Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника 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 |
Способы выражения состава раствора
Основные понятия и определения. Количество вещества n – это число молей данного вещества. m(г) – масса растворенного вещества, М – молярная масса вещества. Моль – количество вещества (в граммах), численно равное молекулярной массе вещества. (1 моль воды Н2О – 18 граммов). Плотность раствора [г/мл], m(г) – масса раствора, V(мл) – объем раствора. ρ [мг/дм3] = ρ[г/м3]
2.2.1 Массовая доля δ растворенного вещества В – отношение массы вещества к массе раствора: m - масса растворенного вещества; m(R) масса раствора; т.к. масса раствора m(R) = m + m(RS), где m(RS) – масса растворенного вещества, следовательно . Если известна плотность раствора ρ(г/мл), тогда масса раствора m(R) = ρ×V, масса растворенного вещества m(B) = δ×ρ×V Если плотность раствора не указана, можно считать, что ρ = 1(г/мл) Задача.: Вычислить массовую долю азотнокислого аммония NH4NO3, если в 230 г воды растворили 20 г соли. Решение: масса растворенного вещества m(B) = 20 г, масса раствора m(R) = 230 + 20 = 250 г, δ = 20/250 = 0,08. Задача. Вычислить массу сульфата натрия Na2SO4 в растворе объемом 0,2 л с δ = 0,1 и ρ = 1,05(г/мл) = 1050 (г/л). Решение: m = δ×ρ×V = 0,1×1050×0,2 = 21г. 2.2.2. Процентное содержание вещества в растворе ω% = δ×100% Задача: приготовить 60 г 40% раствора сернокислого железа FeSO4. Решение: в 100 г раствора должно содержаться 40 г FeSO4. Составляем пропорцию: раствор вещество 100 г ------ 40 г (Fe SO4) 60 г ------ х г х = 24 г. Для приготовления 60 г раствора надо взять 24 г соли и 60 – 24 = 36 г воды. Задача. Из 60% раствора серной кислоты и 10% раствора серной кислоты приготовить 5 л 40% раствор кислоты. Решение: если I раствора взять х(л), II раствора у(л), тогда кислоты в растворе будет δ1×х + δ2×у, объем раствора (х + у) литров. ; по условию δ = 0,4, следовательно, , 2х = 3у и х + у = 5; у = 2л, х = 3л. 2.2.3. Мольная доля χ(В) растворенного вещества – отношение количества растворенного вещества (в молях) к суммарному числу молей в растворе, с учетом числа молей растворителя. Задача: определить мольную долю ионов Na+ в растворе, если 29 г NaCl растворили в 360 г воды. Решение: NaCl = Na+ + Cl–; при растворении одного моля соли в растворе будет 1моль ионов натрия и 1моль ионов хлора. 29 г соли это 29/58 = 0,5 моля соли, следовательно, в растворе будет 0,5 моля Na+, 0,5 моля Cl– и 360/18 = 20 молей воды. χ(Na+) = 0,5/(0,5 + 0,5 + 20) ≈ 0,024.
