Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву

Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ

Способы выражения содержания растворенного вещества в растворе.

Стр 1 из 4Следующая ⇒

МИНОБР НАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Юго-Западный государственный университет»

(ЮЗГУ)

Кафедра общей и неорганической химии

УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор-

Проректор по учебной работе

_____________Е.А. Кудряшов

«____»______________2012

КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ

И СПОСОБЫ ЕЁ ВЫРАЖЕНИЯ

Методические указания для самостоятельной работы и

к лабораторному практикуму по дисциплине «Химия»

и «Общая и неорганическая химия»

для студентов химического и нехимического профиля

КУРСК 2012

УДК 543

Составитель: О.В. Бурыкина

Рецензент

кандидат технических наук, доцент И.В. Савенкова

Концентрация растворов и способы её выражения: методические указания к самостоятельной работе по дисциплине ''Химия'' и ''Общая и неорганическая химия'' для студентов химического и нехимического профиля / Юго-Зап. гос. ун-т; сост.: О.В. Бурыкина, Курск, 2012, 21с.

Излагаются методические материалы по изучению темы ''Концентрация растворов и способы её выражения'', расчету концентраций и выполнению лабораторной работы. Предназначены для студентов химического и нехимического профиля.

Подписано в печать Форма 60x84 1/16.

Усл. печ. л. Уч.-изд.л. Тираж 100 экз. Заказ. Бесплатно

Юго-Западный государственный университет.

305040 Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

СОДЕРЖАНИЕ

Вопросы для самоподготовки 4

Введение 5

Способы выражения содержания растворенного

вещества в растворе 5

§1.1.Процентная концентрация 5

§1.2.Расчеты, связанные с использованием

плотности раствора 8

§1.3. Выражение концентрации растворов в единицах

нормальности, молярности, моляльности. Взаимный

переход от одних видов выражения концентраций

к другим. 10

§1.4 Расчет объёмов растворов, необходимых

для реакции 13

Лабораторная работа 15

Индивидуальные задания 16

Библиографический список 22

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1. Что называется раствором?

2. Какие виды растворов существуют?

3. Что такое концентрация?

4. Назовите известные виды концентрации?

5. Что показывает процентная концентрация?

6. Что такое молярность? Каковы её единицы измерения?

7. Что такое нормальность? Каковы её единицы измерения?

8. Титр и его единицы измерения?

9. Закон эквивалентов для растворов?

10.Связь процентной концентрации с молярностью и нормальностью.

ВВЕДЕНИЕ

Все природные воды, а также важнейшие физиологические жидкости – кровь, лимфа и др. – являются растворами.

Растворы – это однородные (гомогенные) системы, состоящие из двух и более компонентов (составных частей) и продуктов их взаимодействия. Например, раствор серной кислоты состоит из растворителя – воды (первый компонент), растворимого вещества – кислоты (второй компонент) и продуктов их взаимодействия – гидратирванных ионов Н⁺, НSО₄^-, SO₄^-,раствор гидроксида калия – из воды, гидроксида калия и гидратирванных ионов К⁺, ОН^-.

Растворы по агрегатному состоянию бывают жидкие (растворы солей в воде), твердые (сплавы металлов) и газообразные (воздух).

Важнейшей характеристикой любого раствора является его состав. Численное выражение состава раствора показывает концентрация.

Концентрацией называется величина, показывающая сколько растворенного вещества (в граммах, молях, моль - эквивалентах) содержится в определенном количестве раствора (в литре, миллилитре, граммах) или растворено в определенном количестве растворителя (килограмме).

Существуют различные способы численного выражения состава растворов: молярная, моляльная, нормальная, процентная концентрации, титр и др.

Способы выражения содержания растворенного вещества в растворе.

Процентная концентрация.

Массовая доля (в процентах) или процентная концентрация (ω) – показывает число грамм растворенного вещества, содержащееся в 100 граммах раствора.

Процентная концентрация или массовая доля есть отношение массы растворенного вещества к массе раствора.

ω = mраств. в-ва · 100% (1),

m р-ра

где ω – процентная концентрация (%),

m_{раств. в-ва} – масса растворенного вещества (г),

m_р-ра – масса раствора (г).

Массовая доля измеряется в долях единицы и используется в промежуточных расчетах. Если массовую долю умножить на 100 % получится процентная концентрация, которая используется, когда выдается конечный результат.

Масса раствора складывается из массы растворенного вещества и массы растворителя:

m _р-ра = m _р-ля + m _раств _{. в-ва} (2),

где m_р-ра– масса раствора (г),

m_р-ля – масса растворителя (г),

m_раств_{. в-ва} – масса растворенного вещества (г).

