Формула концентрации раствора. Их множество. И каждая соответствует тому или иному способу выражения концентрации. А в химии их применяются достаточно: массовая доля растворенного вещества, молярная, нормальная, моляльная, титр и др.
Зачем так много? Ответ на этот вопрос очень прост. Каждый вид концентрации удобен в том или ином случае, когда применение другого вида концентрации неуместно.
Например, при исследовании содержания массы вещества в очень небольшом объеме раствора удобно пользоваться титром. А в каких-то технологиях вообще концентрация заменяется другими количественными характеристиками раствора. Так, в технологии посола рыбы для расчета необходимой концентрации тузлука (раствора поваренной соли) используют не его процентную концентрацию, а плотность.
Содержание:
1. Концентрация – что это такое
2. Формула концентрации раствора: основные виды
3. Массовая доля растворенного вещества и примеры ее вычисления
- разбавление раствора водой
- концентрирование раствора путем упаривания
- концентрирование раствора путем добавления растворенного вещества
- смешивание двух растворов
- применение кристаллогидратов для приготовления раствора (задачи на кристаллогидраты)
4. Правило «креста» в химии растворов как метод решения задач на процентную концентрацию растворов
Концентрация – что это такое
Любой раствор имеет различные характеристики: качественные и количественные. Одной из важнейших количественных характеристик является концентрация раствора.
Концентрация раствора – это количество растворенного вещества, содержащееся в определенном количестве раствора.
Как видно из приведенного определения, основными компонентами раствора являются:
— растворитель;
— растворенное вещество.
Растворенного вещества в растворе всегда меньше, а растворителя больше.
И вот именно с вычислением количественного содержания растворенного вещества чаще всего и связаны все расчеты, основанные на применении формулы концентрации раствора.
Существует несколько видов концентрации раствора:
— массовая доля растворенного вещества;
— объемная доля растворенного вещества;
— молярная доля растворенного вещества;
— молярная (или молярность);
— моляльная (или моляльность);
— нормальная (или эквивалентная);
— титр.
Формула концентрации раствора: основные виды
Применение того или иного вида концентрации уместно в каждом конкретном случае. Не существует какой-то универсальной концентрации или универсальной формулы концентрации раствора.
Кстати, с помощью математических преобразований можно перейти от одной концентрации к другой или найти взаимосвязь между разными их видами.
Основные расчетные формулы концентрации раствора приведены в таблице:
Массовая доля растворенного вещества и примеры ее вычисления
Массовая доля растворенного вещества – это отношение массы растворенного вещества к массе раствора.
Ее расчетная формула выглядит так:
где ωр.в-ва – массовая доля растворенного вещества, mр.в-ва – масса растворенного вещества, mр-ра – масса раствора.
ωр.в-ва представляет собой долю или от единицы или от 100%. Так, например, имеется двухпроцентный раствор NaCl. Его концентрация будет записана в первом случае ω(NaCl) = 0,02, а во втором – ω(NaCl) = 2%. Форма записи основной сути не меняет. Можно записывать и так, и так.
Что же означает выражение ω(NaCl) = 0,02 или ω(NaCl) = 2%? Буквально следующее: в 100 г водного раствора поваренной соли содержится 2 г этой соли и 98 г воды.
Необходимо помнить, что раствор состоит из растворителя и растворенного вещества. Поэтому масса раствора будет состоять из массы растворителя и массы растворенного вещества:
Тогда основную расчетную формулу для массовой доли растворенного вещества можно преобразовать:
Очень часто в расчетах с процентной концентрацией используются плотность и объем раствора:
В таком случае основную расчетную формулу концентрации раствора можно преобразовать и так:
В других ситуациях могут использоваться объем и плотность не раствора, а растворителя. Тогда основная формула для расчета концентрации будет выглядеть так:
На практике бывает необходимо не только приготовить раствор с какой-либо определенной концентрацией, но и увеличить, либо уменьшить ее значение. Это достигается различными приемами:
— упариванием раствора;
— добавлением растворенного вещества;
— добавлением к раствору растворителя (например, воды).
Кроме того, приходится часто смешивать друг с другом растворы разных концентраций.
Разберем все возможные случаи.
Мы рекомендуем задачи, в которых речь идет о растворах, решать с использованием схематических рисунков. Это очень наглядно, особенно, когда речь идет о смешивании растворов.
Начнем с самого простого: вычислим концентрацию раствора.
Пример 1. В 200 г воды растворили 40 г глюкозы. Вычислите массовую долю глюкозы в полученном растворе.
Обратите внимание, что речи о каком-либо химическом взаимодействии не идет! Поэтому записывать уравнения реакций не требуется!
Запишем общую формулу для расчета массовой доли растворенного вещества:
В данной задаче глюкоза (C6H12O6) – растворенное вещество, а вода (H2O) – растворитель. Масса раствора будет складываться из массы глюкозы и массы воды:
Пример 2. Рассчитайте, сколько потребуется хлорида калия, чтобы приготовить 300 г раствора с массовой долей соли 6%.
Обратите внимание, для того, чтобы расчеты были менее громоздкими, будем использовать выражение концентрации не в %, а в долях от единицы.
Пример 3. Необходимо приготовить 250 г раствора с массовой долей хлорида магния 24%. Рассчитайте массу требуемых воды и соли.
Так как раствор готовится из хлорида магния и воды, то и масса раствора равна сумме масс хлорида магния и воды:
Рассмотрим задачу, в которой в качестве растворителя выступает не вода, а другое вещество.
