,0 мл: \ [моль \; EtOH = (31,6 \; \ cancel {g \; EtOH}) \ left (\ dfrac {1 \; mol} {46.07 \; \ cancel {g \; EtOH}} \ right) = 0,686 \; mol \; CH_3CH_2OH \] Аналогично количество молей воды \ [моль \; H_2O = (60.0 \; \ cancel {g \; H_2O}) \ left (\ dfrac {1 \; mol \; H_2O} {18.02 \; \ cancel {g \; H_2O}} \ right ) = 3.33 \; моль \; H_2O \] Таким образом, мольная доля этанола составляет . \ [X_ {EtOH} = \ dfrac {0,686 \; \ cancel {mol}} {0,686 \; \ cancel {mol} + 3.33 \; \ cancel {mol}} = 0.171 \] D Молярность раствора — это количество молей этанола на литр раствора. Мы уже знаем количество молей этанола на 100,0 мл раствора, поэтому молярность равна . \ [M_ {EtOH} = \ left (\ dfrac {0.686 \; mol} {100 \; \ cancel {mL}} \ right) \ left (\ dfrac {1000 \; \ cancel {mL}} {L} \ справа) = 6.86 \; М \] Моляльность раствора — это количество молей этанола на килограмм растворителя. Поскольку нам известно количество молей этанола в 60,0 г воды, расчет снова прост: \ [m_ {EtOH} = \ left (\ dfrac {0.686 \; mol \; EtOH} {60.0 \; \ cancel {g} \; H_2O} \ right) \ left (\ dfrac {1000 \; \ cancel { g}} {кг} \ right) = \ dfrac {11.4 \; моль \; EtOH} {кг \; H_2O} = 11,4 \; м \]

Пример 6

Водка представляет собой раствор чистого этанола в воде. Типичная водка продается как «80 доказательств», что означает, что в ней содержится 40 единиц.0% этанола по объему. Плотность чистого этанола 0,789 г / мл при 20 ° C. Если мы предположим, что объем раствора является суммой объемов компонентов (что не совсем правильно), рассчитайте следующее для этанола в водке крепостью 80.

массовая доля
мольная доля
молярность
моляльность

Дано : объемный процент и плотность

Запрошенный : массовый процент, мольная доля, молярность и моляльность

Стратегия :

Используйте плотность растворенного вещества, чтобы рассчитать массу растворенного вещества в 100 единицах.0 мл раствора. Рассчитайте массу воды в 100,0 мл раствора.
Определите массовую процентную долю растворенного вещества, разделив массу этанола на массу раствора и умножив на 100.
Преобразование граммов растворенного вещества и растворителя в моль растворенного вещества и растворителя. Рассчитайте мольную долю растворенного вещества, разделив количество молей растворенного вещества на общее количество молей веществ, присутствующих в растворе.
Рассчитайте молярность раствора: количество молей растворенного вещества на литр раствора.Определите молярность раствора, разделив количество молей растворенного вещества на килограммы растворителя.

Решение :

Ключом к решению этой проблемы является использование плотности чистого этанола для определения массы этанола (\ (CH_3CH_2OH \)), сокращенно EtOH, в заданном объеме раствора. Затем мы можем рассчитать количество молей этанола и концентрацию этанола в любых требуемых единицах измерения. A Поскольку нам дан объемный процент, мы предполагаем, что у нас есть 100.0 мл раствора. Таким образом, объем этанола будет составлять 40,0% от 100,0 мл или 40,0 мл этанола, а объем воды будет составлять 60,0% от 100,0 мл или 60,0 мл воды. Масса этанола получается из его плотности:

\ [масса \; из\; EtOH = (40,0 \; \ cancel {mL}) \ left (\ dfrac {0,789 \; g} {\ cancel {mL}} \ right) = 31,6 \; грамм\; EtOH \]

Если принять плотность воды 1,00 г / мл, то масса воды составит 60,0 г. Теперь у нас есть вся информация, необходимая для расчета концентрации этанола в растворе.

