Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Кубанский государственный аграрный университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Пособие для решения задач.pdf

Скачиваний:

396

Добавлен:

20.03.2016

Размер:

3.41 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 2711 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

РАЗДЕЛ III. РАСТВОРЫ

Глава 7. Способы выражения состава растворов

Студент должен уметь:

1.Рассчитывать количество, массу, объем компонентов раствора, исходя из концентрации;

2.Рассчитывать концентрацию раствора по известному количеству растворенного вещества и растворителя;

3.Находить концентрацию раствора после смешивания, разбавления, выпаривания;

4.Производить расчеты на переход одного вида концентрации к другому.

Содержание растворѐнного вещества в растворе выражается с помощью безразмерных единиц (долей или процентов) и через размерные величины – концентрации (молярная, молярная концентрация эквивалентов, моляльная, титр и др.)

Массовая доля растворѐнного вещества – это отношение массы растворѐнного вещества к массе раствора. Выражают еѐ в долях единицы

(х)	или в процентах %(х) .	(х)	m(x)	;	%(х)	m(x)	100%

			m( р ра)			m( р ра)
	Например, (х) 0,05или5% означает, что				в 100 г этого раствора

содержится 5 г вещества и 95 г воды.

В химии довольно широко используется также и устаревшее название этого способа − «процентная концентрация» С%(x).

Молярная	концентрация				(C(x), моль / л)		выражается числом молей
растворѐнного вещества, содержащихся в 1 л раствора.
С(х)	(х)	; т.к.	m	, то	C(x)	m(x)	m(x) C(x) V M (x)
						V M (x)
	V		M

Раствор, содержащий в 1л 1 моль вещества – 1м* (молярный)

*«м» - молярность.

Молярная концентрация эквивалентов (C( f (x), моль / л) или нормальная (N)

выражается числом молей эквивалентов вещества, содержащихся в 1л раствора.

C( f (x)	( f (x)		; т.к. ( f )	m(х)	, то C( f (x)	m(x)	m(x) C( f (x) V M ( f (x)
		V		M ( f (x)		V M ( f (x)

Раствор, содержащий в 1л 1 моль эквивалентов вещества – 1н* (нормальный).

* «н» - нормальность.

Объѐмы растворов реагирующих веществ обратно пропорциональны их молярным концентрациям эквивалентов:

C( f (2)

или

C( f (1)

V C( f (2)

C( f (1)

Моляльная концентрация

(b, моль / кг)

выражается числом молей

растворѐнного вещества, содержащихся в 1000г растворителя.

b(x)

(x) 1000

; т.к.

, то

b(x)

m(x) 1000

M (x) m( р ля)

m( р ля)

Молярная доля ( (x) – это отношение количества растворѐнного вещества к сумме количеств всех веществ, содержащихся в растворе.

(х)

(x)

(x) (H 2O)

Титр (Т (х), г / мл)

показывает,

сколько

граммов растворѐнного вещества

содержится в 1мл раствора.

Т (х)

m(x)

;

Т (х)

C( f (x) M ( f (x)

1000

Между собой масса и объѐм раствора связаны соотношением:

m V ;

где − плотность раствора

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ Массовая доля растворѐнного вещества

Пример 1. В 380 г воды растворили 20 г NaCl. Какова массовая доля соли в растворе?

Дано:		Решение
m(H 2O) 380г	1.	m( р ра) m(H2O) m(NaCl) 380 20 400(г)
m(NaCl) 20г			m(x)		m NaCl	20
	2.	(х)	m(x)	(NaCl)	m NaCl	20	0,05
	2.	(х)	m( р ра)	(NaCl)	m( p pa)	400	0,05

(NaCl) ?
(NaCl) ?

Ответ: (NaCl) 0,05

Пример 2. Сколько мл воды необходимо взять для растворения 30 г КОН, чтобы получить раствор с массовой долей 0,2?

Дано:

Решение

m(KOH ) 30г

m x

;

m р ра

m KOH

150 г

(KOH ) 0,2

m р ра

KOH

0,2

m(H2O) m( р ра) m(KOH) 150 30 120(г)или120мл(H2O)

V (H 2O) ?

Ответ: V (H2O) 120мл

Пример 3. Смешали 200 г 12% раствора и 300 г 40% раствора КОН.

Определить массовую долю (в %) щѐлочи в полученном растворе.

