Решение задач с изменением концентрации растворов

Общие принципы решения задач с изменением концентрации растворов

При решении задач с изменением концентрации растворов необходимо помнить, что характеристики (m, V, ω и пр.) даны для разных растворов: исходного и полученного. Важно не перепутать эти характеристики между собой. Поэтому рекомендуется обозначать растворы цифрами 1,2,3 и ставить соотвествующие индексы у величин. Например, масса первого раствора будет записана так: m1(p−pa), а массовая доля вещества во втором растворе: ω2.

Если решение таких задач вызывает у вас трудности, то попытайтесь себе представить этот процесс (упаривание, разбавление, смешение и пр.) с помощью схематичного рисунка:

Решение задач на упаривание растворов

При решении данного типа задач, следует помнить, что в большинстве случаев испаряется вода, и, следовательно уменьшается масса полученного раствора. Масса вещества, как правило, остается неизменной. В некоторых случаях испаряться может само вещество, это обусловлено химическими свойствами вещества (например, аммиак) и(или) будет прописано в условиях задачи.

Задача

Сколько граммов воды надо испарить из 800 г 15%-го раствора вещества, чтобы увеличить его массовую долю на 5%?

Решение

ДАНО:

ω(в-ва)=15%=0,15

m(p-pa)=800г

ω'(в-ва)=(15+5)%=20%=0,2

НАЙТИ:

m_исп.(H2O)=?

РЕШЕНИЕ:

1)Найдем массу растворенного вещества в исходном растворе:

m(в-ва)=ω(в-ва) ⋅ m(p−pa)=0,15 ⋅ 800г=120г

2) Поскольку испаряется только вода, масса вещества остается неизменной: m(в-ва) = m'(в-ва)=120г

3) Зная массу растворенного вещества и его массовую долю, найдем массу полученного раствора:

m′(р-ра)=m(в-ва)/ω(в-ва)=120г/0,2=600г

Масса испаренной воды - разность масс полученного и исходного растворов:

mисп.(H2O)= m(р-ра) - m'(р-ра) = 800г - 600г = 200г

ОТВЕТ: нужно испарить 200г воды

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ НА концентрирование РАСТВОРОВ (добавление вещества)

При решении таких задач важно понимать, что при добавлении вещества концентрация раствора увеличивается, то есть масса вещества в полученном растворе = масса вещества в исходном растворе + масса добавленного вещества.

Задача

К 180 г 8-%-ного раствора хлорида натрия добавили 20 г NaCl. Массовая доля хлорида натрия в образовавшемся растворе равна __ %.

Решение

Дано:

W (NaCl)=8%=0,08

m(p-pa)=180г

mдоб(NaCl) =20г

НАЙТИ:

ω'(NaCl)=?

РЕШЕНИЕ:

1)Найдем массу образовавшегося раствора:

m’(p-pa)= m(p-pa) + mдоб (NaCl) = 180г + 20г = 200г

2) Найдем общую массу хлорида натрия в образовавшемся растворе:

m’(NaCl) = m(NaCl) + m доб (NaCl)

Для этого сначала посчитаем массу m(NaCl) в начальном растворе:

m(NaCl)=ω(NaCl) ⋅ m(p−pa)/100%=8% ⋅ 180г/100%=14,4г

m’(NaCl)= m(NaCl) + mдоб (NaCl) = 14.4г + 20г=34.4г

3) Найдем массовую долю соли в полученном растворе:

ω′(NaCl)=m′(NaCl)/m′(p−pa) ⋅ 100%=34,4г/200г ⋅ 100%=17,2%

Ответ: 17,2%