2. Молярная концентрация

Молярная концентрация (молярность) – это количество моль вещества, содержащееся в 1 литре раствора.

С(Х) = , моль/л

где Х – количество вещества, моль;

V – объем раствора, л.

Объем раствора связан с массой раствора следующим образом:

V = , мл,

где ρ – плотность раствора, г/мл.

Молярная концентрация эквивалента – это количество моль вещества эквивалента, содержащееся в 1 литре раствора.

С(Х) = , моль/л

где n(Х) – количество вещества эквивалента, моль;

V – объем раствора, л.

n(Х) = =

где m(X) – молярная масса растворенного вещества;

m(X) – масса растворенного вещества;

m – масса раствора;

ω(Х) – массовая доля раствора.

Молярная концентрация эквивалента всегда больше или равна молярной концентрации. Это положение используется при проверке полученных данных.

С(Х) =

Молярную концентрацию эквивалента часто называют нормальной и обозначают 1,0 н.; 0,5 н. и т.д.

Приведенные выше расчетные формулы позволяют определять объем раствора, количество вещества и количество вещества эквивалента:

V = или V =

n(X) = C(X)·V или n(X) = C(X)·V

2. 1. Определение молярной концентрации вещества с(х) по массе вещества и массы вещества по заданной молярной концентрации

Пример 1. Рассчитать молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента K₂CrO₄, если в 0,55 л раствора растворено 14,7 г вещества (реакции обменные).

Решение:

С(K₂CrO₄) = = = = 0,14 моль/л

Далее определяем фактор эквивалентности K₂CrO₄, он равен .

С(K₂CrO₄) = = = = 0,28 моль/л

или С(K₂CrO₄) = z·С(K₂CrO₄) = 0,14·2 = 0,28 моль/л.

Ответ: С(K₂CrO₄) = 0,14 моль/л; С(K₂CrO₄) = 0,28 моль/л

Пример 2. Определить массу вещества, содержащегося в 200 мл раствора нитрата никеля с молярной концентрацией С(Ni(NO₃)₂) = 0,125 моль/л.

Решение:

m(Ni(NO₃)₂) = n(Ni(NO₃)₂)·m(Ni(NO₃)₂)

Объем раствора необходимо перевести в литры: 200 мл = 0,2 л.

n(Ni(NO₃)₂) = C(Ni(NO₃)₂)·V = 0,125·0,2 = 0,025 моль

m(Ni(NO₃)₂) = 0,025·183 = 4,575 г

Ответ: m(Ni(NO₃)₂) = 4,575 г.

Пример 3. Рассчитать молярную концентрацию эквивалента в растворе HCl. ω(HCl) = 25%, ρ = 1,15 г/мл.

Решение:

С(HCl) = =

m(HCl) = ω(HCl)·m(р-ра) = ω(HCl)·V(р-ра) ρ

Если объем раствора не задан, то удобно принимать его равным 1 л (1000 мл).

m(HCl) = 0,25·1000·1,15 = 287,5 г

С(HCl) = = 7,877 моль/л

Фактор эквивалентности HCl = 1, поэтому молярная концентрация и молярная концентрация эквивалента равны.

Ответ: молярная концентрация эквивалента С(HCl) = 7,877 моль/л.

Пример 4. В 0,6 л воды растворили 100 л бромоводорода. Рассчитать С(HBr) в растворе, если ρ = 1,15 г/мл.

Решение:

С(HBr) =

Рассчитываем количество вещества бромоводорода:

n(HBr) = = = 4,464 моль

Рассчитываем объем раствора:

V = = =

V = = 836 мл = 0,836 л

Находим молярную концентрацию раствора HBr:

С(HBr) = = 5,34 моль/л

Ответ: С(HBr) = 5,34 моль/л

Пример 5. Рассчитать молярную и молярную концентрацию эквивалента раствора мышьяковой кислоты (H₃AsO₄). Плотность раствора 1,08 г/мл, массовая доля H₃AsO₄ 9%.

Решение:

Фактор эквивалентности H₃AsO₄ =

С(H₃AsO₄) = С(H₃AsO₄) = = 3С(H₃AsO₄)

Объем раствора принимаем равным 1 л = 1000 мл.

m(H₃AsO₄) = V·ρ·ω(H₃AsO₄) = 1000·1,08·0,09 = 97,2 г

n(H₃AsO₄) = = = 0,68 моль

С(H₃AsO₄) = = 0,68 моль/л; С(H₃AsO₄) = 3·0,68 = 2,04 моль/л

Ответ: С(H₃AsO₄) = 0,68 моль/л, С(H₃AsO₄) = 2,04 моль/л