Большинство реактивов продаётся в сухом виде: это или порошок, или мелкие гранулы. Однако используются реактивы чаще всего в виде растворов. Поэтому один из самых частых вопросов от наших покупателей – как из сухого вещества сделать раствор нужной концентрации.
Напоминаем, что все работы с химическими веществами следует проводить с соблюдением необходимых мер безопасности! Используйте средства индивидуальной защиты органов дыхания, глаз и кожных покровов!
В зависимости от способа и методики приготовления растворы можно разделить на приблизительные и точные. Вторые можно приготовить только в лабораторных условиях с использованием дорогостоящего оборудования и посуды.
С другой стороны, “точности” приблизительных растворов вполне достаточно для проведения домашних опытов, удаления ржавчины или загрязнения, очистки или обеззараживания воды в аквариуме или в бассейне, для таких хобби, как химическая металлизация, печать фотографий, выращивание кристаллов, изготовления мыла и свечей и многих других целей.
Растворение химических веществ может производится в разных средах – воде, спирте, кислотах и т.д. В этой статье мы будем говорить только о растворении в воде.
Что такое концентрация раствора?
Концентрацию раствора выражают в процентах, например 10% раствор или 0,5% раствор. Эта цифра показывает, сколько частей вещества приходится на 100 частей раствора.
Так, в 100 граммах 10%-го раствора поваренной соли находится 10 грамм соли и 90 грамм воды. А в 500 граммах 30%-го раствора гидроксида натрия содержится 150 грамм NaOH и 350 грамм воды. Один килограмм 0,2%-го раствора нитрата серебра состоит из 2 грамм нитрата серебра и 998 грамм воды.
Отметим, что существует разница между массовой концентрацией и объемной концентрацией растворов, и эта разница тем больше, чем больше концентрация растворенного вещества и плотность раствора.
Например, чтобы приготовить 1 килограмм 15%-го раствора NaCl нужно смешать 150 грамм соли и 850 грамм воды. Для приготовления же 1 литра 15%-го раствора NaCl понадобится уже 166,2 грамм NaCl и 941,8 грамм воды (при растворении соли в воде объём раствора несколько увеличится), и плотность увеличится с 1,000 (на самом деле 0,998) до 1,108.
Объясняется такая разница тем, что плотность солевого раствора выше, чем плотность чистой воды.
В этой статье, для упрощения, речь всегда будет идти о массовой концентрации раствора, то есть вес раствора будем измерять в граммах, а не в миллилитрах.
Приготовление водного раствора из сухого безводного реактива
Прежде всего, определитесь – какой вес раствора вам понадобится. Если раствор этого вещества нестабилен или он вам нужен для какой-то разовой работы – готовьте столько раствора, сколько нужно сейчас. Если же раствор хорошо хранится и используется время от времени, можно приготовить его с запасом.
Теперь рассчитаем количество вещества, которое нужно взять для приготовления определенной массы раствора определённой концентрации:
Масса вещества в граммах = (концентрация раствора в процентах) * (масса раствора в граммах/100)
Соответственно, масса воды вычисляется как разница между общей массой раствора и массой сухого вещества.
Пример 1: приготовим 5%-й раствор гидроксида натрия (NaOH) массой 500 грамм.
Масса NaOH = (5) * (500 гр/100) = 25 грамм.
Масса воды = 475 грамм.
Пример 2: приготовим 37%-й раствор аммония фосфорнокислого (NH4H2PO4) массой 750 грамм.
Масса (NH4H2PO4) = (37) * (750 гр/100) = 277,5 грмм.
Масса воды = 472,5 грамм.
Остаётся растворить навеску сухого реактива в рассчитанном объёме воды.
Приготовление раствора из водных солей (кристаллогидратов)
Откуда взялась вода в сухом реактиве и что такое “водность” вещества – можно прочитать здесь…
Если вам нужно приготовить раствор из вещества, содержащего кристаллизационную воду (например, медный купорос CuSO4*5H2O, хромокалиевые квасцы KCr(SO4)2*12H2O и тому подобные вещества), то методика расчетов меняется, чтобы учесть уже имеющуюся в веществе воду.
Опять же, начинаем с определения массы раствора, который мы хотим приготовить. Затем вычисляем, сколько вещества должно содержаться в растворе такой массы нужной нам концентрации – формула та же, что и при использовании безводных реактивов.