Дано:						Решение
m1 ( р ра) 200г				1.	m (KOH) (KOH) m ( р ра) 0,12 200 24(г)
					1		1		1
1 %(КОН ) 12%			0,12	2.	m2 (KOH) 2 (KOH) m2 ( р ра) 0,4 300 120(г)
m2 ( р ра) 300г				2.	m2 (KOH) 2 (KOH) m2 ( р ра) 0,4 300 120(г)
m2 ( р ра) 300г
	2	%(КОН ) 40%	0,4	3.	m3 (KOH) m1 (KOH) m2 (KOH) 24 120 144(г)
	2		0,4
				4.	m3 ( р ра) m1 ( р ра) m2 ( р ра) 200 300 500(г)

3 %(КОН) ?								m3 (КОН )			144
				5.	3 %(КОН )			m3 (КОН )		100%	144		100% 28,8%
				5.	3 %(КОН )			m3	( р ра)	100%		500	100% 28,8%
								m3	( р ра)			500

Ответ: 3 %(КОН) 28,8%

Пример 4. Из 700 г 20% р-ра NaCl выпариванием удалили 200 г воды. Чему равна массовая доля (в %) оставшегося раствора?

Дано:				Решение
m1 ( р ра) 700г		1.	m(NaCl) m ( р ра) NaCl 0,2 700 140(г)
				1	1
1 %(NaCl) 20%	0,2	2.	m2 ( р ра) m1 ( р ра) m(H2O) 700 200 500(г)
m(H 2O) 200г		2.	m2 ( р ра) m1 ( р ра) m(H2O) 700 200 500(г)
m(H 2O) 200г
		3.	2 %	m(NaCl)	100%	140	100% 28%
2 %(NaCl) ?				m(NaCl)		140
				m2 ( р ра)
					500
					500

Ответ: 2 %(NaCl) 28%

Пример 5. К 700 г 20% раствора NaCl прилили 1 л воды. Чему равна массовая доля (в %) полученного раствора?

Дано:				Решение
m1 ( р ра) 700г		1.	m(NaCl) m ( р ра) 700 0,2 140(г)
			1		1
1 %(NaCl) 20%	0,2	2.	m(H2O)= V =1000 мл·1г/мл =1000 г
V (H 2O) 1л	0,2	2.	m(H2O)= V =1000 мл·1г/мл =1000 г
V (H 2O) 1л	1000мл	3.	m2 ( р ра) m1 ( р ра) m(H2O) 700 1000 1700(г)
(Н2О)=1 г/мл		3.	m2 ( р ра) m1 ( р ра) m(H2O) 700 1000 1700(г)
(Н2О)=1 г/мл
		4.	2 %	m(NaCl)	100%	140	100% 8,2%
2 %(NaCl) ?				m(NaCl)		140
2 %(NaCl) ?				m2 ( р ра)
				m2 ( р ра)	1700

Ответ: 2 %(NaCl) 8,2%

Пример 6. Сколько мл воды необходимо прилить к 200 г 10% раствора NaOH,

чтобы получить 2% раствор?

Дано:

Решение

m1 ( р ра) 200г

m(NaOH) m ( р ра) NaOH

200 0,1 20(г)

1 %(NaOH ) 10%

0,1

( р ра)

m(NaOH )

1000(г)

2 %(NaOH ) 2%

0,02

2 (NaOH ) 0,02

m2 (H2O) m2 ( р ра) m1 ( р ра) 1000 200 800(г)

V (H 2O) ?

2O)

m(H

2O)

800

800(мл)

V (H

2O)

Ответ: V (H2O) 800мл

Пример 7. Чему равна массовая доля (в %) раствора CuSO4, полученного при растворении 50 г CuSO4 · 5H2O в 450 г воды?

Дано:

m(CuSO4 5H 2O) 50г m(H 2O) 450г

%(CuSO4 ) ?

M (CuSO4 ) 160г / моль

M (CuSO4 5H 2O) 250г / моль

Ответ: %(CuSO4 ) 6,4%

Решение

1.250г(CuSO4 5H2O) 160г(CuSO4 ) 50г(CuSO4 5H 2O) xг(CuSO4 )

x	50 160	32г
	250

2.m( р ра) 450 50 500(г)

3.%(CuSO4 ) 50032 100% 6,4%

Пример 8. Какой объѐм воды и 88% раствора H2SO4 ( 1,80г / мл) потребуется

для приготовления 300 мл 32% раствора H2SO4 ( 1,23г / мл) ?