2.2.4. Молярная концентрация вещества в растворе – это отношение количества растворенного вещества к объему раствора, Св = nВ/Vr; nВ – число молей растворенного вещества, Vr – объем раствора в литрах. Т.к. [C] = моль/литр, [m] = г, [V] = литр, М – молярная масса растворенного вещества. Если [V] = мл, тогда масса растворенного вещества , если [V] = мл. Запись 2М H2SO4 означает раствор, в каждом литре которого содержится 2 моля серной кислоты, т.е. 2×98 = 196 г кислоты. Задача. Вычислить молярную концентрацию раствора серной кислоты, H2SO4, если плотность раствора ρ = 1176 (г/л) и массовая доля кислоты в растворе δ = 0,25. Решение: масса кислоты в растворе m = ρ×δ×V; Задача. Какой объем раствора с ω = 9,3% серной кислоты с ρ = 1,05 (г/мл) потребуется, чтобы приготовить 0,35М раствор кислоты объемом 40 мл. Решение: Vωρ×ω = VCC×M; Vω = мл. Задача. Сколько мл 0,1М раствора KMnO4 надо взять, чтобы приготовить 120 мл 0,02М раствор. Решение: чтобы приготовить 120 мл 0,02М раствора, надо взять m = C×V×M граммов соли. В исходном растворе соли mо = Cо×Vо×M. По условию задачи m = mо, следовательно C×V×M = Cо×Vо×M; = 24 мл. Для приготовления раствора надо взять 24 мл исходного раствора и добавить 120 – 24 = 96 г воды. 2.2.5. Моляльная концентрация вещества в растворе Cm – это отношение количества растворенного вещества в 1 кг растворителя: если n – число молей растворенного вещества, тогда и ; m – масса растворённого вещества в граммах, М – молярная масса растворенного вещества, g – масса растворителя в граммах. Если ρ – плотность растворителя, V – объем растворителя, тогда масса растворителя g =ρV и ; [ρ] = г/л, [V] = л., [m] = грамм. 2.2.6. Нормальная концентрация или нормальность раствора - это количество эквивалентов n экв растворенного вещества в 1 литре раствора: Сн = nэкв/V; [V] = литр. Нормальная концентрация обозначается Сн или H. Запись 2H(H2SO4) означает раствор серной кислоты, в каждом литре которого содержится 2 молярных массы эквивалентов серной кислоты.
Так как количество эквивалентов растворенного вещества nэкв = m/Мэкв, m – масса растворенного вещества в граммах, Мэкв – молярная масса эквивалента растворенного вещества, [Мэкв] = г/моль, получим: нормальная концентрация вещества в растворе Cn = (m/Мэкв)/V Замечание: параллельно с понятием молярная масса эквивалента вещества, используется понятие грамм – эквивалент вещества. Эквивалентом называется весовое количество вещества, взаимодействующее без остатка с одной (точнее с 1,008) весовой частью водорода или с восемью частями кислорода. Эквивалент водорода равен 1, кислорода 8. Вычисление молярной массы эквивалента вещества (Мэкв) Молярная масса эквивалентов кислорода О2 Мэкв = 8, молярная масса эквивалентов водорода равна Мэкв = 1 Молярная масса эквивалентов иона равна атомной массе элемента деленной на заряд иона. Например, Мэкв(Ca2+) = 40/2 =20 Молярная масса эквивалентов элемента в составе гидрида равна молекулярной массе элемента деленной на число атомов водорода в химической формуле гидрида. Например, М экв (Cl) в HCl равна 34,5/1 = 34,5 г/моль, М экв (N) в NH3 равна 14/3, М экв (С) в СН4 равна 12/4 = 3 Молярная масса эквивалентов элемента в составе окисла равна молярной массе элемента деленной на степень окисления элемента в химической формуле окисла. Например, М экв (Cu) в Cu2O равна 63,5/1 = 64,5 г/моль, М экв (Cu) в CuO равна 63,5/2 = 31,75 г/моль. Молярная масса эквивалентов окисла Мэкв = A / s + 8 A – атомный вес элемента в составе окисла, s – степень окисления элемента в окисле. Например, Мэкв(N2O) = 14/1 + 8 = 22(г/моль), Мэкв(N2O3) = 14/3 + 8 = 38/3 (г/моль), Мэкв(Fe2O3) = (г/моль); Мэкв(СО2) = 12/4 + 8 = 11(г/моль). Молярная масса эквивалентов кислоты равна молярной массе кислоты, деленной на число атомов водорода, которые замещаются в данной реакции, на основность кислоты. Например, Мэкв серной кислоты в реакции H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2 равна 98/2 = 49(г/моль); Мэкв серной кислоты в реакции H2SO4 + NaCl = NaHSO4 + HCl равна 98/1 = 98(г/моль)[замещается только один атом водорода]. Молярная масса эквивалентов основания равна молярной массе основания, деленной на число гидроксильных групп: Мэкв (NaOH) = 40/1 = 40(г/моль). Молярная масса эквивалентов соли равна молярной массе соли, деленной на произведение валентности металла в составе соли на число атомов металла в составе соли. Например: Мэкв (BaSO4) = (г/моль), Мэкв (Al2(SO4)3) = ; в 1Н растворе соли должно содержаться 57 г Al2(SO4)3 в одном литре раствора. В рассмотренных примерах мы считаем, что все атомы металла замещаются атомами водорода. Но это совсем необязательно. Например, молярная масса эквивалентов фосфата натрия Na3PO4 в реакции Na3PO4 + 2HCl = NaH2PO4 + 2NaCl М экв = 164/2, т.к. в реакции замещаются 2 атома натрия. В случае кристаллогидратов при расчете эквивалента соли следует учитывать кристаллизационную воду. Например, Мэкв (CaCl2•6H2O) = (г/моль) [валентность кальция 2, число атомов кальция 1]. а) Закон эквивалентов утверждает, что массы вступивших в реакцию веществ пропорциональны их эквивалентам, где m1, m2 и Э1 и Э2 – массы и эквиваленты взаимодействующих веществ соответственно. б) Решение задач с использованием закона эквивалентов в) Закон эквивалентов можно записать по- другому: V1×H1 = V2×H2, где V и Н – объём и нормальная концентрация реагентов.