Например, если массовая доля растворенного вещества – серной кислоты в воде равна 0,05, то процентная концентрация составляет 5%. Это означает, что в растворе серной кислоты массой 100 г содержится серная кислота массой 5 г, а масса растворителя составляет 95г.

Примеры типовых задач по расчету массовой доли (в процентах) растворенного вещества.

РЕШЕНИЕ:

1)Обозначим искомый объём раствора через Х мл. Масса этого раствора равна (Х·1,1·0, 095) г.

2)Согласно условию задачи масса растворенного вещества составляет 3% от массы полученного раствора. Масса полученного раствора равна (1,1 Х + 100) г.

3)Полученные значения подставим в формулу (1)

1,1·0,095 Х/1,1Х +100 = 0,03 Х = 42 мл

ОТВЕТ: 42 мл нужно взять 9,5%-ного раствора Na₂CO₃.

ПРИМЕР 7. Сколько грамм 10%-ного раствора серной кислоты требуется для обменного взаимодействия с 100 мл 13,7%-ного раствора карбоната натрия (ρ=1,145 г/мл)?

РЕШЕНИЕ:

1)100мл 13,7%-ного раствора карбоната натрия массой:

m=1,145·100 = 114,5г, содержат 114,5·0,137 = 15,68 г Na₂CO₃.

2)Из уравнения реакции: Na₂CO₂ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + CO₂ + H₂O

рассчитаем необходимую массу серной кислоты:

15,68·98,06/ 106 = 14,5 г.

98,06 г/моль – молярная масса серной кислоты,

106 г/моль – молярная масса карбоната натрия.

3)10%-ного раствора потребуется 14,5·100/10 = 145 г.

ОТВЕТ: потребуется 145 г серной кислоты.

ПРИМЕР 8. Сколько миллилитров 32,5%-ного раствора NH₃ (ρ = 888г/мл) потребуется для образования сульфата аммония при взаимодействии с 250 мл 27, 3%-ного раствора серной кислоты (ρ = 1,2 г/мл)?

РЕШЕНИЕ:

1) Масса раствора кислоты составляет 250·1,2 = 300 г.

2)Раствор содержит 300·27,3 /100 = 81,9 г серной кислоты.

3) Согласно уравнению: NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄

вычисляем массу аммиака, вступившего в реакцию; она составляет:

m= 17·81,9/98,06 = 14,2 г.

17 г/моль – молярная масса аммиака;

98,06 г/моль – молярная масса серной кислоты.

4)Этой массе NH₃ соответствует:

14,2·100/32,5 = 43,7 мл.

ОТВЕТ: Потребуется43,7 мл аммиака

Лабораторная работа.

Определение молярной массы

эквивалентов кислоты в реакциях обмена.

В данном опыте предлагается определить молярную массу эквивалентов кислоты (НСl, Н₂SО₄ или НNО₃) на основании результатов реакции нейтрализации, которую проводят методом титрования.

В бюретку налейте раствор щелочи известной нормальной концентрации и приведите бюретку в рабочее положение. Пипеткой отберите раствор неизвестной кислоты с указанным титром и перенесите его в коническую колбу. Добавьте 1-2 капли фенолфталеина.

Оттитруйте раствор кислоты. Для этого при непрерывном перемешивании раствора кислоты приливайте в него по каплям раствор щелочи из бюретки до появления слабой розовой неисчезающей окраски. Титрование повторите. Результаты не должны отличаться более чем на 0,1 мл. Запишите результаты титрования в журнал.

По закону эквивалентов для растворов С н₁∙V₁ = С н₂∙V₂ рассчитайте молярную концентрацию эквивалентов раствора кислоты С N₁, а затем молярную массу ее эквивалентов М Э₁ из формулы:

Сн = ^{Т 1000}

Мэ

Сравнивая экспериментально найденную молярную массу эквивалентов металла с теоретическим значением молярной массы эквивалентов кислоты (НСl, Н₂SО₄ или НNО₃), определите, какая кислота выдана вам для опыта. Запишите уравнение реакции взаимодействия этой кислоты с использованной вами щелочью. Запишите в журнал:

титр предложенной вам кислоты, Т₁, г/мл;

нормальность раствора щелочи, С н₂;

объем раствора кислоты V₁ = 10 мл

объем раствора щелочи V₂, пошедший на титрование, мл;

расчет нормальной концентрации кислоты С N₁, моль/л;

расчет молярной массы эквивалентов кислоты М Э₁, г/моль;

ошибки опыта: а) абсолютную, δ_абс _., г; б) относительную, δ_отн, %.