Дано:

Решение

V1 ( р ра) 300мл

I способ решения (по формулам, приведѐнным в теории)

1 (H 2 SO4 ) 1,235г / мл

1. m( р ра) V

1 %(H 2 SO4 ) 32%

0,32

2 (H 2 SO4 ) 1,802г / мл

2. m1

( р ра) 300 1,235 370,5(г)

2 %(H 2 SO4 ) 88%

0,88

3. m1

(H2 SO4 ) m1

( р ра) 1 (H2 SO4 ) 370,5 0,32 118,56(г)

4. m2 ( р ра)

(H 2 SO4 )

118,56

134,73(г)

V2 ( р ра) ?

(H 2 SO4 )

0,88

V (H 2O) ?

5. V2 ( р ра)

m2 ( р ра)

134,73

74,77(мл)

2 ( р ра)

1,802

6.m(H 2O) m1 ( р ра) m2 ( р ра) 370,5 134,73 235,77(г) или235,77мл, т.к. (Н 2О) 1г / мл.

Ответ: V (88%H2 SO4 ) 74,77мл;

V (H2O) 235,77мл

II способ решения задачи

(по формуле квадрата Пирсона или диагональной схемы)

88%	32 (32 – 0 = 32)	32 в.ч. 88% (р-ра)
	32%
0%	56 (88 – 32 = 56)	56 в.ч (Н2О)

1.m1 ( р ра) 300 1,235 370,5г

2.в.ч 32 56 88

3.Исходя из схемы можно заключить, что в 88 в.ч 32% р-ра будет находится 32 в.ч 88% р-ра и 56 в.ч воды, отсюда

	370,5г 88в.ч					32%	р ра
	г 32в.ч					88%	р ра
	Х	370,5 32		134,73(г)			88% H			SO
									2
			88								4

4.	V (H		SO 88%)		m( р ра)			134,73			74,77(мл)
		2
			4				1,802

5.	m(H2O) 370,5 134,73 235,77(г)или235,77млН2О
Ответ: V (88%H2 SO4 ) 74,77мл;	V (H2O) 235,77мл

Пример 9. Определить массу P2O5 и H2O , необходимых для получения 400г

раствора фосфорной кислоты с массовой долей 2%.

Дано:		Решение
m( р раH3 PO4 ) 400г		1.		m(H3 PO4 ) m( р ра) H3 PO4 400 0,02 8(г)
%(Н3 РО4 ) 2%	0,02				X г			8 г
		2.		P2O5 3Н 2О 2Н3 РО4
m(P2O5 ) ?		2.		P2O5 3Н 2О 2Н3 РО4
m(P2O5 ) ?					142г			196 г
m(H 2O) ?			х г			8 г		142 8
			х г			8 г	x	142 8	5,8(г) Р О
							x		5,8(г) Р О
М (Р2О5 ) 142г / моль		142 г				196 г	196		2	5
М (Р2О5 ) 142г / моль		142 г				196 г	196
М (Н3 РО4 ) 98г / моль		3.		m(H2O) m( р ра) m(P2O5 ) 400 5,8 394,2(г)
		3.		m(H2O) m( р ра) m(P2O5 ) 400 5,8 394,2(г)

Ответ: Для приготовления 400 г 2% раствора Н3РО4									потребуется 5,8 г Р2О5 и
394,2 г Н2О.

Пример 11. Сколько миллилитров 27% раствора KOH ( = 1,25) следует прибавить к избытку NH4Cl , чтобы при н.у. получить 38 л NH3 ?

Дано:

Решение

%(КОН ) 27%

0,27

X г

38 л

(КОН ) 1,25г / мл

KOH NH

4Cl KCl NH3 Н 2О

56 г

22,4

V (NH 3 ) 38л

х г

38 л

56 38

95(г) КОН

V (NH3 ) ?

56 г

22,4 л

22,4

M (KOH) 56г / моль

m( р раКОН )

m(КОН )

351,85(г)

KOH

0,27

3.V ( р раКОН ) V ( р ра) 351,85 281,48(мл)

KOH 1,25

Ответ: Для получения 38 л NH3 необходимо взять 281,48 мл 27% раствора КОН.

Пример 10. Сколько граммов 10% раствора H2SO4 требуется для реакции со 100 мл 15% раствора Na2CO3 ( = 1,15 г/мл)?