B Массовый процент этанола — это отношение массы этанола к общей массе раствора, выраженное в процентах:

\ [\% EtOH = \ left (\ dfrac {масса \; \; EtOH} {масса \; \; раствора} \ right) (100) = \ left (\ dfrac {31.6 \; \ cancel {g } \; EtOH} {31.6 \; \ cancel {g} \; EtOH +60.0 \; \ cancel {g} \; H_2O} \ right) (100) = 34,5 \% \]

C Мольная доля этанола — это отношение количества молей этанола к общему количеству молей веществ в растворе.Поскольку 40,0 мл этанола имеет массу 31,6 г, мы можем использовать молярную массу этанола (46,07 г / моль) для определения количества молей этанола в 40,0 мл:

\ [моль \; EtOH = (31,6 \; \ cancel {g \; EtOH}) \ left (\ dfrac {1 \; mol} {46.07 \; \ cancel {g \; EtOH}} \ right) = 0,686 \; mol \; CH_3CH_2OH \]

Аналогично количество молей воды

\ [моль \; H_2O = (60.0 \; \ cancel {g \; H_2O}) \ left (\ dfrac {1 \; mol \; H_2O} {18.02 \; \ cancel {g \; H_2O}} \ right ) = 3.33 \; моль \; H_2O \]

Таким образом, мольная доля этанола составляет

\ [X_ {EtOH} = \ dfrac {0,686 \; \ cancel {mol}} {0,686 \; \ cancel {mol} + 3.33 \; \ cancel {mol}} = 0.171 \]

D Молярность раствора — это количество молей этанола на литр раствора. Мы уже знаем количество молей этанола на 100,0 мл раствора, поэтому молярность равна

\ [M_ {EtOH} = \ left (\ dfrac {0.686 \; mol} {100 \; \ cancel {mL}} \ right) \ left (\ dfrac {1000 \; \ cancel {mL}} {L} \ справа) = 6.86 \; М \]

Моляльность раствора — это количество молей этанола на килограмм растворителя. Поскольку нам известно количество молей этанола в 60,0 г воды, расчет снова прост:

\ [m_ {EtOH} = \ left (\ dfrac {0.686 \; mol \; EtOH} {60.0 \; \ cancel {g} \; H_2O} \ right) \ left (\ dfrac {1000 \; \ cancel { g}} {кг} \ right) = \ dfrac {11.4 \; моль \; EtOH} {кг \; H_2O} = 11,4 \; м \]

Упражнение 7
Раствор готовят путем смешивания 100.0 мл толуола с 300,0 мл бензола. Плотность толуола и бензола составляет 0,867 г / мл и 0,874 г / мл соответственно. Предположим, что объем раствора — это сумма объемов компонентов. Рассчитайте следующее для толуола. массовая доля мольная доля молярность моляльность Ответ : массовый процент толуола = 24.8% \ (X_ {толуол} = 0,219 \) 2,35 М толуол 3,59 м толуола

Упражнение 7

Раствор готовят путем смешивания 100.0 мл толуола с 300,0 мл бензола. Плотность толуола и бензола составляет 0,867 г / мл и 0,874 г / мл соответственно. Предположим, что объем раствора — это сумма объемов компонентов. Рассчитайте следующее для толуола.

массовая доля
мольная доля
молярность
моляльность

Ответ :

массовый процент толуола = 24.8%
\ (X_ {толуол} = 0,219 \)
2,35 М толуол
3,59 м толуола

Авторы и указание авторства

концентраторов | Химия [Магистр]

Молярность

Молярность определяется как количество молей растворенного вещества на объем всего раствора.

Цели обучения

Расчет концентраций раствора с использованием молярности.

Основные выводы

Ключевые моменты

Молярность (M) указывает количество молей растворенного вещества на литр раствора (моль / литр) и является одной из наиболее распространенных единиц, используемых для измерения концентрации раствора.
Молярность может использоваться для расчета объема растворителя или количества растворенного вещества.
Связь между двумя растворами с одинаковым количеством молей растворенного вещества может быть представлена формулой c ₁ V ₁ = c ₂ V ₂, где c — концентрация, а V — объем.

Ключевые термины

разбавление : Процесс, с помощью которого раствор делается менее концентрированным путем добавления большего количества растворителя.
Единица СИ : Современная форма метрической системы, широко используемой в науке (сокращенно СИ от французского: Système International d’Unités).
молярность : Концентрация вещества в растворе, выраженная в количестве молей растворенного вещества на литр раствора.
концентрация : относительное количество растворенного вещества в растворе.

