Способы выражения содержания растворенного вещества в растворе

 

Содержание растворенного вещества в растворе может быть выражено либо безразмерными единицами – долями или процентами, либо величинами размерными – концентрациями. Ниже приведены наиболее часто употребляемые в химии способы выражения содержания растворенного вещества в растворе:

 

Способ выражения содержания растворенного вещества в растворе

Определение

Массовая доля (С)     Мольная доля (N i)   Молярная концентрация или молярность (См или М)   Моляльная концентрация или моляльность (m)     Эквивалентная концентрация или нормальность (Сн или н.)

Процентное отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора; например, С = 9,25% (масс.)   Отношение количества растворенного вещества (или растворителя) к сумме количеств всех веществ, находящихся в растворе. Например, в системе, состоящей из растворителя и единственного растворенного вещества, мольная доля последнего (N2) равна (N2) = n2 / (n1 + n2), а мольная доля растворителя (N1) равна (N1) = n1 / (n1 + n2), где n1 и n2 – соответственно количество вещества растворителя и количество растворенного вещества   Отношение количества растворенного вещества к объему раствора; например, 1,5 М раствор или См = 1,5 моль/л   Отношение количества растворенного вещества к массе растворителя например, m = 1,5 моль/кг (Н2О)   Отношение числа эквивалентов растворенного вещества к объему раствора; например, 0,75н. раствор или Сн = 0,75 моль/л

 

Пример 1. В 250г воды растворено 50г кристаллогидрата FeSO₄·7H₂O. Вычислить массовую долю кристаллогидрата и безводного сульфата железа (II) в растворе.

Решение. Масса полученного раствора составляет 300г. Массовую долю кристаллогидрата находим из пропорции:

 

300г раствора – 100 %

50г кристаллогидрата – х %

х = 50·100/300 = 16,7 %.

 

Теперь вычислим массу безводной соли в 50г кристаллогидрата. Мольная масса FeSO₄ ·7H₂O равна 278 г/моль, а мольная масса FeSO₄ составляет152 г/моль. Содержание FeSO₄ в 50г FeSO₄ ·7H₂O найдем из пропрции:

 

278: 152 = 50: х; х = 50 · 152 / 278 = 27,4г

 

Отсюда массовая доля безводной соли в 300г раствора равна:

 

С = 27,4 · 100 / 300 = 9,1 %.

 

Пример 2. Найти моляльность, нормальность и молярность 15%-ного (по массе) раствора H₂SO₄ (ρ = 1,10 г/мл).

Решение. Для вычисления моляльности найдем сначала массу серной кислоты, приходящуюся на 100г воды:

1000: 85 = х: 50; х = 15 · 1000 / 85 = 176,5г

Мольная масса H₂SO₄ равна 98 г/моль; следовательно, m = 176,5/98 = = 1,80 моль/кг.

Для расчета нормальности и молярности раствора найдем массу серной кислоты, содержащуюся в 1000 мл (т.е. в 1000 · 1,1 = 1100г) раствора:

1100: 100 = у: 15; у = 15 · 1100 / 100 = 165г

Эквивалентная масса серной кислоты равна 49 г/моль. Следовательно, С_н = 165 / 49 = 3,37н. и С_м = 165 / 98 = 1,68 моль/л.

 

Задания к разделу Вода, растворы

141. а) Вычислить процентную концентрацию раствора сульфата натрия, приготовленного растворением 240г глауберовой соли Na₂SO₄·10H₂O в 760мл воды.

б) Вычислить молярность 10%-ного раствора азотной кислоты, плотность которого 1,056 г/мл.

142. а) Сколько граммов Al₂(SO₄)₃·18H₂O и воды нужно взять, чтобы приготовить 1 литр 10%-ного раствора в расчете на безводную соль (плотность раствора 1,1 г/мл)?

б) Определите молярность 10%-ного раствора серной кислоты, плотность которого 1,066 г/мл.

143. а) В 300г раствора содержится 36г КОН (плотность раствора 1,1 г/мл). Вычислите процентную и молярную концентрацию данного раствора.

б) Сколько граммов кристаллической соды Na₂СO₃·10H₂O надо взять для приготовления 2л 0,2 М раствора Na₂СO₃?

144. а) Какое количество медного купороса CuSO₄·5H₂O нужно добавить к 150мл воды, чтобы получить 5%-ный раствор в расчете на безводную соль?

б) Определите молярность 10%-ного раствора серной кислоты, плотность которого 1,066 г/мл.

145. а) 25г медного купороса CuSO₄·5H₂O растворили в 175г воды. Определите процентную концентрацию раствора в расчете на безводную соль.

