Массовая доля растворенного вещества. Решение задач


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте файл и откройте на своем компьютере.
Стародубец Е.Е . Казанский национальный исследовательский технологический университет, 201 5 , факультет довузовской подготовки ФГБОУ ВО «КНИТУ» Массовая доля растворенного вещества Решение задач. Подготовка к экзамену В природе, в химических и биохимических процессах большую роль играют растворы. Истинными растворами называются гомогенные однородные системы различного состава с размером частиц  10 ‬ 10 … 10 ‬ 9 м, состоящие из двух или более компонентов. Компоненты раствора ‬ это растворитель и растворённые ве щества. Растворённое вещество равномерно распределяется в растворителе. Наиболее часто в природе, быту и на производстве используются растворы, в которых растворителем является вода. В промышленности часто в кач естве растворителя используют также различные органические соединения, например, спирты, ацетон, бензол, четыреххлористый углерод. Соотношение между растворенным веществом и растворителем отражает величина, называемая концентрацией раствора. Это одна из о сновных характеристик любого раствора. Способ выражения концентрации раствора зависит от цели , которую преследует химик или технолог. Остановимся на одном из способов , широко используемом в технике, медицине и экологии. Массовая доля растворенного вещества ω «омега» ‬ это отношение массы растворённого вещества m в к общей массе раствора m раствора , выраженное в процентах или долях единицы: , или . ( 1 ) Общая масса раствора определяется как сумма масс растворенного вещества m в и растворителя m растворителя : . ( 2 ) Упражнения для работы на занятии Задача 1 Какую массу фосфата калия и воды надо взять для приготовления 250 г раствора с массовой долей К 3 РО 4 8 %? Решение 1. Массовая доля К 3 РО 4 определяется по формуле 1: . Отсюда . 2. Масса воды определяется по формуле: . Ответ: 20 г фосфата калия и 230 г воды. Задача 2 Всем известная настойка йода представляет собой 5 % раствор йода в спирте . Сколько кристаллического йода и сколько спирта необходимо взять для приготовления 10 г настойки йода? Ответ: 0,5 г I 2 и 9,5 г спирта . Часто для приготовления раствора используют не безводн ую соль, а соответствующий ей кристаллогидрат  MgSO 4  7H 2 O, Cu SO 4  5H 2 O, Na 2 SO 4  10H 2 O и др.. В этом случае масса соли, необходимой для приготовления раствора, будет больше, а масса растворителя ‬ меньше, потому что часть его уже имеется в кристаллогидрате. Для решения таких задач предварительно следует рассчитать, в каком количестве кристаллогидрата содержится нужное количество безводной соли. Количество вещества ν «ню» выражается в молях. Один моль ‬ это количество вещества, которое содержит столько же ч астиц атомов, молекул, ионов и других, сколько содержится атомов в 0,012 кг 12 г изотопа углерода . Экспериментально установлено, что 1 моль вещества содержит 6,022∙10 23 число Авогадро N A  частиц ‬ молекул, атомов, ионов. Количество вещества ν определяется как отношение массы вещества m в к его молярной массе М массе одного моля этого вещества: , моль . ( 3 ) Задача 3 Какую массу медного купороса Cu SO 4 . 5H 2 O и воды надо взять для приготовления раствора сульфата меди  II  массой 400 г с массовой долей Cu SO 4 2 %? Решение 1. Из формулы  1  определим массу Cu SO 4 : . 2. Согласно формуле  3 , количество безводного сульфата меди  II  в раство ре составляет: 3. Такое же количество Cu SO 4 должно содержаться в соответствующем кристаллогидрате Cu SO 4 . 5H 2 O : . Тогда масса Cu SO 4 . 5H 2 O , необходимого для приготовления рас твора, составляет: 4. Необходимая масса воды: Ответ: для приготовления 400 г раствора с массовой долей сульфата меди 2 % необходимо взять 12,47 г Cu SO 4 . 5H 2 O и 387,53 г воды. Задача 4 В воде массой 40 г растворили железный купорос Fe SO 4 . 7 H 2 O массой 3,5 г. Определите массовую долю безводного сульфата железа  II  в полученном растворе. Ответ: 4,56 %. Часто в заданиях на приготовление жидких растворов вместо массы указывается объём V растворителя или всего раствора. В этом случае необходимо учитывать плотность ρ соответствующей жидкости, тогда её массу легко рассчитать, используя форму лы ; ( 4 ) . Для воды при нормальных условиях ρ  1 г/см 3 1 г/мл, 1 кг/м 3 , 1000 г/м 3 ). Задача 5 Для заливки в новый автомобильный аккумулятор нужен 36 % раствор серной кислоты. Какой объём концентрированной серной кислоты, имеющей плотность 1,84 кг/л, необходимо взять для приготовления 10 кг аккумуляторно й жидкости? Ответ: 1,96 л. Задача 6 В лаборатории имеется раствор с массовой долей гидроксида натрия 30 %, плотность которого составляет 1,33 г/мл. Какой объём этого раствора надо взять для приготовления раствора объёмом 250 мл с массовой долей гидроксида натрия 14 % и плотностью 1,15 г/мл? Ответ: 101 мл. Задача 7 К раствору массой 250 г, массовая доля соли в котором составляет 10 %, прилили воду объёмом 150 мл. Приняв плотность воды равной 1 г/мл, определите массовую долю соли в полученном рас творе. Ответ : 6,25 %. Задача 8 При упаривании раствора сульфата натрия соль выделяется в виде кристаллогидрата Na 2 SO 4 . 10H 2 O . Какую массу кристаллогидрата можно получить из раствора объёмом 200 мл с массовой долей сульфата натрия 15 %, плотность которог о 1,14 г/мл? Ответ : 77,6 г. Задача 9 На полную нейтрализацию 25 мл раствора гидроксида натрия с плотн остью  NaOH , г/мл было затрачено V HCl , мл раствора соляной кислоты с плотностью  H С l , г/мл и массовой долей растворенного вещества  HCl , %. Выведите формулу для расчета массовой доли гидроксида натрия (  NaOH , % в анализируемом растворе [ 1 ] . Решение NaOH + HCl = NaCl + H 2 O . Воспользуемся формулами  1 ), ( 3 ), ( 4 ): ; ; ; . Согласно уравнению реакции , ; . Ответ : . СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Задачи районных, городских и республиканских химических олимпиад школьников Республики Татарстан 2003 - 2008 г. / сост. А.И. Курамшин. ‬ Казань: КГУ, 2008. ‬ 168 с.

Приложенные файлы

  • pdf file8
    Массовая доля растворенного вещества Решение задач
    Размер файла: 494 kB Загрузок: 4

Добавить комментарий