В химии концентрацию раствора часто измеряют в молярности (M), которая представляет собой количество молей растворенного вещества на литр раствора. Эта молярная концентрация (c _i) рассчитывается путем деления молей растворенного вещества (n _i) на общий объем (V):

[латекс] \ text {c} _ \ text {i} = \ frac {\ text {n} _ \ text {i}} {\ text {V}} [/ latex]

Единица измерения молярной концентрации в системе СИ — моль / м ³. Однако моль / л является более распространенной единицей измерения молярности.Раствор, который содержит 1 моль растворенного вещества на 1 литр раствора (1 моль / л), называется «один молярный» или 1 М. Единицу моль / л можно преобразовать в моль / м ³, используя следующее уравнение:

1 моль / л = 1 моль / дм ³ = 1 моль-дм ⁻³ = 1 M = 1000 моль / м ³

Расчет молярности

Для расчета молярности раствора количество молей растворенного вещества необходимо разделить на общее количество литров полученного раствора. Если количество растворенного вещества указано в граммах, мы должны сначала рассчитать количество молей растворенного вещества, используя молярную массу растворенного вещества, а затем рассчитать молярность, используя количество молей и общий объем.

Расчет молярности с учетом молей и объема

Если в воде (растворителе) растворено 10,0 граммов NaCl (растворенного вещества) для получения 2,0 л раствора, какова молярность этого раствора?

Во-первых, мы должны перевести массу NaCl в граммах в моль. Делаем это путем деления на молекулярную массу NaCl (58,4 г / моль).

[латекс] 10,0 \ text {граммы NaCl} \ times \ frac {\ text {1 моль}} {58,4 \ text {г / моль}} = 0,17 \ text {моль NaCl} [/ латекс]

Затем мы делим количество молей на общий объем раствора, чтобы получить концентрацию.

[латекс] \ text {c} _ \ text {i} = \ frac {\ text {n} _ \ text {i}} {\ text {V}} [/ latex]

[латекс] \ text {c} _ \ text {i} = \ frac {0,17 \ text {моль NaCl}} {2 \ text {литры раствора}} [/ латекс]

[латекс] \ text {c} _ \ text {i} = 0,1 \ text {M} [/ latex]

Раствор NaCl представляет собой 0,1 М раствор.

Расчет молей с учетом молярности

Чтобы рассчитать количество молей в растворе с учетом молярности, мы умножаем молярность на общий объем раствора в литрах.

Сколько молей хлорида калия (KCl) в 4.0 л 0,65 М раствора?

[латекс] \ text {c} _ {\ text {i}} = \ frac {\ text {n} _ {\ text {i}}} {\ text {V}} [/ latex]

[латекс] 0,65 \ text {M} = \ frac {\ text {n} _ \ text {i}} {4.0 \ text {L}} [/ latex]

[латекс] \ text {n} _ \ text {i} = (0,65 \ text {M}) (4,0 \ text {L}) = 2,6 \ text {моль KCl} [/ латекс]

В 0,65 М растворе, занимающем 4,0 л, содержится 2,6 моля KCl.

Расчет объема с учетом молярности и молей

Мы также можем рассчитать объем, необходимый для достижения определенной массы, в граммах с учетом молярности раствора.Это полезно для определенных растворенных веществ, которые не могут быть легко собраны с помощью весов. Например, диборан (B ₂ H ₆) является полезным реагентом в органическом синтезе, но также очень токсичен и легковоспламеняем. Диборан безопаснее использовать и транспортировать, если растворен в тетрагидрофуране (ТГФ).

Сколько миллилитров 3,0 М раствора Bh4-THF необходимо для получения 4,0 г Bh4?

Сначала мы должны преобразовать граммы BH ₃ в моль, разделив массу на молекулярную массу.

[латекс] \ frac {4.0 \ text {g} \ text {BH} _3} {13.84 \ text {g / mol} \ text {BH} _3} = 0.29 \ text {moles} \ text {BH} _3 [ / латекс]

Как только мы узнаем, что нам нужно получить 0,29 моль BH _3,, мы можем использовать это и данную молярность (3,0 M) для расчета объема, необходимого для достижения 4,0 г.

[латекс] \ text {c} _ {\ text {i}} = \ frac {\ text {n} _ {\ text {i}}} {\ text {V}} [/ latex]

[латекс] 3.0 \ text {M} = \ frac {0.29 \ text {moles BH} _3} {\ text {V}} [/ latex]

[латекс] \ text {V} = 0.1 \ text {L} [/ latex]

Теперь, когда мы знаем, что в 0,1 л содержится 4,0 г BH ₃, мы знаем, что нам нужно 100 мл раствора для получения 4,0 г BH ₃.

