 |
Способы выражения концентрации растворов
|
|
|
|
Концентрацией раствора называется содержание растворенного вещества в определенной массе или известном объеме раствора или растворителя.
Пример 1. Вычислите: а) массовую долю вещества в процентах (С%); б) молярную (СМ); в) молярную концентрацию эквивалентов (СН); г) моляльную (См) концентрации раствора Н3РО4, полученного при растворении 18 г кислоты в 282 мл воды, если плотность его 1,031 г/мл. Чему равен титр Т этого раствора?
Решение: а) массовая доля вещества в процентах показывает число граммов (единиц массы) вещества, содержащееся в 100 г (единиц массы) раствора. Так как массу 282 мл воды можно принять равной 282 г, то масса полученного раствора
 |
18 + 282 = 300 г и, следовательно,
 |
б) мольно-объемная концентрация, или молярность, показывает число молей растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Масса 1 л раствора 1031 г. Массу кислоты в литре раствора находим из соотношения:
Молярность раствора получим делением числа граммов Н3РО4 в 1 л раствора на мольную массу Н3РО4 (98 г/моль):
СМ = 61,86 / 98 = 0,63 М;
в) молярная концентрация эквивалента, или нормальность, показывает число эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора.
Так как эквивалентная масса Н3РО4 = М/3 = 98/3 = 32,66 г/моль, то СН = 61,86/32,66 = 1,89 н;
 |
г) мольно-массовая концентрация, или моляльность, показывает число молей растворенного вещества, содержащихся в 100 г растворителя. Массу Н3РО4 в 1000 г растворителя находим из соотношения:
Отсюда См = 63,83/98 = 0,65 м
Титром раствора называется число граммов растворенного вещества в 1 мл раствора. Так как в 1 л раствора содержится 61,86 г кислоты, то Т = 61,86/1000 = 0,06186 г/мл.
Зная нормальность раствора и эквивалентную массу (mЭ) растворенного вещества, титр легко найти по формуле:
|
|
|
Т = СН mЭ/1000.
Пример 2. На нейтрализацию 50 мл раствора кислоты израсходовано 25 мл 0,5 н раствора щелочи. Чему равна нормальность кислоты?
Решение. Так как вещества взаимодействуют между собой в эквивалентных соотношениях, то растворы равной нормальности реагируют в равных объемах. При разных нормальностях объемы растворов реагирующих веществ обратно пропорциональны их нормальностям, т. е.
V1/V2 = СН 2/СН 1 или V1CН 1 = V2CH 2
50 СH 1 = 25×0,5, откуда СH 1 = 25×0,5/50 = 0,25 н.
Пример 3. К 1л 10%-ного раствора КОН (пл. 1,092 г/мл) прибавили 0,5 л 5%-ного раствора КОН (пл. 1,045 г/мл). Объем смеси довели до 2 л. Вычислите молярную концентрацию полученного раствора.
Решение. Масса 1 л 10%-ного раствора КОН 1092 г. В этом растворе содержится 1092×10/100 = 109,2 г КОН. Масса 0,5 л 5%-ного раствора 1045×0,5 = 522,5 г. В этом растворе содержится 522,5×5/100 = 26,125 г КОН.
В общем объеме полученного раствора (2 л) содержание КОН составляет 109,2 + 26,125 = 135,325 г. Отсюда молярность этого раствора СМ = 135,325/2×56,1 = 1,2 М, где 56,1 г/моль - мольная масса КОН.
Пример 4. Какой объем 96%-ной кислоты плотностью1,84 г/мл потребуется для приготовления 3 л 0,4 н раствора?
Решение. Эквивалентная масса Н2SO4 - М/2 = 98,08/2 = 49,04 г/моль. Для приготовления 3 л 0,4 н раствора требуется 49,04×0,4×3 = 58,848 г Н2SO4. Масса 1 мл 96%-ной серной кислоты 1,84 г. В этом растворе содержится 1,84×96/100 = 1,766 г Н2SO4.
Следовательно, для приготовления 3 л 0,4 н раствора надо взять 58,848:1,766 = 33,32 мл этой кислоты.
6.1 Контрольные вопросы
101. Вычислите молярную и моляльную концентрацию эквивалента 20%-ного раствора хлорида кальция плотностью 1,178 г/мл. Ответ: 2,1 М; 4,2 н.