Абсолютная ошибка опыта рассчитывается как абсолютная величина разности между экспериментально найденным и теоретическим значениями молярной массы эквивалентов кислоты. Относительная ошибка опыта рассчитывается как отношение абсолютной ошибки к теоретическому значению, выраженное в процентах.

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

Примечание Задачи отмеченные (*) обязательны для студентов химических специальностей (ОП, ТС, ЗС, БЖ).

ВАРИАНТ 1.

1. Сколько граммов КС1 следует растворить в 100 г воды для получения 5 %-ного раствора?

2. Чему равна молярность раствора, содержащего в 0,75 л 4,41 г поваренной соли?

3. Сколько миллилитров 0,2 н. раствора щелочи потребуется для осаждения в виде Fe(OH)₃ всего железа, содержащегося в 100 мл 0,5 н. раствора FeC1₃?

4^*. До какого объёма надо разбавить 500 мл 20%-ного раствора NaCl (ρ=1,152 г/мл), чтобы получить 4,5%-ный раствор (ρ=1,029)?

ВАРИАНТ 2.

1. Сколько сахара и воды надо взять для приготовления 500 г 2,5 %-ного раствора?

2. Рассчитайте молярность и титр 70%-ной серной кислоты (ρ = 1,622 г/мл).

3. На нейтрализацию 20 мл раствора, содержащегося в одном литре 12 г щелочи, было израсходовано 24 мл 0,25 н. раствора кислоты. Рассчитать эквивалент щелочи.

4^*. Какой объём 20%-ной серной кислоты (ρ=1,14 г/мл) надо прибавить к 100 мл воды, чтобы получить 5%-ный раствор?

ВАРИАНТ 3.

1. Какое количество буры Na₂B₄O₇·10 H₂O и сколько воды надо взять для приготовления 2 кг 5 %-ного раствора Na₂B₄O₇ (в расчете на безводную соль)?

2. Чему равна нормальная концентрация 18%-ного раствора соляной кислоты (ρ = 1,09 г/мл)?

3. Для нейтрализации 30 мл 0,1 н. раствора щелочи потребовалось 12 мл раствора кислоты. Определите нормальность кислоты.

4^*. Найти массовую долю азотной кислоты в растворе, 1 литр которого содержит 224 г кислоты (ρ=1,12 г/мл).

ВАРИАНТ 4

1. Найти массовую долю глюкозы в растворе, содержащем 280 г воды и 40 г глюкозы.

2. Рассчитайте молярность и титр 0,1 н. раствора фосфорной кислоты.

3. На нейтрализацию 40 мл раствора щелочи израсходовано 24 мл 0,5 М раствора серной кислоты. Какова нормальность щелочи? Сколько 0,5 н. раствора хлористого кальция потребуется для той же цели?

4^*. К 500 мл 32%-ной азотной кислоты (ρ= 1,2 г/мл) прибавили 1 литр воды. Чему равна массовая доля азотной кислоты в полученном растворе?

ВАРИАНТ 5

1. Сколько граммов NaNO₃ и воды необходимо для приготовления 1,6 кг 10 %-ного раствора NaNO₃?

2. Чему равна молярная концентрация 20%-ного раствора НС1 (ρ=1,10 г/мл)?

3. Сколько миллилитров 0,25 н раствора серной кислоты нужно прибавить к 400 мл 0,5 н. раствора хлористого кальция, чтобы осадить все имеющиеся ионы кальция?

4^*. Сколько миллилитров 96%-ного раствора серной кислоты (ρ=1,84 г/мл) нужно взять для приготовления 200 мл 30%-ного раствора этой кислоты?

ВАРИАНТ 6

1. Вычислить процентное содержание растворенного вещества в растворе содержащем 60 г AgNO₃ в 750 г воды.

2. Вычислить массовую долю КОН в 9,28 н. растворе КОН (ρ=1,310 г/мл).

3. Для нейтрализации 20 мл 0,1 н. раствора кислоты потребуется 8 мл раствора КОН. Сколько граммов КОН содержит 1 литр этого раствора?

4^*. К 100 мл 96%-ного раствора серной кислоты (ρ=1,84 г/мл) прибавили 400 мл воды. Рассчитать процентную концентрацию полученного раствора.

ВАРИАНТ 7

1. Из 400 г 50 %-ного раствора серной кислоты выпариванием удалили 100 г воды. Чему равна массовая доля серной кислоты в оставшемся растворе?

