Завдання для самоперевірки та закріплення матеріалу

1. Скільки см³ соляної кислоти з густиною 1,057 г/см³ розчину з еквівалентною молярною концентрацією 0,1 мольекв/дм³?

2. Маємо розчин сірчаної кислоти з еквівалентною молярною концентрацією 0,05 мольекв/дм³. Визначити титр розчину сірчаної кислоти та титр розчину сірчаної кислоти по гідроксиду калію.

3. Для встановлення титру розчину сірчаної кислоти наважку 1,9452 г бури розчинили у мірній колбі на 100 см³. Визначте концентрацію бури (тетраборату натрію).

4. Наважка хлориду натрію 5,9120 г розчинили у мірній колбі на 1 л. Розчин довели до мітки. Чому дорівнює титр отриманого розчину по робочій речовині?

Практичне заняття № 6.

Тема: Розв’язування задач на визначення концентрації речовин.

Повинні знати: методику рішення задач, пов’язаних з переходом одного способу вираження концентрації в другий, змішування та розбавлення розчинів.

Повинні вміти: користуватися довідковими таблицями, визначати молярну, еквівалентну та моляльну концентрації.

Стислі теоретичні відомості.

Розчином називається гомогенна система змінного складу, що складається з двох або більшого числа компонентів, які подрібнені до розмірів атомів, іонів або молекул. Склад розчину кількісно прийнято виражати через безрозмірні відносні величини – частки (масову, об’ємну, молярну) і розмірні величини – концентрації.

Концентрацією розчину називається кількість розчиненої речовини, яка знаходиться в визначеній вагомій чи об’ємній кількості розчину чи розчинника.

Існує декілька засобів вираження концентрації розчинів.

1. Молярна концентрація – це відношення кількості розчиненої речовини до об’єму розчину.

С_м =  V, моль/дм³

де m – маса розчиненої речовини, г;

М – молекулярна маса розчиненої речовини, моль/г;

V - об’єм розчину, дм³.

Приклад 1: Визначте масу нітрату натрію, яка потрібна для приготування 2 дм³ молярного розчину.

Дано: Розв’язання:

V = 2 дм³ С_m =  V , моль/дм³

С_м = 0,1 моль/дм³ m (NaNО₃) = С_m ∙ М(NaNО₃)  V

знаходимо М(NaNО₃) = 85 г/моль, тоді

m (NaNО₃) - ? m (NaNО₃) = 0,1  8,5  2 = 17 г

Відповідь: m (NaNО₃) = 17 г.

2. Еквівалентна концентрація – це відношення кількості речовини до об’єму розчину.

С_екв = , моль∙екв/дм³

де m – маса розчиненої речовини, г;

Е – еквівалент розчиненої речовини, г/моль;

V – об’єм розчину, дм³.

Якщо відома концентрація однієї з реагуючих речовин і об’єми розчинів обох речовин, що беруть участь у реакції, можна визначити еквівалентну концентрацію другого розчину.

Такі розрахунки проводять при визначенні концентрації речовин методом титрування.

Приклад 2: Який об’єм 0,12 еквівалентного розчину гідроксиду натрію потрібен для реакції з 40 см³ 0,15 еквівалентного розчину сірчаної кислоти.

Дано: Розв’язання:

С _екв (NaОН) = 0,12 моль∙екв/дм³ = , знаходимо:

V (H₂SO₄) = 40 cм³ V (NaОH) = , см³

С_екв (H₂SO₄) = 0,12 моль∙екв/дм³ V (NaОH) = = 50 см³

V (NaОH) - ?

3. Моляльна концентрація – відношення кількості розчиненої речовини до маси розчинника.

С_м = , моль/кг

де n – кількість молів розчиненої речовини.

L – маса розчинника, кг

так як n = , то

С_м = , моль/кг.

де m – маса розчинної речовини, г

М – молекулярна маса розчиненої речовини, г/моль

L – маса розчинника, кг.

Моляльність розчину, на відмінність від його молекулярності, не змінюється при змінені температури.

Приклад 3: Визначити молекулярну, еквівалентну і молярну концентрації розчину CuSO₄ з масовою часткою CuSO₄ 10% (ρ = 1,107г/см³).

Дано: Рішення:

W (CuSO₄) = 10% 1. Знайдемо вихідні формули:

ρ = 1,107 г/см³ С_м = , моль/кг

С_м - ? С_екв = , моль∙екв/см³

С_eкв - ? С_m = , моль/см³

С_m - ?

2. Знайдемо молярну та еквівалентну масу розчинної речовини:

M(CuSO₄) = 64 + 32 + 16 ∙ 4 = 160 г/моль.

Е(CuSO₄) = = = 80 г/моль.

3. Знайдемо масу 1 дм³ розчину:

m = V ∙ ρ = 1000 ∙ 1,107 = 1107г.

4. Визначимо скільки грамів CuSO₄ міститься в 1дм³ розчину, тобто в 1107г.

W = ∙ 100%

M_{речовини} = = = 110,7 г.

m(CuSO₄) = 110,7г.

5. Знаходимо молярну концентрацію розчину:

С_м = = 0,69 моль/дм³

6. Знаходимо еквівалентну концентрацію розчину:

С_eкв = = 1,38 моль∙екв./дм³.

7. Для визначення моляльної концентрації згадаємо, що моляльність показує число молів розчиненої речовини, яка міститься в 1 кг., (1000г) розчинника:

С_m = , моль/кг

де m_реч. – маса розчиненої речовини, г

L – маса розчинника, г

М – молярна маса розчиненої речовини, г/моль

В 100г розчину з масовою часткою 10% міститься 10г CuSO₄ та 90г води.

C_m = = 0,646 моль/кг.

Відповідь: С_м = 0,69 моль/дм³, C_eкв = 1,38 моль∙екв/дм³, С_m = 0,64 моль/кг.