б) В 500мл раствора, плотность которого 1,03 г/мл, растворено 120г уксусной кислоты. Определите процентную и молярную концентрацию раствора.

146. а) Вычислите молярность 38%-ного раствора соляной кислоты, плотность которого 1,194 г/мл.

б) Вычислите процентную концентрацию раствора сульфата натрия, приготовленного растворением 120г глауберовой соли Na₂SO₄·10H₂O в 360мл воды.

147. а) Определите молярную концентрацию 16%-ного раствора сульфата меди (П), плотность которого 1,18 г/мл.

б) Сколько граммов железного купороса (FeSO₄·7H₂O) нужно для приготовления 500мл 2,5М раствора в расчете на безводную соль?

148. а) Сколько миллилитров 30%-ного раствора КОН плотность которого 1,29 г/мл, нужно взять, чтобы приготовить 3л 0,5М раствора?

б) Сколько граммов CuSO₄·5H₂O можно получить из 1л 12%-ного раствора безводной соли, плотность которого 1,122 г/мл?

149. а) Вычислить процентную концентрацию раствора сульфата натрия, приготовленного растворением 240г глауберовой соли Na₂SO₄·10H₂O в 760мл воды.

б) Вычислить молярную концентрацию раствора сульфата калия, в 20мл которого содержится 1,74г растворенного вещества.

150. а) Сколько граммов Al₂(SO₄)₃·18H₂O и воды нужно взять, чтобы приготовить 1 литр 10%-ного раствора в расчете на безводную соль (плотность раствора 1,1 г/мл)?

б) Вычислить процентную концентрацию одномолярного раствора нитрата никеля (II), плотность которого 1,14 г/мл.

151. а) Вычислите процентную концентрацию 1,4 М раствора нитрата серебра, плотность которого 1,18 г/мл.

б) Сколько граммов кристаллической соды Na₂СO₃·10H₂O надо взять для приготовления 2л 0,2 М раствора Na₂СO₃?

152. а) Какое количество медного купороса CuSO₄·5H₂O нужно добавить к 150мл воды, чтобы получить 5%-ный раствор в расчете на безводную соль?

б) Сколько миллилитров 36%-ного раствора соляной кислоты, плотность которого 1,19 г/мл, необходимо взять для приготовления 4л 0,5 М раствора?

153. а) 25г медного купороса CuSO₄·5H₂O растворили в 175г воды. Определите процентную концентрацию раствора в расчете на безводную соль.

б) Сколько граммов гидроксида натрия содержится в 500мл его 0,25 М раствора?

154. а) Сколько миллилитров 96%-ной серной кислоты (пл. 1,84 г/мл) нужно взять для приготовления 300мл 0,5 М раствора?

б) Вычислите процентную концентрацию раствора сульфата натрия, приготовленного растворением 120г глауберовой соли Na₂SO₄·10H₂O в 360мл воды.

155. а) Определите молярность 20%-ного раствора соляной кислоты, плотность которого 1,09 г/мл.

б) Сколько граммов железного купороса (FeSO₄·7H₂O) нужно для приготовления 500мл 2,5М раствора в расчете на безводную соль?

156. а) Вычислите молярность 20%-ного раствора хлорида цинка, плотность которого 1,188 г/мл.

б) Сколько граммов CuSO₄·5H₂O можно получить из 1л 12%-ного раствора безводной соли, плотность которого 1,122 г/мл?

157. а) Вычислить процентную концентрацию раствора сульфата натрия, приготовленного растворением 240г глауберовой соли Na₂SO₄·10H₂O в 760мл воды.

б) Какую массу соли нужно прибавить к 10 кг воды для приготовления 10%-ного раствора?

158. а) Сколько граммов Al₂(SO₄)₃·18H₂O и воды нужно взять, чтобы приготовить 1 литр 10%-ного раствора в расчете на безводную соль (плотность раствора 1,1 г/мл)?

б) Для приготовления уксуса 230мл воды смешали с 20г уксусной эссенции (80%-ный раствор уксусной кислоты). Вычислите процентную концентрацию полученного раствора.

159. а) Вычислить процентную концентрацию раствора сульфата натрия, приготовленного растворением 240г глауберовой соли Na₂SO₄·10H₂O в 760мл воды.

б) Вычислите молярную концентрацию иодида калия, 1мл которого содержит 0,0017г соли.

160. а) Какое количество медного купороса CuSO₄·5H₂O нужно добавить к 150мл воды, чтобы получить 5%-ный раствор в расчете на безводную соль?

б) Сколько миллилитров 28%-ного раствора соляной кислоты (пл. 1,142 г/мл) нужно взять для приготовления 300мл 0,15М раствора?