Задача. При восстановлении водородом 0,646 г оксида металла образовалось 0,162 г воды. Записать химическую формулу оксида. Решение: в 0,162 г воды кислорода содержится 0,144 г. Такое количество кислорода потребовалось для образования 0,646 г оксида, следовательно, металла в оксиде 0,646 – 0,144 = 0,502 г. Закон эквивалентов: , ; эквивалент металла в оксиде Э1 = 27,89. Это соответствует химической формуле оксида FeO. Пользуясь растворами, концентрация которых выражена нормальностьюН, легко рассчитать в каких объемных отношениях они должны быть смешаны, чтобы растворенные вещества прореагировали без остатка. Пусть V1 литров раствора вещества 1 с концентрацией Н1 реагирует с V2 л раствора вещества 2 с концентрацией Н2. Чтобы вещества прореагировали без остатка, Н1×V1 = Н2×V2. Задача: Определить концентрацию серной кислоты H2SO4, если для нейтрализации 60 мл кислоты потребовалось 20 мл 0,3Н раствора щелочи. Решение: так как вещества реагируют в эквивалентных количествах, получим: Н1×60 = 0,3×20 Н1 = 0,1. Ответ: концентрация серной кислоты равна 0,1Н. Задача. Вычислить молярную концентрацию раствора Cm, если к 1,5Н раствору щелочи NaOH объемом 1,2 литра добавить 0,4 литра 0,6Н раствора щелочи. Решение: 1,5Н концентрация щелочи равна 1,5/1 = 1,5(моль/л), аналогично 0,6Н = 0,6М. Следовательно, = 1,275 (моль/л). Задача. Вычислить нормальную, молярную и процентную концентрации раствора, если в растворе объемом 400 мл растворили 10,4 г фосфата кальция, Ca3(PO4)2, M(Ca3(PO4)2 = 310; плотность раствора ρ = 1,04(г/мл). Решение: молярная масса эквивалентов соли Мэкв = 310/(2×3) ≈ 52 0,5(моль/л); 0,08 (моль/л) ω% = . 2.2.7. Концентрация, выражаемая титром. Титром называется число граммов растворенного вещества в 1 мл раствора; титр обозначается буквой Т; [Т] = г/мл; Т = m/V, m – масса растворенного вещества в граммах, V – объем раствора в мл или см3. Задача: определить моляльность, нормальность и титр 40% раствора серной кислоты H2SO4, имеющей плотность ρ = 1,307 г/мл. Решение: воспользуемся формулой для пересчета концентраций: δ×ρ = С×М; ; С = 5,33(моль/л). Для серной кислоты Н = 2С = 10,66 (моль/л). Титр – это число граммов кислоты в 1 мл; т.к. у нас кислоты 5,33 моля, а это 5,55×98 = 522,34 г в 1 литре; Т = 522,34/1000 = 0,52234 г/мл.
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-04; просмотров: 92; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.12.36.87 (0.027 с.) |