Разведение

Разбавление — это процесс снижения концентрации растворенного вещества в растворе, обычно путем добавления большего количества растворителя. Это соотношение представлено уравнением c ₁ V ₁ = c ₂ V ₂, где c ₁ и c ₂ — начальная и конечная концентрации, а V ₁ и V ₂ — начальный и конечный объемы раствора.

Пример 1

У ученого есть 5,0 М раствор соляной кислоты (HCl), и для его нового эксперимента требуется 150,0 мл 2,0 М HCl. Сколько воды и 5,0 M HCl должен использовать ученый, чтобы получить 150,0 мл 2,0 M HCl?

c ₁ V ₁ = c ₂ V ₂

c ₁ и V ₁ — концентрация и объем исходного раствора, который представляет собой 5,0 М HCl. c ₂ и V ₂ — концентрация и объем желаемого раствора, или 150.0 мл 2,0 М раствора HCl. Объем пока не нужно переводить в литры, потому что обе части уравнения используют мл. Следовательно:

[латекс] (5.0 \ text {M HCl}) (\ text {V} _1) = (2.0 \ text {M HCl}) (150.0 \ text {mL}) [/ латекс]

V ₁ = 60,0 мл 5,0 M HCl

Если для приготовления желаемого раствора используется 60,0 мл 5,0 М HCl, можно рассчитать количество воды, необходимое для правильного разбавления раствора до нужной молярности и объема:

150.0 мл — 60,0 мл = 90,0 мл

Для того, чтобы ученый приготовил 150,0 мл 2,0 М HCl, ему потребуется 60,0 мл 5,0 М HCl и 90,0 мл воды.

Пример 2

Воду добавляли к 25 мл исходного раствора 5,0 М HBr до тех пор, пока общий объем раствора не достиг 2,5 л. Какова молярность нового раствора?

Нам дано следующее: c ₁ = 5 ° M, V ₁ = 0,025 л, V ₂ = 2,50 л. Нам предлагается найти c ₂, что является молярностью разбавленного раствора. решение.

(5,0 м) (0,025 л) = c ₂ (2,50 л)

[латекс] \ text {c} _2 = \ frac {(5.0 \ text {M}) (0.025 \ text {L})} {2.50 \ text {L}} = 0,05 \ text {M} [/ latex]

Обратите внимание, что все единицы объема были преобразованы в литры. Мы рассчитали, что у нас будет 0,05 М раствор, что соответствует нашим ожиданиям, учитывая, что мы разбавили 25 мл концентрированного раствора до 2500 мл.

Моляльность

Моляльность — это свойство раствора, которое указывает количество молей растворенного вещества на килограмм растворителя.

Цели обучения

Рассчитайте моляльность раствора и объясните, почему это коллигативное свойство

Основные выводы

Ключевые моменты

Моляльность — это свойство раствора, которое определяется как количество молей растворенного вещества на килограмм растворителя.
Единица измерения моляльности в системе СИ — моль / кг. Раствор с моляльностью 3 моль / кг часто описывается как «3 моль» или «3 моль». Однако, следуя системе единиц СИ, теперь предпочтительнее моль / кг или связанная с ней единица СИ.
Поскольку объем раствора зависит от температуры и давления окружающей среды, масса может иметь большее значение для измерения растворов. В этих случаях подходящим измерением является молярность (а не молярность).

Ключевые термины

моляльность : Концентрация вещества в растворе, выраженная как количество молей растворенного вещества на килограмм растворителя.
коллигативное свойство : свойство растворов, которое зависит от отношения количества частиц растворенного вещества к количеству молекул растворителя в растворе, а не от типа присутствующих химических соединений.
интенсивное свойство : свойство вещества, не зависящее от количества вещества.

Измерения массы (молярности) в зависимости от объема (молярности)

Моляльность — это интенсивное свойство растворов, и она рассчитывается как количество молей растворенного вещества, деленное на килограммы растворителя. В отличие от молярности, которая зависит от объема раствора, молярность зависит только от массы растворителя. Поскольку объем может изменяться из-за температуры и давления, молярность также зависит от температуры и давления.В некоторых случаях использование веса является преимуществом, поскольку масса не зависит от условий окружающей среды. Например, моляльность используется при работе с диапазоном температур.