Масса вещества в граммах = (концентрация раствора в процентах) * (масса раствора в граммах/100)
Далее, пересчитываем массу вещества на кристаллогидрат. Для этого в справочниках (Яндекс или Google – наше всё) находим молярные массы безводной формы этого вещества и кристаллогидрата и вычисляем соотношение – сколько вещества в безводной форме содержится в кристаллогидрате. Так, если молярная масса кристаллогидрата 150 грамм/моль, а безводная форма этого вещества имеет молярную массу 70 грамм/моль, это значит, что в 150 грамм кристаллогидрата содержатся 70 грамм безводной формы вещества.
Определив, какое количество кристаллогидрата вещества нам нужно растворить, вычисляем необходимую массу воды.
Пример 1. Приготовим 500 грамм 15%-го раствора карбоната натрия 10-водного Na2CO3∙ 10H2O
Определяем массу карбоната натрия в 500 граммах 15%-го раствора:
Na2CO3 = (15) * (500 гр/100) = 75 грамм
Делаем пересчет массы на кристаллогидрат. Молярная масса Na2CO3 = 106 грамм/моль, молярная масса Na2CO3∙ 10H2O = 286 грамм/моль. Таким образом, 286 грамм карбоната натрия 10-водного содержат 106 грамм карбоната натрия безводного.
Нам нужно, чтобы в растворе оказалось 75 грамм карбоната натрия безводного. Составляем пропорцию и получаем, что нужно взять 202 грамма карбоната натрия 10-водного.
Последний шаг – посчитать нужное количество воды. 500 грамм минус 202 грамма = 298 грамм воды.
Пример 2. Приготовим 1000 грамм 3%-го раствора сульфата магния 7-водного MgSO4∙ 7H2O
Определяем массу сульфата магния в 1000 граммах 3%-го раствора:
MgSO4 = (3) * (1000 гр/100) = 30 грамм
Делаем пересчет массы на кристаллогидрат. Молярная масса (MgSO4) = 120 грамм/моль, молярная масса (MgSO4∙ 7H2O) = 246 грамм/моль.
Вычисляем, что для того, чтобы получить в растворе 30 грамм сульфата магния нужно взять 62 грамма сульфата магния 7-водного.
Смешиваем 938 грамм воды и 62 грамма сульфата магния 7-водного, получаем нужный результат.
Алгоритм нахождения массы растворенного вещества и массы воды, необходимые для приготовления раствора.
Задача.
Вычислить
массу соли и воды, необходимые для
приготовления 40 г раствора NаСl
с массовой долей 5%.
1.
Запишите условие задачи с помощью
общепринятых обозначений
Д
ано:
m р-ра
= 40г
ω = 5%
m (NаСl)
– ?
m (Н2О)
– ?
Решение:
1. Рассчитайте
массу растворенного вещества по формуле:
m в-ва=
ω ∙
m р-ра/100%
m
(NаСl)
= 5% · 40г/100% = 2г
2. Найдите массу
воды по разности между массой раствора
и массой растворенного вещества:
m р-ля
= m р-ра
– m в-ва
m
(Н2О)
= 40г – 2г = 38 г.
3.
Запишите
ответ.
Ответ: для
приготовления раствора необходимо
взять 2г соли и 38г воды.
Алгоритм нахождения массовой доли растворенного вещества при разбавлении (упаривании) раствора
Задача
К
15% раствору, масса которого 80г, добавили
30г воды. Какой стала массовая доля
растворённого вещества в полученном
растворе?
1. Запишите условие
задачи с помощью общепринятых обозначений.
Д
ано:
ω1
= 15%
mр-ра1=80г
m(Н2О)
= 30г
ω2-?
Решение:
1. В результате
разбавления (упаривания) раствора масса
раствора увеличилась (уменьшилась), а
вещества в нём осталось столько же.
Рассчитайте массу
растворённого вещества, преобразуя
формулу:
ω = m в-ва
/m р-ра
∙ 100%
m в-ва
= ω1·
mр-ра1
/100%
m
в-ва
= 15% · 80г = 12г
2. При разбавлении
раствора общая масса его увеличивается
(при упаривании – уменьшается).