Дано:
%(H 2 SO4 ) 10%	0,1
V (Na2CO3 ) 100мл
%(Na2CO3 ) 15%	0,15
(Na2CO3 ) 1,15г / мл

m( р раH2SO4 ) ?
M (H2 SO4 ) 98г / моль
M (Na2CO3 ) 106г / моль

Решение

1.m( р раNa2CO3 ) V 100 1,15 115(г)

2.m(Na2CO3 ) m( р ра) NaOH 115 0,15 17,25(г)

Х г

17,25 г

H 2 SO4 Na2CO3 Na2 SO4 CO2 H 2 O

98 г

106 г

х г

17,25 г

98 17,25

15,95(г) H

98 г

106 г

106

m(H SO )

15,95

m( р ра)

2 4

159,5(г)

0,1

Ответ: Для реакции потребуется 159,5 г 10% раствора H2SO4.

Молярная концентрация, молярная концентрация эквивалентов, титр

Пример 1. Определить молярную концентрацию, молярную концентрацию

эквивалентов и титр 30% раствора H2SO4 ( 1,22г / мл) .

Дано:

Решение

%(H 2 SO4 ) 30%

0,3

Расчѐт ведѐм на 1 л (1000 мл) раствора:

(H 2 SO4 ) 1,22г / мл

m( р ра) V 1000 1,22 1220(г)

С(H 2 SO4 ) ?

m(H2 SO4 ) m( р ра) H2 SO4 1220 0,3 366(г)

С( f (H 2 SO4 ) ?

T (H 2 SO4 ) ?

(H 2 SO4 )

m(H 2 SO4 )

366

3,73(моль)

M (H 2 SO4 )

M (H2SO4 ) 98г / моль

C(H2 SO4 ) 3,73моль / л

M ( f (H 2 SO4 )

M (H

2 SO4 )

m(H 2 SO4 )

366

( f (H

2 SO4 )

7,46(моль)

M ( f (H 2 SO4 )

49г / моль

C( f (H2 SO4 ) 7,76моль / л

5. Т (H

SO )

С( f (H2 SO4 ) M ( f (H2 SO4 )

1000

7,46 49

0,36г / мл

1000

Ответ: С(H2 SO4 ) 3,73моль / л; С( f (H2 SO4 ) 7,46моль / л;

Т (H2 SO4 ) 0,36г / мл.

Пример 2. Какой объем 0,2 м раствора H2SO4 необходимо взять для реакции с

20,8 г BaCl2?

Дано:

Решение

C(H 2 SO4 ) 0,2моль / л

X г

20,8 г

m(BaCl2 ) 20,8г

2 SO4 BaCl2

BaSO4 2HCl

98 г

208 г

х г

20,8

98 20,8

V (H

SO ) ?

9,8(г)

98 г

208 г

208

(BaCl 2 ) ?

M (H2 SO4 ) 98г / моль

m(х)

m(x)

C(х) V M (х)

Vх C(x) M (x)

M (BaCl2 ) 208г / моль

V (H 2 SO4 )

m(H 2 SO4 )

9,8

0,5(л)

C(H 2 SO4 ) M (H

2 SO4 )

0,2 208

Ответ: V(H2SO4) = 0,5 л.

Пример 3. Смешали 30 мл 0,2 н раствора Н2SO4 и 50 мл 0,1 н раствора KOH. Какое вещество и в каком количестве осталось неизрасходованным?

Дано:

Решение

V (H 2 SO4 ) 30мл

I способ решения по формуле: С( f (1) V (1) C( f (2) V (2)

C( f (H 2 SO4 ) 0,2н

V (H 2 SO4 )экв.

V (KOH) C( f (KOH)

50 0,1

25(мл)

V (KOH ) 50мл

C( f (H

2 SO4 )

2,0

C( f (KOH ) 0,1н

V (H2 SO4 )неизрасход. V (H2 SO4 ) V (H2 SO4 )экв.

30 25 5 (мл)

(х) ?

m(H2 SO4 )неизрасход. С( f (H2 SO4 ) V M ( f (H2 SO4 )

M (H2 SO4 ) 98

г / моль

0,2 0,005 49 0,049 (г)

M ( f (H 2 SO4 )

M (H 2 SO4 )

m 0,049

(H 2 SO4 )

0,0005(моль)

49 г / моль

Ответ: (H2 SO4 ) 0,0005моль

М (КОН ) 56 г / моль

II способ решения (по пропорции):

m(KOH) C( f (KOH) V M ( f (KOH)

М ( f (КОН ) М (КОН )

0,1 0,05 56 0,28(г)

56 г / моль

m(H2 SO4 ) C( f (H2 SO4 ) V M ( f (H2 SO4 )

0,2 0,03 49 0,294 (г)

0,28 г

х г

2KOH H2 SO4

K2 SO4 2H2O

112 г

98 г

0,28 98

0,245(г)

SO ( в

избытке)

112

m(H2 SO4 )неизрасход. 0,294 0,245 0,049(г)

SO )

0,049

0,0005(моль)

Ответ: (Н2SO4)=0,0005 моль

Пример 4. Сколько молей BaCl2 необходимо взять для приготовления 2 л 0,1м

раствора?