2. Рассчитайте нормальность и титр 2 М раствора соды.

3. Сколько грамм AgС1 выпадает в осадок, если к 400 мл 0,5 н. раствора AgNO₃ прибавить избыток соляной кислоты?

4^*. Сколько граммов сульфита натрия требуется для приготовления 5 л 8%-ного раствора (ρ=1,075 г/мл)?

ВАРИАНТ 8

1. Определите массу растворенного вещества и растворителя в 500 г 20 %-ного раствора хлористого натрия.

2. Вычислить нормальность, молярность, титр 15%-ного раствора серной кислоты (ρ = 1,105 г/мл).

3. Определить массу серной кислоты, для нейтрализации которой потребовалось 25 мл 0,2 н. раствора щелочи.

4^*. До какого объёма надо разбавить 500 мл 20%-ного раствора NaCl (ρ=1,152 г/мл), чтобы получить 4,5%-ный раствор плотностью 1,029 г./мл?

ВАРИАНТ 9

1. Какова процентная концентрация раствора, полученного при растворении 75 г карбоната калия в 300 г воды?

2. Найти молярность раствора, если для приготовления 150 мл раствора взяли 10 г КС1.

3. Имеется раствор, в 1 л которого содержится 18,9 г азотной кислоты и раствор, содержащий в 1 л 3,2 г КОН. В каком объёмном отношении нужно смешать эти растворы для получения раствора, имеющего нейтральную среду?

4^*. Сколько миллилитров 27%-ного раствора КОН (ρ=1,25 г/мл) потребуется для образования гидрофосфата калия с 200 мл 40%-ного раствора H₃PO₄ (ρ=1,26 г/мл)?

ВАРИАНТ 10

1. Сколько граммов Na₂SO₄ следует растворить для получения 1500 г 8 %-ного раствора?

2. Плотность 40%-ного раствора азотной кислоты равна 1,25 г/мл. Рассчитать молярность и нормальность этого раствора.

3. На нейтрализацию 20 мл раствора щелочи, израсходовано 24 мл 0,25н. раствора кислоты. Определить нормальность щелочи.

4^*. Сколько мл концентрированной НС1 (ρ=1,19 г/мл),содержащей 38% НС1, нужно взять для приготовления 500 мл 3%-ного раствора этой кислоты?

ВАРИАНТ 11

1. Сколько граммов NaC1следует растворить в 1000 г воды, чтобыполучить30 %-ный раствор этой соли?

2. Сколько граммов глауберовой соли Na₂SO₄·H₂O потребуется для приготовления двух литров 0,5 н. раствора сульфата натрия?

3. Сколько миллилитров 0,1н. раствора серной кислоты потребуется для нейтрализации 40 г КОН?

4^*. Сколько литров 2,5%-ного раствора NaOH (ρ=1,03 г/мл) можно приготовить из 80 мл 35%-ного раствора (ρ=1,38 г/мл)?

ВАРИАНТ 12

1. Определить количество воды, в котором нужно растворить 30 г Na₂SO₃, чтобы получить 8 %-ный раствор?

2. Какое количество нитрата натрия надо взять для приготовления 300 мл 0,2 М раствора? Рассчитать нормальную концентрацию данного раствора.

3. Для осаждения всего хлора, содержащегося в 15 мл раствора КС1, израсходовано 25 мл 0,1 н. раствора нитрата серебра. Сколько грамм КС1 содержит 1 л этого раствора?

4^*. Сколько воды необходимо прибавить к 500 мл 20%-ного раствора серной кислоты (ρ=1,14 г/мл), чтобы получить 5%-ный раствор?

ВАРИАНТ 13

1. Какое количество КС1 необходимо добавить к 150 г воды, чтобы получить 2 %-ный раствор этой соли?

2. Имеется 2 М раствор соды. Рассчитать его процентную концентрацию, титр (ρ = 1,1 г/мл)?

3. Сколько мл 2 н. раствора NаОН следует добавить к 0,75 л воды для получения 0,4 н. NaOH?

4^*. Сколько мл 35%-ного раствора NH₃(ρ=0,888 г/мл) следует прилить к 400 мл 15%-ного раствора NH₃(0,47 г/мл) для получения 25% -ного раствора?

ВАРИАНТ 14

1. Сколько граммов воды следует добавить к 6 г 1,5 %-ный раствор той кислоты?

2. Рассчитайте нормальную и молярную концентрации 36,5%-ного раствора НС1 (ρ = 1,05 г/мл)?