Найдите массу
вновь полученного раствора:
m
р-ра2
= m
р-ра1 +
m(H2O)
m р-ра2
= 80г + 30г=110г
3. Рассчитайте
массовую долю растворённого вещества
в новом растворе:
ω2
= m в-ва /
m р-ра2
∙ 100%
ω2
= 12г/ 110г· 100% = 10,9%
4. Запишите ответ
Ответ:
массовая доля растворенного вещества
в растворе при разбавлении равна 10,9%
Алгоритм решения задач по «правилу креста»
Для получения
раствора с заданной массовой долей (%)
растворенного вещества путем смешивания
двух растворов с известной массовой
долей растворенного вещества пользуются
диагональной схемой (“правило креста”).
Сущность этого
метода состоит в том, что по диагонали
из большей величины массовой доли
растворенного вещества вычитают меньшую.
|
a с – в / с / в а – с |
где а – большая, |
Разности (с-в) и
(а-с) показывают, в каких соотношениях
нужно взять растворы а и в, чтобы получить
раствор с.
Если
для разбавления в качестве исходного
раствора используют чистый растворитель,
например, Н20,
то концентрация его принимается за 0 и
записывается с левой стороны диагональной
схемы.
Задача
Для
обработки рук хирурга, ран, послеоперационного
поля используется йодная настойка с
массовой долей 5%. В каком массовом
соотношении нужно смешать растворы с
массовыми долями йода 2,5% и 30%, чтобы
получить 330 г йодной настойки с массовой
долей йода 5%?
1. Запишите условие
задачи с помощью общепринятых обозначений.
Д
ано:
ω1
= 30%
ω2
= 2,5%
ω3
= 5%
m3
= 330г
m1
= ?
m2
= ?
Решение:
1. Составьте
“диагональную схему”. Для этого
запишите массовые доли исходных растворов
друг под другом, по левую сторону креста,
а в центре заданную массовую долю
раствора.
2,5
/
5
/
30
2.
Вычитают из бóльшей массовой доли
меньшую (30–5=25; 5–2,5=2,5) и находят результаты.
Записывают найденные
результаты с правой стороны диагональной
схемы: при возможности сокращают
полученные числа. В данном случае 25 в
десять раз больше, чем 2,5, то есть вместо
25 записывают 10, вместо 2,5 пишут 1.
30 2,5 (1)
/
5
/
2,5 25 (10)
Числа
(в данном случае 25 и 2,5 или 10 и 1)называют
массовыми числами. Массовые числа
показывают, в каком соотношении необходимо
взять исходные растворы, чтобы получить
раствор с массовой долей йода 5%.
3. Определите массу
30% и 2,5% раствора по формуле:
m
р-ра
= число частей · m3/
сумму массовых частей
m1(30%)
= 1· 330г /1+10 = 30г
m2(2,5%)
= 10 · 330г/ 1+10 = 300г
4. Запишите ответ.
Ответ:
для приготовления 330 г раствора с массовой
долей йода 5% необходимо смешать 300 г
раствора с массовой долей 2,5% и 30 г с
массовой долей 30%.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Загрузить PDF
Загрузить PDF
Простые химические растворы можно легко приготовить различными способами в домашних условиях или на работе. Независимо от того, получаете ли вы раствор из порошкового материала или разбавляете жидкость, можно легко определить правильное количество каждого компонента. При приготовлении химических растворов не забывайте использовать персональные средства защиты, чтобы избежать повреждений.
-
1
Определите процентное содержание по весу/объему раствора. Проценты показывают, сколько частей вещества приходится на сто частей раствора. В применении к химическим растворам это означает, что если концентрация составляет 1 процент, значит, в 100 миллилитрах раствора содержится 1 грамм вещества, то есть 1 мл/100 мл.[1]
- Например, по весу: 10-процентный раствор по весу содержит 10 граммов вещества, растворенные в 100 миллилитрах раствора.
- Например, по объему: 23-процентный раствор по объему содержит 23 миллилитра жидкого соединения в каждых 100 миллилитрах раствора.
-
2
Определите объем раствора, который вы хотите приготовить. Чтобы выяснить требующуюся массу вещества, сначала следует определить конечный объем необходимого вам раствора. Этот объем зависит от того, какое количество раствора вам понадобится, как часто вы его будете использовать, и от стабильности готового раствора.