Определение моляльности

Моляльность, b (или m), раствора определяется как количество вещества растворенного вещества в молях, n _{растворенного вещества}, деленное на массу в кг растворителя, м _{растворитель}:

[латекс] \ text {bM} _ {\ text {solute}} = \ frac {\ text {n} _ {\ text {solute}}} {\ text {m} _ {\ text {растворитель}}} [/ латекс]

Моляльность основана на массе, поэтому ее можно легко преобразовать в массовое отношение, обозначенное w:

.
[латекс] \ text {bM} _ {\ text {solute}} = \ frac {\ text {n} _ {\ text {solute}}} {\ text {m} _ {\ text {растворитель}}} = \ frac {\ text {w} _ {\ text {solute}}} {\ text {w} _ {\ text {Solute}}} [/ latex]
По сравнению с молярной концентрацией или массовой концентрацией приготовление раствора заданной моляльности проще, поскольку для этого требуется только хороший масштаб; и растворитель, и растворенное вещество являются массами, а не измеряются по объему.Во многих слабых водных растворах молярность и моляльность аналогичны, поскольку один килограмм воды (растворителя) занимает один литр объема при комнатной температуре, а небольшое количество растворенного вещества мало влияет на объем растворителя.
Раствор соленой воды : Поваренная соль легко растворяется в воде с образованием раствора. Если массы соли и воды известны, можно определить моляльность.
Квартир
Единица измерения моляльности в системе СИ — моль / кг, или моль растворенного вещества на кг растворителя.Раствор с моляльностью 1 моль / кг часто описывается как «1 моль» или «1 моль». Однако, следуя системе единиц СИ, Национальный институт стандартов и технологий, который является органом США по измерениям, считает термин «моляль» и символ единицы измерения «м» устаревшими и предлагает использовать моль / кг. или другая связанная единица СИ.
Расчет моляльности
Моляльность легко вычислить, если мы знаем массу растворенного вещества и растворителя в растворе. Моляльность — это интенсивное свойство, поэтому оно не зависит от измеряемого количества.Это верно для всех концентраций гомогенного раствора, независимо от того, исследуем ли мы образец одного и того же раствора объемом 1,0 л или 10,0 л. Концентрация или моляльность остается постоянной.
Расчет молярности с учетом массы
Если мы массируем 5,36 г KCl и растворяем это твердое вещество в 56 мл воды, какова моляльность раствора? Помните, что моляльность составляет моль растворенного вещества / кг на растворитель. KCl — это наше растворенное вещество, а вода — наш растворитель. Сначала нам нужно рассчитать количество родинок в 5.36 г KCl:
[латекс] \ text {моль KCl} = 5,36 \ text {g} \ times (\ frac {1 \ text {moles}} {74,5 \ text {g}}) = 0,0719 \ text {моль KCl} [/ латекс ]
Нам также необходимо преобразовать 56,0 мл воды в эквивалентную массу в граммах, используя известную плотность воды (1,0 г / мл):
[латекс] 56,0 \ \ text {mL} \ times (\ frac {1.0 \ text {g}} {\ text {mL}}) = 56,0 \ \ text {g} [/ latex]
56,0 г воды эквивалентно 0,056 кг воды. Имея эту информацию, мы можем разделить моли растворенного вещества на кг растворителя, чтобы найти моляльность раствора:
[латекс] \ text {molality} = (\ frac {\ text {moles}} {\ text {кг растворителя}}) = (\ frac {0.0719 \ text {моль KCl}} {0,056 \ text {кг воды}}) = 1,3 \ \ text {m} [/ latex]
Моляльность нашего раствора KCl и воды составляет 1,3 м. Поскольку раствор очень разбавленный, молярность почти идентична молярности раствора, которая составляет 1,3 М.
Расчет массы с учетом моляльности
Мы также можем использовать моляльность, чтобы найти количество вещества в растворе. Например, сколько уксусной кислоты в мл необходимо для приготовления 3,0 м раствора, содержащего 25,0 г KCN?
Во-первых, мы должны преобразовать образец KCN из граммов в моль:
[латекс] \ text {моль KCN} = 25.0 \ text {g} \ times (\ frac {1 \ text {moles}} {65.1 \ text {g}}) = 0,38 \ text {moles} [/ latex]
Затем можно использовать моль KCN для определения килограмма уксусной кислоты. Мы умножаем количество молей на величину, обратную данной моляльности (3,0 моль / кг), чтобы наши единицы соответственно сокращались. В результате получаем желаемую массу уксусной кислоты, которая нам нужна для приготовления нашего 3-миллиметрового раствора:
[латекс] 0,38 \ text {моль KCl} \ times (\ frac {\ text {кг уксусной кислоты}} {3,0 \ text {моль KCl}}) = 0,12 \ text {кг уксусной кислоты} [/ латекс]
Получив массу уксусной кислоты в кг, переводим из кг в граммы: 0.12 кг равняется 120 г. Затем мы используем плотность уксусной кислоты (1,05 г / мл при 20 ^o C) для преобразования в требуемый объем в мл. Чтобы добиться этого, мы должны умножить на обратную величину плотности:
[латекс] 120,0 \ text {g уксусная кислота} \ times (\ frac {\ text {mL}} {1.05 \ text {g}}) = 114,0 \ text {мл уксусной кислоты} [/ латекс]
Следовательно, нам требуется 114 мл уксусной кислоты для приготовления 3,0 м раствора, содержащего 25,0 г KCN.