102. Чему равна нормальность 30%-ного раствора NаОН плотностью 1,328 г/мл? К 1 л этого раствора прибавили 5 л воды. Вычислите массовую долю полученного раствора. Ответ: 9,96 н; 6,3%.
103. К 3 л 10%-ного раствора НNО3 плотностью 1,054 г/мл прибавили 5 л 2%-ного раствора той же кислоты плотностью 1,009 г/мл. Вычислите массовую долю в процентах и молярную концентрацию полученного раствора, объем которого равен 8 л. Ответ: 5,0%; 0,82 М.
|
|
|
104. Вычислите эквивалентную и моляльную концентрации 20,8%-ного раствора НNO3 плотностью 1,12 г/мл. Сколько граммов кислоты содержится в 4 л этого раствора? Ответ: 3,70 н; 4,17 м; 931,8 г.
105. Вычислите молярную, эквивалентную и моляльную концентрации 16%-ного раствора AlCl3 плотностью 1,149 г/мл. Ответ: 1,38 М; 4,14 н; 1,43 м.
106. Сколько и какого вещества останется в избытке, если к 75 мл 0,3 н раствора Н2SO4 прибавить 125 мл 0,2 н раствора КОН? Ответ: 0,14 г КОН.
107. Для осаждения в виде АgС1 всего серебра, содержащегося в 100 мл раствора АgNО3, потребовалось 50 мл 0,2 н раствора НС1. Какова нормальность раствора АgNО3? Какая масса АgС1 выпала в осадок? Ответ: 0,1 н; 1,433 г.
108. Какой объем 20,01%-ного раствора НС1 (пл. 1,100 г/мл) требуется для приготовления 1 л 10,17%-ного раствора (пл. 1,050 г/мл)? Ответ: 485,38 мл.
109. Смешали 10 мл 10%-ного раствора НNО3 (пл. 1,056 г/мл) и 100 мл 30%-ного раствора НNО3 (пл. 1,184 г/мл). Вычислите процентную концентрацию полученного раствора. Ответ: 28,38%.
110. Какой объем 50%-ного раствора КОН (пл. 1,538 г/мл) требуется для приготовления 3 л 6%-ного раствора (пл. 1,048 г/мл)? Ответ: 245,5 мл.
111. Какой объем 10%-ного раствора карбоната натрия (пл. 1,105 г/мл) требуется для приготовления 5 л 2%-ного раствора (пл. 1,02 г/мл)?
Ответ: 923,1 мл.
112. На нейтрализацию 31 мл 0,16 н раствора щелочи требуется 217 мл раствора Н2SO4. Чему равны нормальность и титр раствора Н2SO4.
Ответ: 0,023 н; 1,127×10 -3 г/мл.
113. Какой объем 0,3 н раствора кислоты требуется для нейтрализации раствора, содержащего 0,32 г NаОН в 40 мл? Ответ: 26,6 мл.
114. На нейтрализацию 1 л раствора, содержащего 1,4 г КОН, требуется 50 мл раствора кислоты. Вычислите нормальность раствора кислоты.
Ответ: 0,53 н.
115. Какая масса НNО3 содержалась в растворе, если на нейтрализацию его потребовалось 35 мл 0,4 н раствора NаОН? Каков титр раствора NаОН?
Ответ: 0,882 г; 0,016 г/мл.
116. Какую массу NаNО3 нужно растворить в 400 г воды, чтобы приготовить 20%-ный раствор? Ответ: 100 г.
117. Смешали 300 г 20%-ного раствора и 500 г 40%-ного раствора NаС1. Чему равна процентная концентрация полученного раствора? Ответ: 32,5%.
118. Смешали 247 г 62%-ного и 145 г 18%-ного раствора серной кислоты. Какова процентная концентрация полученного раствора? Ответ: 45,72%.
|
|
|
119. Из 700 г 60%-ной серной кислоты выпариванием удалили 200 г воды. Чему равна процентная концентрация оставшегося раствора? Ответ: 84%.
120. Из 10 кг 20%-ного раствора при охлаждении выделилось 400 г соли. Чему равна процентная концентрация охлажденного раствора? Ответ: 16,7%.
|
|
|
