Приклади виконання типових завдань

Задача 1. Потрібно приготувати розчин масою 320 г з масовою часткою калій хлориду 3%. Розрахуйте масу КСl і масу води, які необхідні для приготування розчину.

Розв’язання. Обчислюємо масу калій хлориду, необхідного для приготування розчину:

m(КСl) = ,

де m – маса розчину; ω(КСl) – масова частка калій хлориду.

m(КСl) = = 9,6 г.

Обчислюємо масу води, необхідної для приготування розчину:

m(Н₂О) = m – m(КСl); m(Н₂О) = (320 – 9,6) = 310,4 г.

Відповідь: m(КСl) = 9,6 г; m(Н₂О) = 310,4 г.

Задача 2. Калій нітрат масою 10 г розчинили у воді об’ємом 150 мл. Густина води дорівнює 1 г/мл. Розрахуйте масову частку солі в розчині.

Розв’язання. Масу розчинника (води) визначаємо множенням його об’єму V(Н₂О) на густину ρ(Н₂О):

m(Н₂О) = V(Н₂О) ∙ ρ(Н₂О); m(Н₂О) = 150 ∙ 1 = 150 г.

Обчислюємо масу добутого розчину:

m = m(Н₂О) + m(КNO₃); m = 150 + 10 = 160 г.

Розраховуємо масову частку калій нітрату в розчині:

ω(КNO₃) = ; ω(КNO₃) = = 6,25%.

Відповідь: ω(КNO₃) = 6,25%.

Задача 3. У лабораторії є розчин з масовою часткою натрій гідроксиду 25%, густина якого дорівнює 1,27 г/мл. Розрахуйте його об’єм, який потрібно змішати з водою, щоб добути 500 мл розчину з масовою часткою NаОН 8% (густина 1,09 г/моль).

Розв’язання. При розв’язуванні задачі позначимо величини, що стосуються вихідного розчину, індексом «1» (наприклад, їх – маса вихідного розчину); величини, що стосуються розчину, який потрібно приготувати, – індексом «2» (m₂ — маса розчину, який потрібно приготувати); величини, однакові для обох розчинів, індексами позначати не будемо.

Розраховуємо масу розчину NаОН, який потрібно приготувати:

m₂ = V₂∙ρ₂ ; m₂ = 500 ∙ 1,09 = 545 г.

Визначаємо масу чистого NаОН, який міститиметься в розчині (така сама маса натрій гідроксиду повинна міститися і у вихідному розчині, який буде розбавлятися водою):

m(NаОН) = ; m(NаОН) = = 43,6 г.

Обчислюємо масу розчину з ω₁(NаОН) = 25%, в якому міститься натрій гідроксиду масою 43,6 г.

m₁ = ; m₁ = = 174,4 г.

Розраховуємо об’єм вихідного розчину NаОН, який потрібно розбавити водою:

V₁ = m₁/ρ₁; V₁ = 174,4/1,27 = 137,3 мл.

Відповідь: Об’єм вихідного розчину V₁ = 137,3 мл.

Задача 4. Знайти моляльність, нормальність і молярність 15%-вого (за масою) розчину Н₂SO₄ (ρ = 1,10 г/мл).

Розв'язання. Для обчислення моляльності знайдемо спочатку масу сульфатної кислоти, що відповідає 1000 г води;

1000 : 85 = х : 15; х = 15 ∙ 1000/85 = 176,5 г.

Мольна маса Н₂SO₄ дорівнює 98 г/моль; отже, m = 176,5/98 = 1,80 моль/кг.

Для розрахунків нормальності й молярності розчину знайдемо масу сульфатної кислоти, що міститься в 1000 мл (тобто в 1000 ∙ 1,1 = 1100 г) розчину:

1100 : 100 = y : 15; y = 1100 ∙ 15/100 = 165 г

Еквівалентна маса сульфатної кислоти дорівнює 49 г/моль. Отже, С_н = 165/49 = 3,37 н. і С_м = 165/98 = 1,68 моль/л.

Відповідь: m = 1,80 моль/кг; С_н = 3,37 н; С_м = 1,68 моль/л.

Задача 5. У лабораторії є розчин з масовою часткою сульфатної кислоти 5,5% (густина 1,035 г/мл). Визначте об’єм цього розчину, який потрібний для приготування розчину 0,25 М Н₂SO₄ об’ємом 300 мл.

Розв’язання. Обчислюємо кількість речовини сульфатної кислоти (100%-вого розчину), яка потрібна для приготування розчину 0,25 М Н₂SO₄ об’ємом 0,3 л:

υ(Н₂SO₄) = C(Н₂SO₄) V; υ(Н₂SO₄) = 0,25 ∙ 0,3 = 0,075 моль.

Маса Н₂SO₄ становитиме:

m(Н₂SO₄) = υ(Н₂SO₄) ∙ М(Н₂SO₄); m(Н₂SO₄) = 0,075 ∙ 98 = 7,35 г.

Обчислюємо масу розчину з масовою часткою сульфатної кислоти 5,5%, в якому міститься Н₂SO₄ масою 7,35 г:

m = ; m = ≈ 133,6 г.

Визначаємо об’єм потрібного розчину:

V = m/ρ; V = 133,6/1,035 ≈ 129,1 мл.

Відповідь: V ≈ 129,1 мл.