I.Способы выражения состава раствора.

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):

, или 100%, (1)

m(B) – масса растворенного вещества, г

mp – масса раствора, г

mp=m(B)+m(H2O), (2)

либо mp= (2а)

Vp— 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

Vp— объем раствора, л

Молярная концентрация эквивалентов сэк(B):

, моль-эк/л; (5)

, моль-эк/л

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

z(B) – число эквивалентности

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

Моляльная концентрация сm(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

Vp— 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 г m 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