Примеры расчета концентрации растворов

1. Сколько граммов гидроксида натрия потребуется для приготовления 2 л 20%-ного раствора?

Решение. Согласно таблице относительных плотностей, плотность 20%-ного раствора гидроксида натрия – 1,225. Масса 2 л раствора равна:

m = V ·ρ = 2000 · 1,225 = 2450 г.

В 100 г 20%-ного р-ра – 20 г NaOH.

В 2450 г 20%-ного р-ра – x NaOH.

x = 490 г NaOH.

2. Сколько воды необходимо прибавить к 200 мл 68%-ного раствора азотной кислоты (относительная плотность 1,4), чтобы получить 10%-ный раствор кислоты?

Решение. Согласно таблице относительных плотностей 68%-ная азотная кислота имеет плотность 1,4. Масса HNO₃ в 200 мл 68%-ного раствора:

В 100 г р-ра – 68 г HNO₃.

В 200 · 1,4 г р-ра – x HNO₃

x = 190,4 г.

Эта же масса HNO₃ составит 10% массы разбавленного раствора. Масса 10%-ного раствора HNO₃:

В 100 г 10%-ного р-ра – 10 г HNO₃.

В x г 10%-ного р-ра – 190,4 г HNO₃

x = 1904 г.

Для разбавления исходного раствора кислоты необходимо 1624 г или 1624 мл воды (1904 – 280).

3. Сколько миллилитров 96%-ной серной кислоты (относительная плотность 1,84) необходимо взять для приготовления 2 л 0,5 н раствора?

Решение. Эквивалентная масса серной кислоты равна 49 г. В 1 л 0,5 н раствора содержится 24,5 г, а в 2 л раствора – 49 г серной кислоты.

Масса 96%-ного раствора серной кислоты, в котором содержится 49 г сульфата водорода:

В 100 г р-ра – 96 г H₂SO₄.

В x г р-ра – 49 г H₂SO₄.

x = 51,04 г.

Объем 51,04 г 96%-ного раствора H₂SO₄:

4. Рассчитайте объем 40%-ной фосфорной кислоты (ρ = 1,25 г/см³), который потребуется для приготовления 300 мл раствора с массовой долей кислоты 5% (ρ = 1,03 г/см³)?

Решение. Вычислим массу 300 мл раствора с массовой долей фосфорной кислоты 0,05 (5%): m = V · ρ:

m_р-ра = 1,03 · 300 = 309 г.

Определим массу фосфорной кислоты, необходимую для приготовления 300 мл такого раствора: W = m _{в –ва} / m _{p -ра}

m _{в - ва}= ω (H₃PO₄) · mp -ра,

m _{в - ва} = 0,05 · 309 = 15,45 г.

Находим, какая масса раствора 40%-ной фосфорной кислоты (m _{в - ва} = 0,4) содержит 15,45 г Н₃РО₄: m = m _{в - ва} / ω:

m _{р -ра}= 15,45 / 0,4 = 38,63 г.

Рассчитаем V1, занимаемый 38,63 г 40%-ной фосфорной кислоты:

V = mр / ρ,

V((H₃PO₄) = 38,63 / 1,25 = 30,9 мл.

5. К 250 г 18%-ного раствора LiCl добавили 6 г этой же соли. Какова стала массовая доля соли в растворе?

Решение. Вычислим массу LiCl, содержащуюся в исходном растворе:

ω = m _в-ва / m_p-ра,

mp = 250 · 0,18 = 45 г.

После добавления 6 г масса LiCl стала:

m(LiCl) = 45 + 6 = 51 г.

Масса раствора тоже изменилась:

m = 250 + 6 = 256 г.

Находим массовую долю LiCl в полученном растворе:

ω = m(LiCl) / m_p-ра,

ω = 51 / 256 ·100%= 20%.

6. Определите молярную концентрацию раствора, полученного при растворении сульфата натрия массой 42,6 г в воде массой 300 г, если плотность раствора равна 1,12 г/мл.

Решение. Определим массу полученного раствора:

m_p-ра = m(Na₂SO₄) + m(H₂O) = 42,6 + 300 = 342,6 г.

Рассчитаем объем раствора:

V = m/ ρ

V = 342,6 / 1,12 = 306 мл = 0,306 л.

Количество вещества Na₂SO₄ равно:

v(Na₂SO₄) = m(Na₂SO₄) / M(Na₂SO₄).

v(Na₂SO₄) = 42,6 / 142 = 0,3 моль.

Определяем молярную концентрацию раствора:

См = v(Na₂SO₄) / Vр-ра.

См = 0,3 / 0,306 = 0,98 моль / литр.