Способы выражения концентраций растворов Теоретическая часть

Концентрацией называют величину, измеряемую количеством растворенного вещества, содержащееся в определенной массе или объеме раствора или растворителя.

Массовая доля (ω) выражает отношение массы растворенного вещества (m₁) к общей массе раствора (m):

Массовая доля – количество граммов растворенного вещества в 100 г раствора.

Выражается в долях или процентах.

Молярная концентрация показывает, число молей растворённого вещества в одном литре раствора.

Обозначается C(x) и рассчитывается по формуле:

; где

• C(x) – молярная концентрация, (моль/л);

• n(x) – количество растворенного вещества, (моль);

• V – объем раствора, (л).

При приготовлении молярных растворов расчет твердого вещества, кристаллогидрата проводят по формуле:

; где

• m – навеска, (г);

• C(x) – молярная концентрация раствора, (моль/л);

• M(x) –  молярная масса вещества, (г/моль);

• V(x) – объем раствора, (мл);

• 1000 мл – объем раствора.

Если раствор готовят из концентрированного раствора, то объем его рассчитывают по формуле:

; где

• C(x) – молярная концентрация раствора, (моль/л);

• M(x) –  молярная масса вещества, (г/моль);

• V(X) – объем раствора, (мл);

• ρ – плотность раствора, (г/мл);

• ω – массовая доля, (%);

• V_(конц) – объем концентрированного раствора, (мл);

• 10 – пересчетный коэффициент.

Молярная концентрация эквивалента показывает, число моль эквивалентов растворённого вещества в одном литре раствора.

        

Эквивалент – это реальная или условная частица, которая может присоединить или вытеснить 1 протон водорода в кислотно-основных   реакциях или быть эквивалентной 1 электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Фактор эквивалентности ( f_экв.) – это число, показывающее, какая доля реальной частицы вещества эквивалентна одному иону водорода в данной кислотно-основной реакции или одному электрону в окислительно-восстановительной реакции.

                                                    

Молярная масса эквивалента  вещества x – это масса одного моля эквивалента этого вещества. Она равна произведению фактора эквивалентности вещества в реакции на молярную массу вещества (x):

                                                   

Молярная масса эквивалента кислоты равна её молярной массе, делённой на основность кислоты (если расчёт производят по формуле):

Фактор эквивалентности кислоты – величина обратная числу катионов водорода

*при расчёте по уравнению реакции учитывают стехиометрические коэффициенты реакции:

Пример:    2 NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2 H₂O

1 моль гидроксида натрия эквивалентен 0,5 моль серной кислоты. Следовательно, молярная масса эквивалента гидроксида натрия 40 г/моль, то молярная масса эквивалента серной кислоты для этой реакции:

   

    Для уравнения реакции: NaOH + H₂SO₄ = NaHSO₄ + H₂O

1 моль гидроксида натрия эквивалентен 1 молекуле серной кислоты, следовательно, молярная масса эквивалента серной кислоты для данной реакции равна 98 г/моль.

Фактор эквивалентности основания – величина обратная числу гидроксильных групп

Молярная масса эквивалента соли равна молярной массе соли, делённой на произведение степени окисления иона металла и числа его ионов в молекуле соли:

                                      

Фактор эквивалентности соли – величина обратная произведение степени окисления иона металла и числа его ионов в молекуле соли

Молярная масса эквивалента окислителя (восстановителя)  равна  молярной массе окислителя (восстановителя) делённой на число электронов, принятых или отданных одной молекулой данного вещества:

                                       

Фактор эквивалентности окислителя (восстановителя)  – величина обратная числу электронов, принятых или отданных одной молекулой данного вещества:

 KMnO₄ – окислитель, присоединяет 5 электронов

                                          MnO ₄ ^- + 8 H ⁺ _+5ẻ → Mn²⁺ + 4 H₂O (окислитель)

Для приготовления растворов с молярной концентрацией эквивалента расчёт навески сухого вещества проводят по формуле:

                                        , где

• С_f ^_ молярная концентрация эквивалента раствора (моль/л)

• М_f ^_ молярная масса эквивалента (г/моль)

• V _{раствора} ^_ объём раствора (мл)

• m ^_ навеска вещества (г).

 

1.Приготовление растворов с известной массовой долей.

Обучающие задачи