2. Розчинність і способи вираження кількісного складу розчинів.

Розчинність різних речовин у тому самому розчиннику або будь-якої речовини в різних розчинниках може коливатись у досить широких межах. Згідно з рекомендаціями ІЮПАК кількісний склад розчину можна виразити концентрацією або долею. Концентрація – це співвідношення неоднотипних величин. Вона має певну розмірність моль/л, г/л та ін. Відношення однотипних величин називається часткою. Частка – безразмірна величина. Розглянемо декілька типів концентрацій і часток.

Масова частка (_i) – це відношення маси m_i розчиненого i–го компоненту до cумарної маси розчину m_i. Масову частку звичайно виражають у частках одиниці або у відсотках.

_i = m_i / m_i, або _i = m_i / m_i ∙100%.

Мольна частка (^χ_i) – це відношення кількості речовини ν_i розчиненого i–го компоненту до сумарної кількості речовини всіх компонентів розчину ν_i

^χ_i = ν_i/ ν_i.

Молярна концентрація (молярність, С_М) – це відношення кількості речовини ν_i розчиненого i–го компоненту до об’єму розчину V, розмірність – моль/л:

C_M = ν_i / V.

Розчини з молярнiстю 1 і 0,1 моль/л називаються одномолярними, децимолярними, тощо. Скорочено записують так: 1M розчин NaOH, 0,1 M розчин HCl.

Молярна концентрація еквівалентів (нормальність, С_н) – це відношення кількості еквівалентів n_i розчиненого i–го компоненту до обєму розчину V, розмірність моль екв/ л:

C_н = n_i екв /V.

Наприклад, розчини, якi мiстять в 1 л 1 та 0,1 молів еквiвалента розчиненої речовини, називаються однонормальними (1 н.) децинормальними (0,1 н.) вiдповiдно.

Згiдно з законом еквiвалентiв речовини реагують без залишку, якщо

C_нIV_I = C_н2V₂.

Це вiдношення використується в об’ємному аналiзi, тобто при визначеннi концентрацiї речовини вимiрюванням об’ємів реагуючих речовин.

Моляльна концентрація (моляльність, С_m) – це кількість речовини ν_i розчиненого i–го компоненту в одному 1 кг розчинника, розмірність моль/кг розчинника.

С_m = ν_i : = · молькг розчинника,

де m_i i M_i – маса і молярна маса розчиненої речовини г, г/моль; – маса розчинника, кг, 1000 – коефіцієнт перерахунку г у кг.

Приклад 1. Знайти маси води і мідного купоросу CuSO₄·5H₂O, необхідні для приготування одного літра розчину, що містить 8% (мас.) безводної солі. Густина 8%-го розчину CuSO₄ дорівнює 1,084 г/мл.

Розв’язання:

1. Маса 1 л розчину (m_р-ну)  ?

m_р-ну = V· = 1000·1,084 = 1084 г.

2. m(CuSO₄ )  ?

У цьому розчині міститься 8% безводної солі, m(СuSO₄) = 1084·0,08 = 86,7г.

3. m(CuSO₄· 5H₂O )  ?

М(CuSO₄· 5H₂O) = 249,7 г/моль; М(CuSO₄ ) = 159,6 г/моль.

Масу CuSO₄ ·5H₂O визначаємо з пропорції:

249,7Г CuSo4· 5h2o містять 159,6 г CuSo4,

а Х г  86,7 гCuSO₄

Х = (249,7·86,7)/159,6 = 135,6 г.

4. m(H₂O )  ?

Необхідна кількість води для розчину складає: 1084 – 135,6 = 948,4 г.

Відповідь: m(CuSO₄· 5H₂O ) = 135,6 г, m(H₂O) = 948,4 г.

Приклад 2. Визначити нормальність та молярність 15 %-го розчину H₂SO₄ ( =1,1 г/мл).

Розв¢язання:

1. m_р-н  ?

m_р-н = V· = 1000 · 1,1 = 1100 г.

2. m(Н₂SO₄)  ?

Знайдемо масу сульфатної кислоти, що міститься у 1 л розчину::