Молярность vs.молярность : В этом уроке вы узнаете, чем отличаются молярность и молярность.
Молярная доля и молярный процент
Мольная доля — это количество молекул данного компонента в смеси, деленное на общее количество молей в смеси.
Цели обучения
Вычислить мольную долю и мольный процент для данной концентрации смеси
Основные выводы
Ключевые моменты
Мольная доля описывает количество молекул (или молей) одного компонента, деленное на общее количество молекул (или молей) в смеси.
Мольная доля полезна, когда два реакционноспособных компонента смешиваются вместе, так как соотношение двух компонентов известно, если известна мольная доля каждого.
Умножение мольной доли на 100 дает мольный процент, который описывает то же самое, что и мольная доля, только в другой форме. Мольные доли могут быть получены из различных концентраций, включая составы молярности, молярности и массовых процентов.
Ключевые термины
моль : основная единица СИ для количества вещества; количество вещества, которое содержит столько элементарных объектов, сколько атомов в 0.012 кг углерода-12.
мольная доля : отношение количества молей одного компонента в смеси к общему количеству молей.
Молярная доля
В химии мольная доля, x _i , определяется как количество молей компонента, n _i , деленное на общее количество молей всех компонентов в смеси, n _тот :
[латекс] \ text {x} _ {\ text {i}} = \ frac {\ text {n} _ {\ text {i}}} {\ text {n} _ {\ text {tot}}} [/ латекс]
Мольные доли безразмерны, а сумма всех мольных долей в данной смеси всегда равна 1.
Свойства мольной доли
Мольная доля очень часто используется при построении фазовых диаграмм. Имеет ряд преимуществ:
Он не зависит от температуры, в отличие от молярной концентрации, и не требует знания плотности фазы (фаз).
Смесь с известными мольными долями может быть приготовлена путем взвешивания соответствующих масс компонентов.
Мера симметричная; в мольных долях x = 0.1 и x = 0,9, роли «растворителя» и «растворенного вещества» обратимы.
В смеси идеальных газов мольную долю можно выразить как отношение парциального давления к общему давлению смеси.
Мольная доля в растворе хлорида натрия : Мольная доля увеличивается пропорционально массовой доле в растворе хлорида натрия.
Молярный процент
Умножение мольной доли на 100 дает молярный процент, также называемый процентом количество / количество (сокращенно n / n%).Для общей химии все мольные проценты смеси составляют в сумме 100 мольных процентов. Мы можем легко преобразовать молярный процент обратно в мольную долю, разделив на 100. Таким образом, мольная доля 0,60 равна 60,0% молярной доли.
Расчеты с молярной долей и мольным процентом
Молярная доля в смесях
Смесь газов была образована путем объединения 6,3 моль O ₂ и 5,6 моль N ₂. Какая мольная доля азота в смеси?
Сначала мы должны найти общее количество молей с n _итого = n _N2 + n _O2.
[латекс] \ text {n} _ {\ text {total}} = 6.3 \ \ text {moles} +5.6 \ \ text {moles} = 11.9 \ \ text {moles} [/ latex].
Далее мы должны разделить родинки N ₂ на общее количество родинок:
[латекс] x (\ text {мольная доля}) = (\ frac {\ text {моль} \ text {N} _2} {\ text {моль} \ text {N} _2 + \ text {моль} O_2} ) = (\ frac {5.6 \ text {moles}} {11.9 \ text {moles}}) = 0.47 [/ latex]
Мольная доля азота в смеси составляет 0,47.
Молярная доля в растворах
Молярная доля также может применяться в случае растворов.Например, 0,100 моль NaCl растворяют в 100,0 мл воды. Какая мольная доля NaCl?
Нам дано количество молей NaCl, но объем воды. Сначала мы преобразуем этот объем в массу, используя плотность воды (1,00 г / мл), а затем преобразуем эту массу в моль воды:
[латекс] 100 \ \ text {mL} \ H_2O \ times (\ frac {1.0 \ text {g}} {1 \ text {mL}}) = 100.0 \ \ text {g} \ \ text {H} _2 \ text {O} \ times (\ frac {1 \ text {moles}} {18.0 г}) = 5.55 \ text {moles} \ text {H} _2 \ text {O} [/ latex]
С помощью этой информации мы можем найти общее количество присутствующих родинок: 5.55 + 0,100 = 5,65 моль. Если разделить моли NaCl на общее количество молей, мы найдем мольную долю этого компонента:
[латекс] \ text {x} = (\ frac {0.100 \ text {moles}} {5.65 \ text {moles}}) = 0,0176 [/ латекс]
Мы находим, что мольная доля NaCl равна 0,0176.
Молярная доля многокомпонентных смесей
Мольные доли также могут быть найдены для смесей, состоящих из нескольких компонентов. К ним относятся не иначе, чем раньше; опять же, общая мольная доля смеси должна быть равна 1.
Например, раствор образуется при смешивании 10,0 г пентана (C ₅ H ₁₂), 10,0 г гексана (C ₆ H ₁₄) и 10,0 г бензола (C ₆ H ₆). Какая мольная доля гексана в этой смеси?
Сначала мы должны определить количество молей, присутствующих в 10,0 г каждого компонента, с учетом их химической формулы и молекулярной массы. Количество молей каждого находится путем деления его массы на соответствующую молекулярную массу.Мы обнаружили, что имеется 0,138 моль пентана, 0,116 моль гексана и 0,128 моль бензола.
