Формулы и зависимости, используемые при приготовлении растворов

1. Растворение вещества в растворителе:

х = Св·а/100; b= а - х,

где х - масса растворяемого вещества, необходимая для приготовления заданного количества (а) раствора с требуемой весовой концентрацией в % (Св); b - масса растворителя.

При растворении кристаллогидрата в воде необходимо учитывать, что содержащаяся в нем кристаллизационная вода разбавляет раствор. Тогда используется формула:

х= Св.в.·z/1-(Св.в.(z-1)/100),

где Св.в. - заданная концентрация безводного вещества в растворе в г на 100 г воды; х -масса кристаллогидрата, которую следует растворить в 100 г воды, чтобы приготовить раствор с концентрацией Св.в., z-отношение М₁/М (М₁ и М - молекулярные массы кристаллогидрата и безводного вещества соответственно)

2. Разбавление раствора растворителем:

х=b(1-n/m); х = а(m/n-1); b=а + х,

где х -масса растворителя, необходимая для разбавления а единиц массы раствора с данной концентрацией (m вес. %) до требуемой (n вес. %); b-масса раствора после разбавления.

3. Концентрирование раствора выпариванием:

х = а(n-m)/n; а = х +b,

где х -масса растворителя, которую необходимо выпарить из а единиц массы раствора с данной концентрацией (m вес. %), чтобы получить раствор с требуемой концентрацией (n вес. %), n>m; b-масса раствора после выпаривания растворителя.

4. Смешение двух растворов с различной концентрацией:

а=с(l-n)/(m-n)=b(l-n)/(m-l); b=а(m-l)/(l-n)=c(m-l)/m-n; с =a+b,

где а - масса раствора с концентрацией m; b - масса раствора с концентрацией n; m и n - концентрации в растворах(в вес. %) до смешения, m>n; с - масса смеси с концентрацией l; l - требуемая концентрация растворенного вещества в смеси (вес. %).

5. Смешение двух растворов различных веществ:

а = m′·c/m; b=n′·c/n; а +b=с

m=m′·c/a; n=n′·c/b; n′=b·n/c; m′ +n′ +l=100,

где а и b - соответственно массы раствора вещества А и раствора вещества В, необходимые для приготовления смеси; m и n - концентрации раствора вещества А (вес. % А) и раствора вещества В (вес. % В); m′ и n′ - процентное содержание вещества А и вещества В в смеси; l - процентное содержание растворителя в смеси.

5. Правило смешения(«правило креста»):

Применяется для упрощения расчетов в случае приготовления раствора заданной концентрации (в вес. %) путем разбавления растворителем или смешения двух растворов.

Заданная концентрация раствора пишется в месте пересечения двух линий, а концентрации исходных растворов (для растворителя она равна нулю) - у концов обеих линий слева. Затем для каждой линии производится вычитание одного стоящего на ней числа из другого и разность записывается у свободного конца той же линии. Направление вычислений указывается стрелками. Полученные числа располагают у концов соответствующей линии справа. Они указывают, сколько единиц массы каждого раствора следует взять, чтобы получить раствор с заданной концентрацией:

а ) 50 15 б) 50 25

25 25

10 25 0 25

А) Для получения 25%-ного раствора из 50 %-ного и 10 %-ного следует взять 15 единиц массы 50 %-ного раствора и 25 единиц массы 10%-ного.

Б) Для разбавления 50%-ного раствора до 25%-ного следует взять 25 единиц массы 50%-ног раствора и 25 единиц массы растворителя.