Список рекомендуемой литературы

1 Глинка Н.Л., Ермаков А.И. Общая химия: учеб. пособие для вузов

/под ред. А.И. Ермакова.-29-е изд., испр.-М.: Интеграл-Пресс, 2004.-728 с.

2 Глинка Н.Л.Задачи и упражнения по общей химии.-М.:Интеграл-пресс, 2006.- 240с.

3 Коровин М.В. Общая химия. - М.: Высшая школа, 2006. - 557 с.

Задание 4 по теме «Растворы»

1. Примеры решения задач

1.1 Процентная концентрация

Пример 1

а) Определите массовую долю (%) хлорида калия в растворе, содержащем 0,053 кг KCl в 0,5 л раствора, плотность которого 1063 кг/м³.

Решение:

Массовая доля ω или С% показывает, сколько единиц массы растворенного вещества содержится в 100 единицах массы раствора. Массовая доля - безразмерная величина, ее выражают в долях единицы или процентах:

где ω_A - массовая доля (%) растворенного вещества;

m_A- масса растворенного вещества, г;

m_р-ра – масса раствора, г.

Масса раствора равна произведению объема раствора V на его плотность ρ:

m=ρV, тогда

Массовая доля хлорида калия в растворе равна:

Пример 2

Какой объем раствора азотной кислоты с массовой долей HNO₃ 30% (ρ=1180кг/м³) требуется для приготовления 20 л 0,5 М раствора этой кислоты?

Решение: Сначала определяем массу азотной кислоты в 20 л 0,5 М раствора:

M (HNO₃)=63,01 г/моль;

m_HNO3=0,5∙63,01∙20=630,1 г.

Определим, в каком объеме раствора с массовой долей HNO₃ 30% содержится 630,1 г HNO₃ :

Следовательно , чтобы приготовить 20 л 0,5 М HNO₃, надо израсходовать всего 1,78 л раствора азотной кислоты с массовой долей HNO₃, равной 30%.

Пример 3

Какую массу раствора с массовой долей КОН 20% надо прибавить к 250 г раствора с массовой долей КОН 90%, чтобы получить раствор с ω_КОН=50 %?

Решение: Задача решается с помощью правила смешения. Массу раствора с массовой долей КОН 20 % обозначим через х.

Тогда 3х=1000; х=333,3.

Для получения раствора с массовой долей КОН 50 % необходимо к 250 г раствора КОН с ω=90 % прибавить 333,3 г раствора КОН с 20 %.

Задачи такого типа решают с помощью диагональной схемы или «правила креста»: точкой пересечения двух отрезков прямой обозначают свойства смеси, которую необходимо получить.

20 (90-50)=40

50

90 (50-20)=30

Массы исходных растворов, необходимые для приготовления смеси, обратно пропорциональны разностям между концентрациями заданного и менее концентрированного раствора и более концентрированного и заданного растворов:

Также эту задачу можно решить, учитывая, что при сливании двух растворов суммируется масса растворенного вещества. Пусть масса 20% раствора х г, тогда масса КОН в нем 0,2 х. Масса КОН во втором растворе 0,9 · 250 = 225 г. Масса вещества в итоговом растворе 0,5 · (250 + х). Таким образом,

0,2х + 225 = 0,5(250+х); х=333,3 г.

2. Молярная и эквивалентная концентрации

Пример 1

Какова масса NaOH, содержащегося в 0,2 л раствора, если молярная концентрация раствора 0,2 моль/л?

Решение:

Молярная концентрация С_м или М (молярность) показывает количество растворенного вещества, содержащегося в 1 л раствора.

Молярную концентрацию (моль/л) выражают формулой

где m₁ - масса растворенного вещества, г;

M - молярная масса растворенного вещества, г/моль;

V - объем раствора, л.

M (NaOН)=40 г/моль. Масса NaOH, содержащегося в растворе, равна

M_NaOH=MV=0,2∙40∙0,2=1,6 г.

Пример 2

Определите молярную концентрацию эквивалента хлорида железа (ІІІ), если в 0,3 л раствора содержится 32,44 г FeCl₃.

Решение:

Молярная концентрация эквивалента вещества (нормальность) показывает число молярных масс эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1л раствора (моль/л):

где m_А - масса растворенного вещества, г;

M (1/zА) - молярная масса эквивалента растворенного вещества, г/моль;

V – объем раствора, л.

Молярная масса эквивалента FeCl₃ равна

Молярная концентрация эквивалента раствора FeCl₃ равна

Пример 3

Определите концентрацию раствора КОН, если на нейтрализацию 0,035 л 0,3 н. H₃PO₄ израсходовано 0,02 л раствора КОН.

Решение:

Из закона эквивалентов следует, что количество эквивалентов веществ, участвующих в химической реакции, одинаково. В реакции участвуют 0,035·0,3=0,0105 эквивалента фосфорной кислоты. Для нейтрализации H₃PO₄

потребуется такое же количество вещества эквивалента КОН, т.е.

V(H₃PO₄)С_Н(H₃PO₄)=V(KOH)С_Н(KOH).

Отсюда