Мы можем найти общее количество молей, взяв сумму всех молей: 0,138 + 0,116 + 0,128 = 0,382 общих молей. Если разделить моли гексана на общее количество молей, мы вычислим мольную долю:
[латекс] \ text {x} = (\ frac {0,116 \ text {moles}} {0,382 \ text {moles}}) = 0,303 [/ латекс]
Мольная доля гексана составляет 0,303.
Молярная доля от моляльности
Мольную долю можно также рассчитать по моляльности.Если у нас есть 1,62 м раствор столового сахара (C ₆ H ₁₂ O ₆) в воде, какова мольная доля столового сахара?
Поскольку нам дана моляльность, мы можем преобразовать ее в эквивалентную мольную долю, которая уже является массовым соотношением; помните, что моляльность = моль растворенного вещества / кг растворителя. Учитывая определение моляльности, мы знаем, что у нас есть раствор, содержащий 1,62 моля сахара и 1,00 кг (1000 г) воды. Поскольку мы знаем количество молей сахара, нам нужно найти количество молей воды, используя его молекулярный вес:
[латекс] 1000 \ \ text {g} \ \ text {H} _2 \ text {O} \ times (\ frac {1 \ \ text {мол}} {18.0 \ \ text {g}}) = 55,5 \ text {moles} \ text {H} _2 \ text {O} [/ latex]
Общее количество молей — это сумма молей воды и сахара, или 57,1 молей всего раствора. Теперь мы можем найти мольную долю сахара:
[латекс] \ text {x} = (\ frac {1,62 \ text {молей сахара}} {57,1 \ text {молей раствор}}) = 0,0284 [/ латекс]
При мольной доле 0,0284 мы видим, что имеем 2,84% раствор сахара в воде.
Молярная доля от массового процента
Мольную долю можно также рассчитать из массовых процентов.Какова мольная доля коричной кислоты, которая имеет массовый процент 50,00% мочевины в коричной кислоте? Молекулярная масса мочевины составляет 60,16 г / моль, а молекулярная масса коричной кислоты составляет 148,16 г / моль.
Во-первых, мы предполагаем общую массу 100,0 г, хотя можно принять любую массу. Это означает, что у нас есть 50,0 г мочевины и 50,0 г коричной кислоты. Затем мы можем вычислить количество присутствующих молей, разделив каждый на его молекулярный вес. У нас 0,833 моль мочевины и 0,388 моль коричной кислоты, так что у нас 1.Всего 22 моля.
Чтобы найти мольную долю, разделим моли коричной кислоты на общее количество молей:
[латекс] \ text {x} = (\ frac {.388 \ text {моль коричной кислоты}} {1,22 \ text {моль раствор}}) = 0,318 [/ латекс]
Мольная доля коричной кислоты составляет 0,318.
Как рассчитать соотношение массовых долей, химический класс 10 CBSE
Подсказка: Вы можете просто узнать массовую долю при вычислении мольной доли. Это отношение массы этого компонента к общей массе смеси.Получается массовая доля, для преобразования ее в проценты необходимо умножить ее на 100 долларов. При разделении обратите внимание, что единицы грамма аннулируются.
Полный пошаговый ответ:
Прежде чем перейти к точному решению задачи, давайте посмотрим, что такое массовая доля. Массовая доля — это доля данного конкретного компонента в данной смеси. Предположим, у вас есть азот, водород и гелий в контейнере, мы все знаем, что это газы, поэтому массовая доля, скажем, водорода — это количество водорода из этой смеси.
Формулу можно записать как- $ Масса \, фракция ({H_2}) = \ dfrac {{Масса \, из \, водорода \, газа}} {{Общая \, масса \, из \, \, смеси }} $
Или, в более общем смысле, мы можем сказать, $ Масса \, фракция \, из \, a \, component = \ dfrac {{Масса \, of \, that \, component}} {{Total \, mass \, of \, the \, смесь}} $
Теперь рассмотрим пример для вашего лучшего понимания, у нас есть $ 70 \, g \, {N_2} $, $ 20 \, g \, {O_2} $, $ 5 \, g \, He $, $ 5 \, g \, {H_2} $ в контейнере. Итак, чтобы найти массовую долю каждого компонента, давайте сначала вычислим общую массу смеси, которая составляет- $ 100 \, г $
Теперь для массовой доли азота $ Mass \, фракция ({N_2}) = \ dfrac { {Масса \, азота \, газа}} {{Общая \, масса \, \, \, смесь}} $
Подставляя значения в приведенную выше формулу, мы получаем уравнение такого типа $ Масса \, дробь ({N_2}) = \ dfrac {{70 \, g}} {{100 \, g}} $
$ Масса \, дробь ({N_2}) = 0.70 \, g $
Аналогичным образом возьмем массовую долю кислорода, который также присутствует в контейнере,
$ Mass \, фракция ({O_2}) = \ dfrac {{Масса \, of \, кислорода \, газа}} {{Общая \, масса \, из \, \, смесь}} $
$ Масса \, фракция ({O_2}) = \ dfrac {{20 \, g}} {{100 \, g}} $ = $ 0.20 \, g $
Теперь, если мы рассчитаем для других оставшихся газов, таких как гелий и водород, у них также будут те же вычисления —
Для газообразного гелия, $ Mass \, фракция (He) = \ dfrac {{5 \, g}} {{100 \, g}} $ = $ 0,05 \, g $
Для $ 5 \, g $ водорода, $ Mass \, дробь ({H_2}) = \ dfrac {{5 \, g}} {{100 \ , g}} $
Интересный факт о массовой доле, по которому вы можете легко проверить свои ошибки, заключается в том, что общая массовая доля всех газов, присутствующих в баллоне, равна $ 1 $.

