Концентрации растворов

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРОВ

Задача 1. Сколько граммов КОН надо растворить в 100 г воды, чтобы получить раствор с массовой долей 6 %?

Решение. По определению массовой доли (w) извест­но, что в 100 г раствора будет содержаться 6 г КОН.

m _{раствора} = m _{растворенного в-ва} + m ;

следовательно, m = 100 г раствора – 6 г = 94 г,

тогда в 94 г Н₂О содержится 6 г КОН, а

в 100 г Н₂О» х г КОН; х = 6,38 г КОН.

Задача 2. Какой объем 96 %-ной (по массе) серной кислоты (плотность раствора, r = 1,84 г/см³) и какую массу воды надо взять для приготовления 100 мл 15%-ного (по массе) раствора серной кислоты (плотность раствора, r = 1,10 г/см³).

Решение. Найдем массу 100 мл 15%-ного (по массе) раствора Н₂SO₄.

m _{раствора} = r× V = 1,10×100 = 110 г

Массу Н₂SO₄ , содержащуюся в 110 г этого раствора, найдем из пропорции

100 г раствора содержат 15 г Н₂SO₄

110 г раствора» х г Н₂SO₄,

х =16,5 г Н₂SO₄

или m = 110× = 16,5 г.

Далее найдем массу 96 %-ного (по массе) раствора Н₂SO₄, в котором содержится 16,5 г Н₂SO₄,

в 100 г раствора содержится 96 г Н₂SO₄

х г»» 16,5 г Н₂SO₄;

х = 17,2 г раствора или m _{96%-ного р-ра} = = 17,2 г. Найдем объем 96 %-ного раствора, масса которого 17,2 г:

; V = 17,2/1,84 = 9,34 мл.

Итак, для приготовления 100 мл 15%-ного раствора Н₂SO₄ потребуется 9,34 мл 96%-ного раствора и 110 г - 16,5 г = 93,5 г Н₂О.

Задача 3. Определите молярную концентрацию ра­ство­­ра NaOH, если в 200 мл раствора содержится 1,6 г растворенного вещества.

Решение. Молярная масса NaOH равна 40 г/моль. Определим количество молей NaOH, содержащихся в 200 мл раствора:

n = = 1,6: 40 = 0,04 моля.

Исходя из определения молярной концентрации, найдем количество молей NaOH, содержащихся в 1 л раствора:

С_M = n / V

С_M = 0,04: 0,2 = 0,2 моль/л.

Задача 4. Какова нормальность раствора хлорида же­ле­за (III), в 0,3 л которого содержится 32,44 г соли?

Решение. Молярная масса хлорида железа равна 162,3 г/моль. Эквивалентная масса FeCl₃ = 162,3: 3 = 54,1 г/моль-экв.

Определим количество моль-эквивалентов растворен­ного вещества (FeCl₃), содержащихся в 0,3 л раствора:

n = 32,44: 54,1 = 0,6 моль-эквивалентов (эквивалентов).

Нормальность определяется количеством моль-эквива­лентов растворенного вещества в 1 л раствора. Следова­тель­но, 0,3 л содержит 0,6 моль-эквивалента

1 л» х моль-эквивалентов;

х = 2 моль-эквивалента (эквивалента).

С _Н = 2 (2н раствор) или С _Н = экв./л.

Задача 5. Определите молярность, нормальность и титр 15%-ного раствора серной кислоты. Плотность раствора r =1,10 г/см³.

Решение. 1. Примем объем раствора, равным 1 л. Оп­ре­деляем массу (г) серной кислоты, содержащуюся в 1 л ее раствора, из пропорции

в 100 г раствора содержится 15 г Н₂SO₄

в 1,10 × 1000 г»» х г Н₂SO₄,

отсюда следует, что в 1л раствора массой 1,10 × 1000 г содержится х =165 г Н₂SO₄;

2. Молярная масса Н₂SO₄ равна 98 г/моль, в 1л раство­ра содержится Н₂SO₄ 165: 98 = 1,68 моль. Таким образом С _М = 1,68 моль/л;

3. Эквивалент Н₂SO₄ равен 98: 2 = 49 г/моль-экв. или 49 г/экв. Коли­чество моль-эквивалентов в165 г Н₂SO₄ рав­но 165: 49 = 3,36 моль-эквивалентов. Следовательно, в 1л раство­ра содержится 3,36 моль-эквивалентов

С _Н = 3,36 моль-экв./л (экв./л);

4. Определим титр раствора. Т = m / v; Т = 165: 1000 = 0,165 г/мл.

Задача 6. В каком объеме 0,5 нормального раствора карбоната натрия содержится 10 г соли? Какова молярность и титр этого раствора?

Решение. 1. Исходя из определения нормальности, в 1 литре раствора содержится 0,5 моль-эквивалентов Na₂CO₃.

Эквивалентная масса Na₂CO₃ = 106: 2 = 53 г/моль-экв. Следовательно, в 1 л 0,5 н раствора содержится 0,5 × 53 = 26,5 г Na₂CO₃,

тогда в 1л 0,5н раствора содержится 26,5 г Na₂CO₃

в х л» 10 г Na₂CO₃

х = 0,38 л;

2. Определим С _М раствора. В 1 л 0,5н раствора содержится 26,5 г Na₂CO₃. Находим количество молей Na₂CO₃

n = 26,5:106=0,25 молей, следовательно, С _М = 0,25 моль/л.

3. Определим титр раствора.

В 1000 мл раствора содержится 26,5 г Na₂CO₃

в 1мл раствора» х г

х = 0,0265 г, Т = 0,0265 г/мл.

Задача 7. Для нейтрализации 42 мл серной кислоты потребовалось 14 мл 0,3 н раствора щелочи. Определите молярность раствора Н₂SO₄.

Решение. Поскольку вещества реагируют между собой в эквивалентных количествах (закон эквивалентов), то можно написать

C _{Н кислоты}× V _{кислоты} = C _{Н щелочи}× V _щелочи

Следовательно, C _{Н кислоты} × 42 = 14 × 0,3; C _{Н кислоты} = 0,1.

C _{Н кислоты} = 0,1 моль-эквивалентов/л. Молярная масса Н₂SO₄ = 98 г/моль; эквивалентная масса Н₂SO₄ =98: 2 = 49 г/моль-экв., или эквивалентная масса составляет 0,5 мо­ля Н₂SO₄.

Отсюда молярность раствора Н₂SO₄ составит 0,1 × 0,5 = 0,05 моль/л, C _М = 0,05 моль/л.

Или примем V_{х раствора} = 1 л, тогда m = C _Н × Э × V;

= 0,1×49×1 = 4,9 г; C _М = = 0,05 моль/л.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