- Если каждый раз необходимо использовать свежий раствор, приготовьте лишь такое количество, которое необходимо для одного раза.
- Если раствор сохраняет свои свойства в течение длительного времени, можно приготовить большее количество, чтобы использовать его в дальнейшем.
- Пример: необходимо приготовить 5-процентный раствор NaCl объемом 500 миллилитров.
-
3
Рассчитайте количество граммов вещества, которое требуется для приготовления раствора. Чтобы вычислить необходимое число граммов, используйте следующую формулу: число граммов = (необходимые проценты)(требуемый объем/100 мл). При этом необходимые проценты выражаются в граммах, а требуемый объем — в миллилитрах.[2]
- Пример: необходимо приготовить 5-процентный раствор NaCl объемом 500 миллилитров.
- число граммов = (5г)(500мл/100мл) = 25 граммов.
- Если NaCl дан в виде раствора, просто возьмите 25 миллилитров NaCl вместо количества граммов порошка и вычтите этот объем из конечного объема: 25 миллилитров NaCl на 475 миллилитров воды.
-
4
Взвесьте вещество. После того как вы посчитаете необходимую массу вещества, следует отмерить это количество. Возьмите откалиброванные весы, поместите на них чашу и выставьте ноль. Взвесьте необходимое количество вещества в граммах и отсыпьте его.
- Прежде чем продолжать готовить раствор, обязательно очистите чашу весов от остатков порошка.
- В приведенном выше примере необходимо взвесить 25 граммов NaCl.
-
5
Растворите вещество в необходимом количестве жидкости. Если не указано другого, то в качестве растворителя используется вода. Возьмите мерную мензурку и отмерьте необходимое количество жидкости. После этого растворите в жидкости порошковый материал.[3]
- Подпишите емкость, в которой вы будете хранить раствор. Отчетливо укажите на ней вещество и его концентрацию.
- Пример: растворите в 500 миллилитрах воды 25 граммов NaCl, чтобы получить 5-процентный раствор.
- Помните, что если вы разбавляете жидкое вещество, для получения необходимого количества воды следует вычесть объем добавляемого вещества из конечного объема раствора: 500 мл – 25 мл = 475 мл воды.
Реклама
-
1
Определите молекулярный вес используемого вещества по формуле. Молекулярный вес по формуле (или просто молекулярный вес) соединения записывается в граммах на моль (г/моль) на стенке бутылки. Если вы не можете найти на бутылке молекулярный вес, поищите его в интернете.[4]
- Молекулярный вес вещества представляет собой массу (в граммах) одного моля этого вещества.
- Пример: молекулярный вес хлорида натрия (NaCl) составляет 58,44 г/моль.
-
2
Определите объем необходимого раствора в литрах. Очень просто приготовить один литр раствора, так как его молярность выражается в молях/литр, однако может потребоваться сделать больше или меньше литра, в зависимости от назначения раствора. Используйте конечный объем, чтобы рассчитать необходимое число граммов.[5]
- Пример: необходимо приготовить 50 миллилитров раствора с мольной долей NaCl 0,75.
- Чтобы перевести миллилитры в литры, поделим их на 1000 и получим 0,05 литра.
-
3
Рассчитайте число граммов, необходимое для приготовления требуемого молекулярного раствора. Для этого следует использовать следующую формулу: число граммов = (необходимый объем)(необходимая молярность)(молекулярный вес по формуле). Помните, что необходимый объем выражается в литрах, молярность — в молях на литр, а молекулярный вес по формуле — в граммах на моль.[6]
- Пример: если вы хотите приготовить 50 миллилитров раствора с мольной долей NaCl 0,75 (молекулярный вес по формуле: 58,44 г/моль), следует рассчитать количество граммов NaCl.
- число граммов = 0,05 л * 0,75 моль/л * 58,44 г/моль = 2,19 грамма NaCl.
- Сократив единицы измерения, вы получите граммы вещества.
-
4
Взвесьте вещество. С помощью правильно откалиброванных весов отвесьте необходимое количество вещества. Разместите на весах чашу и выставьте ноль перед взвешиванием. Добавляйте в чашу вещество до тех пор, пока не получите необходимую массу.
- После использования очистите чашу весов.
- Пример: взвесьте 2,19 грамма NaCl.