Задачи на тему «массовая доля вещества в растворе».

Примеры задач на растворы

Пример 1

Пример 2

Пример 3

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

m

m

ω

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

m

m

ω

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

m

m

ω

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

m

m

ω

Пример 4

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

m

m

ω

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

m

m

ω

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

m

m

ω

Массовая доля вещества в растворе. — Химия

Массовая доля растворенного вещества — параграф 34 ГДЗ химия 8 Рудзитис

Основные тезисы параграфа:

Массовая доля вещества в растворе

Формула нахождения массовой доли раствора. Как вычислить массовую долю

Особенности растворов

Получение однородных систем

Применение растворов

Физические свойства и концентрация растворов

Массовая доля

Виды концентраций

Расчет молярной концентрации

Задачи аналитической химии

Растворимость и растворители

Заключение

ХОД УРОКА.

§ 34. Массовая доля растворенного вещества

Массовая доля (в процентах) растворенного вещества

Определение, примеры, проблемы, расчет ~ ChemistryGod

Определение и формула

Массовый процент

Связь с другими величинами

Пропорция смешивания

Мольная доля

Объемная доля

Массовая концентрация

Молярность или молярная концентрация

Процентный состав

Решенные проблемы

Проблема 1: Воздух

Проблема 2: Газовая труба

Задача 3: Серная кислота