Практическая работа 5. Способы выражения концентрации растворов. Приготовление растворов определенной концентрации

Цель работы

Усвоить понятия: раствор, концентрация раствора, научиться производить расчеты с использованием понятий: массовая доля вещества, молярная концентрация. Научиться приготавливать растворы с заданной концентрацией.

Пояснения к работе

Растворы

– это однородные (гомогенные) системы, состоящие из двух и более компонентов (составных частей) и продуктов их взаимодействия. Могут существовать растворы твердых, жидких и газообразных веществ в жидких растворителях, а также однородные смеси (растворы) твердых жидких и газообразных веществ.

Растворитель

– это вещество, в котором растворены другие вещества. Если растворитель – вода, говорят о водных растворах. Далее речь пойдет именно о водных растворах. Водные растворы имеют огромное значение в природе и технике. Многие химические реакции протекают в растворах

Важной характеристикой любого раствора является его состав. Содержание растворенного вещества (в определенных единицах) в единице массы или объема раствора называют концентрацией.

Существуют различные способы численного выражения концентрации: массовая доля растворенного вещества, молярная концентрация и др.

Массовая доля растворенного вещества

– это безразмерная физическая величина, равная отношению массы растворенного вещества к общей массе раствора.

ω(X) = m(X)/m_{раствора}

где ω(X) – массовая доля растворенного вещества Х;

m(X) – масса растворенного вещества, [г];

m_{раствора} – общая масса раствора,[г]. m_{раствора} = m_воды + m(X)

Массовую долю растворенного вещества ω(X) обычно выражают в долях единицы или в процентах. Например, массовая доля растворенного вещества – поваренной соли воде равна 0,05 или 5%. Это означает, что в растворе поваренной соли массой 100г. содержится поваренная соль массой 5г. и вода массой 95г.

Молярная концентрация или молярность

– это величина, равная отношению количества растворенного вещества к объему раствора.

C(X) = v(X)/V_{раствора}

где C(X) – молярная концентрация вещества Х, [моль/л];

v(X) – количество вещества Х, содержащегося в растворе,[моль],

v(X)= m(X)/M(X);

V_{раствора} – объем раствора, [л].

Единицы измерения молярной концентрации – моль/л, кмоль/м³.

Для многих расчетов необходимо знать формулу, связывающую массу и объем раствора: плотность раствора ρ = m_{раствора}/V_{раствора}

Основные расчетные формулы

масса раствора	mраствора = mводы + m(X) mраствора = ρ Vраствора
объем раствора	Vраствора = mраствора / ρ Vраствора = v(X)/ C(X)
плотность раствора	ρ = mраствора/Vраствора
масса вещества	m(X) = mраствора - mводы m(X) = v(X) M(X) m(X)= ω(X) mраствора
количество вещества	v(X)= m(X)/M(X) v(X)= C(X) Vраствора
массовая доля вещества	ω(X) = m(X)/mраствора
молярная концентрация вещества	C(X) = v(X)/Vраствора