-
5
Растворите порошок в необходимом количестве жидкости. Если не указано другого, для приготовления большинства растворов используется вода. При этом берется такой же объем жидкости, который использовался при расчете массы вещества. Добавьте вещество в воду и перемешайте ее до полного растворения.
- Подпишите емкость с раствором. Отчетливо обозначьте растворенное вещество и молярность, чтобы можно было использовать раствор в дальнейшем.
- Пример: с помощью мензурки (инструмент для измерения объема) отмерьте 50 миллилитров воды и растворите в ней 2,19 грамма NaCl.
- Перемешивайте раствор до тех пор, пока порошок не растворится полностью.
Реклама
-
1
Определите концентрацию каждого раствора. При разбавлении растворов необходимо знать концентрацию исходного раствора и того раствора, который вы хотите получить. Данный метод подходит для разбавления концентрированных растворов.[7]
- Пример: необходимо приготовить 75 миллилитров раствора NaCl концентрации 1,5 M из раствора концентрации 5 M. Исходный раствор имеет концентрацию 5 M, и необходимо разбавить его до концентрации 1,5 M.
-
2
Определите объем конечного раствора. Необходимо найти объем того раствора, который вы хотите получить. Вам придется рассчитать количество раствора, который потребуется, чтобы разбавить данный раствор до получения необходимых концентрации и объема.[8]
- Пример: необходимо приготовить 75 миллилитров раствора NaCl концентрации 1,5 M из начального раствора концентрации 5 M. В этом примере конечный объем раствора составляет 75 миллилитров.
-
3
Рассчитайте объем раствора, который понадобится для разведения начального раствора. Для этого вам понадобится следующая формула: V1C1=V2C2, где V1 — объем необходимого раствора, C1 — его концентрация, V2 — объем конечного раствора, C2 — его концентрация.[9]
- Чтобы рассчитать объем требуемой жидкости, необходимо переписать равенство относительно V1: V1 = (V2C2)/C1.
- Пример: необходимо приготовить 75 миллилитров раствор NaCl концентрацией 1,5 M из раствора концентрации 5 M.
- V1 = (V2C2)/C1 = (0,075 л * 1,5 M)/5M = 0,0225 л.
- Переведем литры обратно в миллилитры путем умножения на 1000 и получим 22,5 миллилитра.
-
4
Вычтем объем исходного раствора из планируемого конечного объема. В результате разведения раствора необходимо получить фиксированный конечный объем. Чтобы определить объем разбавляющего раствора, вычтите из конечного объема объем исходного раствора.
- Пример: конечный объем составляет 75 миллилитров, а исходный объем равен 22,5 миллилитра. Таким образом, получаем 75 – 22,5 = 52,5 миллилитра. Именно такой объем жидкости понадобится для разбавления раствора.
-
5
Смешайте рассчитанное количество исходного раствора с разбавляющей жидкостью. С помощью мензурки (инструмент для измерения объема жидкости) отмерьте необходимое количество исходного раствора и смешайте его с требуемым объемом разбавляющей жидкости.
- Пример: отмерьте 22,5 миллилитра исходного раствора NaCl концентрации 5 M и разбавьте его 52,5 миллилитрами воды. Перемешайте раствор.
- Напишите на емкости с разбавленным раствором его концентрацию и состав: 1,5 M NaCl.
- Помните: если вы разбавляете кислоту водой, следует добавлять кислоту в воду, но ни в коем случае не наоборот.
Реклама
-
1
Используйте средства индивидуальной защиты. При работе с агрессивными химическими веществами и растворами следует защититься от их воздействия. Обязательно наденьте лабораторный халат, закрытую обувь, защитные очки и перчатки.
- Используйте лабораторный халат из негорючего материала.
- Защитные очки должны иметь боковые щитки, которые прикрывают глаза сбоку.
-
2
Работайте в хорошо проветриваемом месте. При смешивании растворов могут выделяться летучие газы. С некоторыми веществами следует работать лишь под лабораторной вытяжкой. Если вы смешиваете растворы дома, откройте окна и включите вентилятор, чтобы обеспечить достаточную циркуляцию воздуха.
