Министерство образования Российской Федерации

Новосибирский государственный

Архитектурно-строительный университет

Кафедра химии

РАСТВОРЫ

Методические указания по решению задач

индивидуального и контрольного заданий

для студентов I курса всех специальностей

Новосибирск 2004

Методические указания разработаны к.т.н., доцентом В.Н.Зыряновой

Утверждены методической комиссией СТФ

____________2004г.

Рецензент:

-Н.А Старцева, к.х.н., доцент кафедры химии (НГАСУ).

Индивидуальное задание и контрольная работа по теме «Растворы» включают следующие разделы: способы выражения состава раствора; коллигативные свойства разбавленных растворов неэлектролитов и электролитов; водородный и гидроксильный показатели растворов; гидролиз солей.

К выполнению индивидуального задания и контрольной работы следует приступать после изучения раздела курса химии «Растворы» и примеров решения типовых задач, приведенных в данном пособии.

Решение задач и ответы на вопросы должны быть четко обоснованы; необходимо приводить весь ход решения, используемые формулы и математические преобразования.

I.Способы выражения состава раствора.

Раствор – гомогенная (однофазная) термодинамически устойчивая система переменного состава, состоящая из двух (растворитель и растворенное вещество) или более компонентов. Свойства раствора определяются многими факторами, один из них - количество растворенного вещества в растворе. Количественный состав раствора определяют с помощью концентраций.

Массовая доля растворенного вещества ω(В):

, или100%, (1)

m(B) – масса растворенного вещества, г

m_p – масса раствора, г

m_p=m(B)+m(H₂O), (2)

либо m_p=(2а)

V_p- объем раствора, мл

ρ – плотность раствора, г/мл

Молярная доля растворенного вещества x(B):

, (3)

n(B), n(H₂O) – количество вещества (В) и количество вещества растворителя, моль

Молярная концентрация с(B):

, моль/л; (4)

n(B) – количество растворенного вещества, моль

V_p- объем раствора, л

Молярная концентрация эквивалентов с_эк(B):

, моль-эк/л; (5)

, моль-эк/л

n_эк(B) – количество вещества эквивалентов, моль-эк

z(B) – число эквивалентности

M(B) – молярная масса растворенного вещества, г/моль

Моляльная концентрация с_m(B):

, моль/кг (6)

n(B)- количество растворенного вещества, моль

m(H₂O)- масса растворителя, кг

Титр раствора Т(В):

, г/мл (7)

m(B)-масса растворенного вещества, г

V_p- объем раствора, мл

Пример 1. Раствор образован из 10 моль воды и 9г KOH. Определите моляльную концентрацию, массовую и молярную долю КОН в растворе.

Решение. 1) Расчет моляльной концентрации раствора КОН по формуле (6):

, моль/кг; , моль

М(КОН) = 56 г/моль, М(Н₂О) = 18 г/моль,

моль/кг

2) Расчет массовой доли КОН в растворе по формуле (1):

,m(р-ра)= m(KOH) +m(H₂O)

m(р-ра)= 9+1018=189 г, ω(KOH)= 9100/189=4,76%

3) Расчет молярной доли КОН в растворе по формуле (3):

,

моль,

Пример 2. Определите молярную и молярную концентрацию эквивалентов раствора, содержащего 500г воды и 12г соляной кислоты, если плотность раствора равна 1,01г/мл.

Решение. 1) Определим молярную концентрацию раствора по формуле (4):

, моль/л моль;

мл=0,5069 л

моль/л

2) Определим молярную концентрацию эквивалентов раствора HCl по формуле (5):

, моль-эк/л

моль-эк

моль-эк/л

Пример 3. 1 л 30%-ного раствора NaOH с плотностью ρ₁=1,328г/мл разбавили водой до 6 л, полученный раствор имеет плотность ρ₂=1,055 г/мл. Определите молярную, моляльную концентрацию и титр раствора после разбавления.

Решение. 1) Определим состав раствора до разбавления водой:

m₁(р-ра)=V₁ρ₁= 10001,328=1328 г;

Зная, что ω(NaOH) = 30%, составим пропорцию и определим m(NaOH): в 100 г раствора содержится 30г NaOH

в 1328 гm г NaOH

m(NaOH)= г

2) Определим состав раствора после разбавления:

m₂(р-ра)= V₂ρ₂= 60001,055=6330 г

m₂(H₂O)= m₂(р-ра) – m(NaOH) = 6330-398,4= 5931,6 г

3) Определим моляльную концентрацию раствора после разбавления:

моль/кг

4) Определим молярную концентрацию раствора после разбавления:

моль/л

5) Определим титр раствора NaOH после разбавления: г/мл

Пример 4. К 3 л 0,8 М раствора сульфата железа (III) (ρ₁= 1г/мл) добавили 0,2 моль кристаллического Fe₂(SO₄)₃. Определите моляльную, молярную концентрации и массовую долю в полученном растворе, если ρ₂= 1,026 г/мл.

Решение. 1) Определим состав исходного раствора:

г

г

M(Fe₂(SO₄)₃)=400 г/моль

2) Определим состав конечного раствора:

г

г

3) Определим концентрации конечного раствора:

моль/кг

моль/л