Дано:		Решение
V ( р ра) 2л	С(х)	(х)	(x) C(x) V
С(BaCl2 ) 0,1моль / л
		V
-?	(BaCl2 ) C(BaCl2 ) V 2 0,1 0,2моль

Ответ: (BaCl2 ) 0,2моль

Пример 5. Сколько мл NaOH с массовой долей 0,5 ( 1,54г / мл) надо взять для

приготовления 6 л 2н раствора?

Дано:

1 (NaOH ) 0,5

1 (NaOH ) 1,54г / мл

С2 ( f (NaOH ) 2н V2 (NaOH ) 6л

V1 (NaOH) ?

M (NaOH) 40г / моль

M ( f (NaOH ) M (NaOH )

40г / моль

Решение

1. m(x) C( f (x) V M ( f (x)

m(NaOH) C( f (NaOH) V M ( f (NaOH) 2 6 40 480(г)

(x)

m(x)

m( р ра)

m(x)

(x)

m( р ра)

m ( р ра)

m(NaOH )

480

960(г)

1 (NaOH )

0,5

V1 (NaOH )

m1 ( р ра)

960

623,4(мл)

(NaOH )

1,54

Ответ: V(NaOH) = 623,4 мл.

Моляльная концентрация

Пример 1. Массовая доля КОН в растворе 10%. Какова

концентрация

Дано:

%(КОН) 10%

b(KOH) ?

М (КОН) 56г / моль

Ответ: b(КОН) 1,98моль / кг

раствора?

Решение
0,1 I способ решения (по формуле):
m(x) 1000
b(x) M (x) m( р ля)
b(KOH)	m(KOH) 1000	10 1000
	M (KOH) m(H 2 O)	56 90

моляльная

1,98моль / кг

Молярная доля

Пример 1. Рассчитать молярные доли NaOH и H2O в 10% растворе NaOH.

Дано:

Решение

%(NaOH) 10%

(x)

(x) (H 2O)

(NaOH ) ?

(H2O) ?

m(NaOH ) 10

1. (NaOH )

0,25моль

M (NaOH) 40г / моль

M (NaOH )

M (H2O) 18г / моль

(H 2O)

m(H 2O)

5моль

M (H

2O)

2. (NaOH) (H2O) 5 0,25 5,25моль

3. (NaOH )

(NaOH )

0,25

0,048

(NaOH ) (H

2O)

5,25

(H2O) 1 0,048 0,952

Ответ: (NaOH) 0,048 ; (H2O) 0,952

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ


1.	Растворили 50 г вещества в 1,5 л воды. Массовая доля (в %) вещества в
растворе равна:
а) 1,6		б) 3,2	в) 4,2	г) 5,6
Ответ: «б».
2.	Сколько граммов CuSO4		содержится в 10 мл 0,2 М раствора?
а) 0,08		б) 0,16	в) 0,32	г) 0,40
Ответ: «в».
3.	На нейтрализации. 5 мл КОН потребовалось 25 мл 1 н раствора H2SO4.
Молярная концентрация эквивалента КОН в моль/л равна:
а) 2		б) 3	в) 4	г) 5
Ответ: «г».
4.	Какая масса цинка может прореагировать с 50 мл 20% соляной кислоты

( 1,1г / мл ) и какой объѐм водорода (н.у.) выделится при этом?

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 / 2711 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
21.05.2015107.01 Кб54ПОЛОЖЕНИЕ О СТУДЕНЧЕСКОМ СПОРТИВНОМ КЛУБЕ1.doc
#
20.03.201653.36 Кб13Портфолио Студсовет КубГАУ.docx
#
21.05.2015942.59 Кб31последний - копия.doc
#
21.05.20151.04 Mб26последний.doc
#
21.05.20156.72 Mб300Последняя тайна бога (И. Мисюченко).pdf
#
20.03.20163.41 Mб396Пособие для решения задач.pdf
#
21.05.2015215.04 Кб9Пособие КС и кс Спец. 2013-2014.doc
#
21.05.201579 Кб13почвоведение.docx
#
20.03.2016131.63 Кб94почерк 2.docx
#
27.10.20183.59 Mб27Пояснилка.docx
#
04.05.2019151.95 Кб10Пояснительная записка1.docx