-
3
Добавляйте кислоту в воду. При разведении концентрированных кислот всегда добавляйте кислоту в воду. При смешивании воды и кислоты происходит экзотермическая (с выделением теплоты) реакция, что может привести к взрыву в том случае, если добавлять воду в кислоту, а не наоборот.[10]
- Вспоминайте меры безопасности каждый раз, когда вам предстоит работать с кислотами.
Реклама
Советы
- Прежде чем приступить к работе, ознакомьтесь с предметом. Знание — сила!
- Попробуйте использовать обычные бытовые вещества. Не пытайтесь сделать что-нибудь экстраординарное. Если вы подозреваете, что может возникнуть опасность, откажитесь от задуманного.
Реклама
Предупреждения
- Не смешивайте отбеливатель и аммиак.
- При необходимости используйте средства безопасности, защитные очки, пластиковый фартук и неопреновые перчатки.
Реклама
Что вам понадобится
- Точные механические или электронные весы, чтобы определить массу. К примеру, можно использовать кухонные весы.
- Проградуированная стеклянная посуда. Такую посуду можно найти в магазине кухонной утвари или заказать через интернет. Измерительная посуда отличается разнообразием форм и размеров. Подойдет пластиковая посуда, хотя она не выдерживает высоких температур.
Об этой статье
Эту страницу просматривали 30 074 раза.
Была ли эта статья полезной?
В ПОМОЩЬ МОЛОДОМУ
УЧИТЕЛЮ
Расчеты концентрации
растворенных веществ
в растворах
Решение задач на разбавление растворов особой
сложности не представляет, однако требует
внимательности и некоторого напряжения. Тем не
менее можно упростить решение этих задач,
используя закон разбавления, которым пользуются
в аналитической химии при титровании растворов.
Во всех задачниках по химии показаны решения
задач, представленных как образец решения, и во
всех решениях используется закон разбавления,
принцип которого состоит в том, что количество
растворенного вещества 
и масса m в исходном и разбавленном
растворах остаются неизменными. Когда мы решаем
задачу, то это условие держим в уме, а расчет
записываем по частям и постепенно, шаг за шагом,
приближаемся к конечному результату.
Рассмотрим проблему решения задач на
разбавление, исходя из следующих соображений.
• Количество растворенного вещества :
= c•V,
где c – молярная концентрация
растворенного вещества в моль/л, V – объем
раствора в л.
• Масса растворенного вещества m(р.в.):
m(р. в.) = m(р-ра)•
,
где m(р-ра) – масса раствора в г, – массовая доля
растворенного вещества.
Обозначим в исходном (или неразбавленном)
растворе величины c, V, m(р-ра), через с1, V1,
m1(р-ра), 1,
а в разбавленном растворе – через с2, V2,
m2(р-ра), 2.
Составим уравнения разбавления растворов. Левые
части уравнений отведем для исходных
(неразбавленных) растворов, а правые части – для
разбавленных растворов.
Неизменность количества растворенного вещества
при разбавлении будет иметь вид:
Сохранение массы m(р. в.):
Количество растворенного вещества связано с его массой m
(р. в.) cоотношением:
= m(р.
в.)/M(р. в.),
где M(р. в.) – молярная масса растворенного
вещества в г/моль.
Уравнения разбавления (1) и (2) связаны между собой
следующим образом:
с1•V1 = m2(р-ра)•2/M(р. в.),
m1(р-ра)•1 = с2•V2•M(р.
в.).
Если в задаче известен объем растворенного
газа V(газа), то его количество вещества связано с объемом
газа (н.у.) отношением:
= V(газа)/22,4.
Уравнения разбавления примут соответственно
вид:
V(газа)/22,4 = с2•V2,
V(газа)/22,4 = m2(р-ра)•2/M(газа).
Если в задаче известны масса вещества или
количество вещества, взятого для приготовления
раствора, то в левой части уравнения разбавления
ставится m(р. в.) или , в зависимости от условия задачи.
Если по условию задачи требуется объединить
растворы разной концентрации одного и того же
вещества, то в левой части уравнения массы
растворенных веществ суммируются.
Довольно часто в задачах используется плотность
раствора 
(г/мл). Но
поскольку молярная концентрация с
измеряется в моль/л, то и плотность следует
выражать в г/л, а объем V – в л.
Приведем примеры решения «образцовых» задач.
Задача 1. Какой
объем 1М раствора серной кислоты надо взять,
чтобы получить 0,5 л 0,1М H2SO4?