3. До какого объёма следует выпарить 3,5 л 0,04 н. КОН для получения 0,1 н. раствора?

4^*. Какое количество воды нужно добавить к 50 мл 30%-ного раствора НС1 (ρ=1,01 г/мл), чтобы получить 10%-ный раствор?

ВАРИАНТ 15

1. Сколько граммов КОН следует добавить к 400 г воды, чтобы получить 2,5 %-ный раствор КОН?

2. Сколько грамм соды содержится в 500 мл 0,25 н. раствора?

3. Сколько мл 0,4 н. раствора серной кислоты можно нейтрализовать прибавлением 800 мл 0,25 н. NaOH?

4^*. К какому количеству воды следует прибавить 100 мл 27 %-ного раствора КОН (ρ = 1,25) для получения 3%-ного раствора КОН?

ВАРИАНТ 16

1. Определить массовую долю вещества в растворе, полученном смешением 300 г воды и 40г К₂СО₃.

2. Вычислить молярность, нормальность, титр 27,1%-ного раствора хлорида аммония (ρ = 1,075 г/мл).

3. 250 мл 4 н. КОН смешаны со 150 мл 6 н. НС1. Какова реакция среды (кислая, щелочная, нейтральная)? Какая масса КОН содержится в 1 мл используемого раствора?

4^*. Сколько миллилитров 5,5 %-ного раствора азотной кислоты (ρ = 1,03) нужно смешать с 300 мл 10%-ного раствора этой кислоты (ρ = 1,054), чтобы получить 8%-ный раствор?

ВАРИАНТ 17

1. К 100 г 96 %-ного раствора серной кислоты прибавили 400 г воды. Определить процентную концентрацию полученного раствора.

2. Определите процентную концентрацию и титр 0,25 М раствора фосфорной кислоты (ρ = 1,25 г/мл).

3. Сколько мл 0,1 н. раствора фосфорной кислоты можно приготовить из 80 мл 0,75 н. раствора той же кислоты?

4^*. Сколько миллилитров 6 %-ного раствора серной кислоты (ρ = 1,038) нужно добавить к 300 г воды, чтобы получить 2%-ный раствор этой кислоты?

ВАРИАНТ 18

1. Чему равна процентная концентрация раствора, полученного в результате растворения 90 г вещества в 180 г воды?

2. Сколько грамм растворенного вещества содержит 800 мл 0,4 н. раствора CaCl₂? Определите молярность раствора.

3. До какого объёма следует разбавить водой 2,4 л 1,6 н НС1 для получения 0,1 н. раствора?

4^*. Сколько миллилитров воды нужно добавить к 200 мл 0,5М раствора, чтобы получить 0,5н. раствор?

ВАРИАНТ 19

1. В какой массе воды следует растворить 100 г Na₂CO₃·для получения 10 % -ного раствора этой соли?

2. Вычислить процентное содержание растворенного вещества в 10 н. растворе серной кислоты (ρ = 1,13 г/мл).

3. Какой объём 0,5 н. серной кислоты следует добавить к 1 л 0,11 н. раствора КОН для нейтрализации щелочи?

4^*. Сколько миллилитров воды и 40%-ного раствора серной кислоты (ρ = 1,303) требуется для приготовления 500 мл 0,1н раствора этой кислоты?

ВАРИАНТ 20

1. Какой процентной концентрации получится азотная кислота, если к 500 г 32 %-ного раствора кислоты прибавить 1000 г воды?

2. Сколько граммов НС1 содержится в 400 мл 1 н. раствора этой кислоты? Определите молярность данного раствора.

3. Сколько литров 8 н. КОН следует добавить к 5 л 3,2 н. НС1 для нейтрализации кислоты?.

4^*. Сколько миллилитров воды и 30%-ного раствора НС1 (ρ = 1,149) требуется для приготовления 250 мл 0,2М раствора этой кислоты?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Глинка Н.Л. Общая химия Л.: Химия, 1974, 712с.

2. Павлов Н.Н. Неорганическая химия М.: Высшая школа, 1986, 336с.

3. Пилипенко А.Т., Починок В.Я., Середа И.П., Шевченко Ф.Д. Справочник по элементарной химии Киев ''Наукова думка'', 1962, 560с.

4. Гольбрайх З.Е. Сборник задач и упражнений по химии М.: Высшая школа, 1984, 223с.

5. Коровин Н.В., Мингулина Э.И., Рыжова Н.Г. Лабораторные работы по химии М.: Высшая школа, 1986, 239с.