6.3 Решение типовых задач

Задача (приготовление растворов).

1. Сколько грамм КОН необходимо взять чтобы приготовить 250 мл 0,1 н раствора?

Решение: фактор эквивалентности гидроксида калия в ионообменных реакциях равен единице, поэтому молярная масса равна молярной массе эквивалентов, а нормальность раствора равна молярности. Так как молярная и нормальная концентрации выражаются в моль/л, то объём раствора выразим в литрах

V = 0,25л. Концентрация раствора равна:

С_М = Сэкв. = n/V; число молей экв.: n= m/M, тогда: C = m/(V·M) , а

m = C · V · M = 0,1моль/л · 0,25л · 56г/моль = 1,4 г.

2. Сколько грамм 100%-ной фосфорной кислоты надо взять, чтобы приготовить 100 мл 0,3 н раствора этой кислоты? Чему равна молярная концентрация этого раствора?

Решение:

Фосфорная кислота Н₃РО₄ - трехосновная кислота содержит три атома водорода, которые в реакциях ионного обмена могут быть замещены другими катионами, значит фактор эквивалентности fэкв.(Н₃РО₄) = 1/3, а молярная масса эквивалента Мэкв = М ^. fэкв., тогда С_экв. = n_экв./V =m(Н₃РО₄)/V M_экв.= m(Н₃РО₄)/(V ^. М(Н₃РО₄) ^. f_экв.)=

, откуда m(Н₃РО₄) = С_экв. ^. V ^. М(Н₃РО₄) ^. f_экв. = 0,3 моль экв/л ^. 0,1 л ^. 98 г/моль ^. 1/3экв.^-1. = 0,98 г.

Молярная и нормальная концентрации связаны соотношением:

С_М = С_экв. ^. f_экв = 0,3 ^. 1/3 = 0,1 моль/л. Ответ: масса фосфорной кислоты 0,98 г; молярная концентрация 0,1 моль/л.

3. Какой объем раствора НСl с массовой долей растворенного вещества 16,5% и плотностью ρ=1,08 г/мл необходимо взять для получения 500 мл 0,1 М НСl?

Решение: Находим массу НСl, содержащуюся в 500 мл 0,1 М раствора НСl, причем, объём раствора выражаем в литрах, так как молярная концентрация выражается в г/л: m(НСl)= С(НСl) ^. V(НСl) ^. M(НСl) = 0,1моль/л ^. 0,5л ^. 36,5г/моль = 1,82 г (НСl). Далее находим объём исходного раствора, зная, что m(НСl) = w(НСl) ^. m(исх.р-ра), причем, w(НСl) выражаем в долях единицы (16,5% = 0,165):

V(исх.) = m(исх.р-ра)/ρ = m(НСl)/(w(НСl) ^. ρ) = 1,82г /( 0,165 ^. 1,08г/мл) = 10,21мл. Ответ: 10,21мл 16,5% раствора.

4. Сколько грамм 100% серной кислоты необходимо взять, чтобы получить 500 мл раствора, рН которого будет равен 2?

Решение:

Запишем уравнение диссоциации серной кислоты:

H₂SO₄ = 2H⁺ + SO₄^2-, откуда следует, что fэкв.(H₂SO₄) = 1/2; Мэкв. (H₂SO₄)= М (H₂SO₄) ^. fэкв.(H₂SO₄) = 98 ^. 1/2 =49 г/моль экв.

рН = -lg[H⁺]; [H⁺] =Сэкв.(Н⁺)= С_М (Н⁺) =10^-pH = 10^-2 =0,01моль/л. По закону эквивалентов Сэкв.(Н⁺)=Сэкв.(Н₂SО₄), тогда

m(Н₂SО₄) = Сэкв.(Н₂SО₄) ^. V ^. Мэкв.(Н₂SО₄) = 0,01 моль экв/л ^. 0,5 л ^. 49 г/моль. = 0,245 г.

6.4 Задачи для самостоятельного решения

1. Сколько грамм NaОН необходимо взять чтобы приготовить 250 мл 0,1 н раствора?

Ответ: 2,0 г.

2. Сколько грамм 90%-ной серной кислоты надо взять, чтобы приготовить 920 мл 0,1 н раствора этой кислоты? Чему равна молярная концентрация этого раствора?

Ответ: необходимо 5 г серной кислоты. Молярная концентрация этого раствора (С_М) равна 0,05 М.

3. Сколько грамм 10% соляной кислоты необходимо взять, чтобы получить 500 мл раствора, рН которого будет равен 1?

Ответ: 18 г.