Дано:
с1 = 1 моль/л,
V2 = 0,5 л,
с2 = 0,1 моль/л.
Найти:
V1 = ?
Решение
V1•с1 = V2•с2,
V1•1 = 0,5•0,1; V1 = 0,05 л,
или 50 мл.
Ответ. V1 = 50 мл.
Задача 2 ([1],
№ 4.23). Определите массу раствора с массовой
долей (СuSО4)
10% и массу воды, которые потребуются для
приготовления раствора массой 500 г с массовой
долей
(СuSО4) 2%.
Дано:
1 = 0,1,
m2(р-ра) = 500 г,
2 = 0,02.
Найти:
m1(р-ра) = ?
m(H2O) = ?
Решение
m1(р-ра)•1 = m2(р-ра)•2,
m1(р-ра)•0,1 = 500•0,02.
Отсюда m1(р-ра) = 100 г.
Найдем массу добавляемой воды:
m(H2O) = m2(р-ра) – m1(р-ра),
m(H2O) = 500 – 100 = 400 г.
Ответ. m1(р-ра) = 100 г, m(H2O)
= 400 г.
Задача 3 ([1],
№ 4.37). Какой объем раствора с массовой долей
серной кислоты 9,3%
( = 1,05 г/мл)
потребуется для приготовления 0,35М раствора H2SO4
объемом 40 мл?
Дано:
1 = 0,093,
1 = 1050 г/л,
с2 = 0,35 моль/л,
V2 = 0,04 л,
М(H2SO4) = 98 г/моль.
Найти:
V1 = ?
Решение
m1(р-ра)•1 = V2•с2•М(H2SO4),
V1•1•1
= V2• с2•М(H2SO4).
Подставляем значения известных величин:
V1•1050•0,093 = 0,04•0,35•98.
Отсюда V1 = 0,01405 л, или 14,05 мл.
Ответ. V1 = 14,05 мл.
Задача 4 [2]. Какой
объем хлороводорода (н.у.) и воды потребуется,
чтобы приготовить 1 л раствора ( = 1,05 г/см3), в котором
содержание хлороводорода в массовых долях равно
0,1
(или 10%)?
Дано:
V(р-ра) = 1 л,
(р-ра) = 1050 г/л,
= 0,1,
М(HCl) = 36,5 г/моль.
Найти:
V(HCl) = ?
m(H2O) = ?
Решение
V(HCl)/22,4 = m(р-ра)•/М(HCl),
V(HCl)/22,4 = V(р-ра)•(р-ра)•/М(HCl),
V(HCl)/22,4 = 1•1050•0,1/36,5.
Отсюда V(HCl) = 64,44 л.
Найдем массу добавляемой воды:
m(H2O) = m(р-ра) – m(HСl),
m(H2O) = V(р-ра)•(р-ра) – V(HCl)/22,4• М(HCl),
m(H2O) = 1•1050 – 64,44/22,4•36,5 = 945 г.
Ответ. 64,44 л HCl и 945 г воды.
Задача 5 ([1],
№ 4.34). Определите молярную концентрацию
раствора с массовой долей гидроксида натрия 0,2 и
плотностью 1,22 г/мл.
Дано:
= 0,2,
= 1220 г/л,
М(NaOH) = 40 г/моль.
Найти:
c = ?
Решение
m(р-ра)• = с•V•М(NaOH),
m(р-ра)• = с•m(р-ра)•М(NaOH)/.
Разделим обе части уравнения на m(р-ра) и
подставим численные значения величин.
0,2 = c•40/1220.
Отсюда c = 6,1 моль/л.
Ответ. c = 6,1 моль/л.
Задача 6 ([1],
№ 4.30). Определите молярную концентрацию
раствора, полученного при растворении сульфата
натрия массой 42,6 г в воде массой 300 г, если
плотность полученного раствора равна 1,12 г/мл.
Дано:
m(Na2SO4) = 42,6 г,
m(H2O) = 300 г,
= 1120 г/л,
M(Na2SO4) = 142 г/моль.
Найти:
c = ?
Решение
m(Na2SO4) = с•V•М(Na2SO4).
Подставляя численные значения, получим:
42,6 = с•(42,6 + 300)/1120•142.
