5. Растворы. Способы выражения состава

Раствором называется гомогенная система, состоящая из двух или нескольких компонентов, относительное содержание которых может меняться в широких пределах.

Содержание растворенного вещества в растворе может быть выражено либо безразмерными единицами – долями или процентами, либо величинами размерными – концентрациями. Наиболее часто употребляются в химии следующие способы выражения состава раствора:

1. Массовая доля _i– процентное отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора.

2. Мольная доля N_i– отношение количества растворенного вещества (или растворителя) к сумме количеств всех веществ, находящихся в растворе.

3. Молярная концентрация С_Мили молярность М – отношение количества растворенного вещества к объему раствора.

4. Моляльная концентрация С_mили моляльностьμ– отношение количества растворенного вещества к массе растворителя.

5. Эквивалентная концентрация С_Нили нормальность н – отношение числа эквивалентов растворенного вещества к объему раствора.

6. Титр Т – это масса растворенного вещества в 1 см³раствора, г/ см³.

Пример 1. Какую массу воды нужно прибавить к 200 мл 15%-го раствора Н₂SO₄ (=1,11 г/мл), чтобы получить 10% раствор? Какова нормальность исходного раствора?

Решение. масса 200 мл 15%-ного раствора Н₂SO₄ равна 2001,11=222 г. В этом растворе содержится 15% Н₂SO₄ т.е. 2220,15=33,3 г.

1. По условию задачи эта масса составит 10% от общей массы разбавленного раствора. Тогда масса полученного раствора будет равна

.

2. Следовательно, к исходному раствору необходимо добавить воды

m_H2O=m_р²_-ра– m¹_р-ра= 333-222=111г.

2. По определению, нормальность раствора равна количеству эквивалентов Н₂SО₄в 1л раствора:

,

.

Таким образом, нормальность исходного раствора равна 3,4 экв/л.

Ответ: m_Н2О=111 г; С_Н=3,4 н.

пример 2. Рассчитать массу ВаСl₂, содержащегося в 100 мл 0,3Н раствора. Какова массовая доля (%) и молярность этого раствора, если его плотность равна 1,05 г/мл?

Решение 1. В 100 мл 0,3н раствора ВаСl₂ содержится 0,30,1=0,03 эквивалента ВаСl₂. Эквивалентная масса ВаСl₂ равна половине молярной массы, т.е. М_Э(ВаСl₂) =. Масса ВаСl₂ в 100 мл 0,3 н раствора равна

m(ВаСl₂)=1040,03=3,12 г.

2. Для нахождения массовой доли (%) найдем массу раствора:

,

3. Молярность раствора равна количеству молей в 1л раствора. Количество веществаопределяется из выражения

Ответ: m(ВаСl₂) = 3,12 г;ω=3%, С_М=0,15 М.

Задачи к главе 5

1-й уровень

206-210.В какой массе воды нужно растворить 100 г вещества А, чтобы получить Х% по массе раствор? Какова молярность этого раствора, если его плотность равна ρ г/мл?

Задачи	206	207	208	209	210
A	АlСl3	ВаСl2	Са(NО3)2	Н3РO4	К2СО3
X, %	14	24	10	18	6
ρ, г/мл ,,г/мл	1,10	1,25 1 ,_ ~>	1,08	1,10	1,05

211-215. Какую массу вещества А необходимо растворить в воде, чтобы получить 3 л 0,5 М раствора? Какова массовая доля (%) и моляльность этого раствора, если его плотность равна ρ?

Задачи	211	212	213	214	215
А	СrСl3	НNО3	ВаСl2	СuSО4	Zn(NO3)2
ρ, г/мл	1,07	1,02	1,09	1,08	1,08

216-220. Какой объем (мл)x-молярного раствора Н₃PО₄можно приготовить изV, мл,y-молярного раствора? Какова нормальная концентрация приготовленного раствора ?

Задачи	216	217	218	219	220
X, моль/л	1,50	0,50	0,75	3,50	2,25
Y, моль/л	2,25	1,75	3,00	5,25	4,50
V, мл	300	800	400	400	250

2-й уровень

221-225. Вычислите нормальность и титр раствора Н₂С₂О₄·2Н₂О, полученного растворением Х, г ее в Y, см³, воды. Плотность полученного раствора принять равной 1 г/ см³:

Задачи	221	222	223	224	225
Х, г	1,7334	0,8667	1,7334	0,8667	1,7334
Y, см3	250	200	100	500	500

226-230. Смешалиm₁, г,X%-го по массе раствора Н₂SО₄и m₂, г, Y%-го по массе раствора Н₂SО₄. Какова массовая доля (%) Н₂SО₄в смешанном растворе и его нормальная концентрация , если плотность смешанного раствора равна ρ?

Задачи	226	227	228	229	230
m1, г	75	25	75	150	100
Х, %	10	20	15	30	20
m2, г	25	5	225	450	200
Y, % 1 , /0	20	50	5	10	5
ρ, г/мл	1,08	1,18	1,05	1,13	1,07

231-235. КV, мл, 8,28%-го раствора NaОН плотностью 1,09 г/мл прибавили m, гX%-го раствора NаОН. Вычислите массовую долю (%) NаОН в полученном растворе:

Задачи	231	232	233	234	235
V, мл	110	260	180	340	400
m,г ,г	250	140	200	50	100
Х,%	30	25	10	35	15

3-й уровень

236-240. При охлаждении 2,0 кг Х%-го по массе раствора соли А из него выкристаллизовалось m, г, соли. Вычислите массовую долю (%) соли в охлажденном растворе и его нормальную концентрацию, если плотность охлажденного раствора равна:

Задачи	236	237	238	239	240
А	СаBr2	СrСl3	К2СО3	Nа3РО4	SnСl4
Х, %	20	12	18	8	16
m, г	95,0	44,4	136,4	63,2	174,0
,г/мл	1,15	1,10	1,10	1,05	1,06

241-245. В каком объеме воды нужно растворить m, г, кристаллогидрата А, чтобы получить Х%-ый по массе раствор безводной соли?

Задачи	241	242	243	244	245
А	СuSO4·5H2O	ВаСl2·2H2O	ZnSO4·7H2O	FeSO4·7H2O 4	СаСl2·6H2O
m, г Х,%	20	12	180	8	16
Х, %	5,0	4,4	6,4	3,2	1,7