Отсюда с = 0,98 моль/л.
Ответ. с = 0,98 моль/л.
Задача 7 ([1],
№ 4.19). В лаборатории имеются растворы с
массовой долей хлорида натрия 10% и 20%. Какую массу
каждого раствора надо взять для получения
раствора с массовой долей соли 12% и массой 300 г?
Дано:
1 = 0,1,
2 = 0,2,
3 = 0,12,
m3(р-ра) = 300 г.
Найти:
m1(р-ра) = ?
m2(р-ра) = ?
Решение
m1(р-ра)•1 + m2(р-ра)•2 = m3(р-ра)•3,
m1(р-ра)•0,1 + m2(р-ра)•0,2
= 300•0,12.
Поскольку m1(р-ра) + m2(р-ра) = 300
г, то получаем систему из двух уравнений с двумя
неизвестными. Решая совместно два уравнения,
находим:
m1(р-ра) = 240 г, m2(р-ра) =
60 г.
Ответ. m1(р-ра) = 240 г, m2(р-ра)
= 60 г.
Задача 8 ([1],
№ 4.48). В воде массой 100 г при температуре 0 °С
растворяется фторид натрия массой 4,1 г, а при
температуре 40 °С – массой 4,5 г. Какая масса
фторида натрия выпадет в осадок при охлаждении
насыщенного при температуре 40 °С раствора NaF
массой 500 г до температуры 0 °С?
Дано:
m1(NaF) = 4,1 г,
m2(NaF) = 4,5 г,
m2(р-ра) = 500 г,
– массовая доля
NaF,
(1 – ) – массовая
доля воды.
Найти:
m(NaF) = ?
Решение
m(NaF) = m2(р-ра) – m1(р-ра).
Поскольку m2(Н2О) (40 °С) = m1(Н2О)
(0 °С), то можно записать:
m2(р-ра)•(1 – 2) = m1(р-ра)•(1 – 1).
Подставляем значения:
500•(1 – 4,5/(4,5 + 100)) = m1(р-ра)•(1 –
4,1/(4,1 + 100)).
Отсюда m1(р-ра) = 104,1/104,5•500 = 498,09 г,
m(NaF) = 500 – 498,09 = 1,91 г.
Ответ. m(NaF) = 1,91 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Хомченко Г.П., Хомченко И.Г. Задачи по химии
для поступающих в вузы. М.: Новая волна, 2002.
2. Фельдман Ф.Г., Рудзитис Г.Е. Химия-9. М.:
Просвещение, 1990, с. 166.
В.И.МАРТЫНОВ,
учитель химии
(пос. Архипо-Осиповка, Краснодарский край)
В лабораторной практике одна из самых популярных задач – приготовление раствора заданной концентрации. В данной статье мы рассмотрим несколько способов определения необходимой массы растворяемого вещества, в зависимости от набора исходных параметров.
1. Допустим требуется приготовить m1 граммов раствора с массовой концентрацией W (%). Для этого нам необходимы две формулы:
где х—масса растворяемого вещества, г; m2 — масса воды, г.
2. Если нужно приготовить определенный объем V (мл) раствора концентрации W, находят по таблицам плотность р (в г/см3) раствора данного вещества c требуемой концентрации. Поскольку А = V*p, для расчета получим следующую формулу:
Необходимая масса воды вычисляется, как и в первом примере по формуле:
3. Если растворяемое вещество является кристаллогидратом, т. е. содержит кристаллизационную воду, для расчета необходимого его количества используют формулу:
где X— необходимая масса кристаллогидрата, г; M1—мольная масса кристаллогидрата; М2—мольная масса вещества без кристаллизационной воды.
Необходимая масса воды вычисляется, как и в первом примере по формуле:
4. При приготовлении раствора объемом V (в мл) заданной нормальности N, вычисляют значение эквивалентной массы Э растворяемого вещества, после чего находят необходимую его навеску (в г) по формуле:
5. При приготовлении раствора с молярной концентрацией применяют аналогичную формулу:
где C — молярная концентрация раствора; Mv— молярная масса растворяемого вещества; V — объем раствора, мл.
Данные формулы будут полезны не только для водных растворов, но и для растворения в других растворителях.
В следующих статьях мы рассмотри другие варианты разбавления. Следите за нашими обновлениями!