Пример 4. В органическом растворителе бензоле объемом 140 мл растворили серу массой 0,6 г. Вычислите массовую долю серы в полученном растворе, если плотность бензола составляет 0,88 г/мл.
Обратите внимание, что здесь:
— масса раствора не известна;
— масса растворителя (бензола) не известна;
— известны объем и плотность растворителя (бензола), что позволяет нам найти его массу;
— масса раствора состоит из массы растворителя (бензол) и массы растворенного вещества (сера).
Объединим все расчетные формулы в одну и подставим в нее имеющиеся численные значения:
Вычисление массовой доли растворенного вещества при разбавлении раствора водой
Разбавление раствора водой приводит к уменьшению его концентрации.
Запомним, что в таких случаях:
— увеличивается масса раствора;
— увеличивается масса растворителя;
— масса растворенного вещества остается постоянной.
Пример 5. К 80 г раствора с массовой долей NH4Cl 12% добавили 40 г воды. Вычислите массовую долю хлорида аммония в полученном растворе.
Объединим все полученные формулы в одну и подставим имеющиеся данные:
Пример 6. Рассчитайте объем раствора фосфорной кислоты (массовая доля кислоты 12%, плотность 1,065 г/мл), который потребуется для приготовления раствора с массовой долей H3РO4 4% объемом 250 мл (плотность 1,02 г/мл).
В данной задаче речь напрямую о разбавлении раствора не идет. Но судя по тому, что исходный раствор имел концентрацию 12%, а конечный – 4%, становится ясно: последний раствор можно получить путем разбавления первого водой.
Вычисление массовой доли растворенного вещества при концентрировании раствора путем упаривания
Упаривание раствора, т.е. его нагревание, при котором происходит испарение воды, приводит к увеличению концентрации.
Учтите, что при этом:
— уменьшается масса раствора;
— уменьшается масса растворителя;
— масса растворенного вещества остается постоянной (при условии, что растворенное вещество не разлагается при данной температуре).
Пример 7. Из 200 г 27%-ного раствора глюкозы выпарили 20 г воды. Определите массовую долю глюкозы в полученном растворе.
Вычисление массовой доли растворенного вещества при концентрировании раствора путем добавления растворенного вещества
Добавление к уже существующему раствору новой порции растворенного вещества приводит к увеличению концентрации раствора.
Помните, что в таких случаях:
— увеличивается масса раствора;
— увеличивается масса растворенного вещества.
Пример 8. Определите массу хлорида калия, который надо добавить к 180 г 15%-ного раствора этой соли, чтобы получить 20%-ный раствор.
Вычисление массовой доли растворенного вещества при смешивании двух растворов
При смешивании двух растворов (речь о растворах одного и того же вещества конечно же) изменяются все количественные характеристики:
— увеличивается масса раствора;
— увеличивается масса растворенного вещества;
— изменяется массовая доля растворенного вещества.
Пример 9. Смешали 80 г 32%-ного раствора и 30 г 10%-ного раствора нитрата меди (II). Какова концентрация соли в полученном растворе?
Вычисление массовой доли растворенного вещества с применением кристаллогидратов для приготовления раствора
Кристаллогидраты используются для приготовления растворов довольно часто. Кристаллогидраты представляют собой вещества, в состав которых помимо основного вещества входят молекулы воды. Например:
CuSO4·5H2O – кристаллогидрат сульфата меди (II) (или медный купорос);
Na2SO4·10H2O – кристаллогидрат сульфата натрия (или глауберова соль).
Больше примеров здесь.
Вода, входящая в состав кристаллогидрата, называется кристаллизационной.
Кристаллогидраты различаются прочностью связи между основным веществом и кристаллизационной водой. Одни из них теряют воду при комнатной температуре с течением времени и перестают быть кристаллогидратами (например, Na2СO3·10H2O). Другие – обезвоживаются только при сильном нагревании (например, CuSO4·5H2O).
При расчете концентрации с использованием кристаллогидратов для получения растворов часто приходится учитывать и кристаллизационную воду.
Но сначала поясним некоторые нюансы на конкретном примере:
1) Формула CuSO4·5H2O означает, что 1 моль CuSO4·5H2O содержит 1 моль CuSO4 и 5 моль H2O. Это можно было бы записать так:
n(CuSO4) = n(CuSO4·5H2O); n(H2O) = 5n(CuSO4·5H2O)
2) Относительная молекулярная (и численно молярная) масса будет складываться из относительной молекулярной массы вещества и относительной молекулярной массы воды. Например:
Mr(CuSO4·5H2O) = Mr(CuSO4) + 5·Mr(H2O) = 160 + 5·18 = 250 и, соответственно,
M(CuSO4·5H2O) = M(CuSO4) + 5·M(H2O) = 160 + 5·18 = 250 г/моль.
3) Еще одну особенность поясним с помощью рисунка:
Итак, разберем несколько типичных задач.
Пример 10. В 60 г воды растворили глауберову соль Na2SO4·10H2O массой 5,6 г. Какова массовая доля сульфата натрия в полученном растворе?
Пример 11. Какая масса железного купороса FeSO4·7H2O и воды потребуется для приготовления 18 кг раствора сульфата железа (II) с массовой долей FeSO4 3%?
Обратите внимание, что масса раствора дана не в граммах (г), а в килограммах (кг). Для того, чтобы привести в ходе расчетов все единицы измерения к единой системе, можно перевести килограммы в граммы и вычислять как обычно.
Но есть более простой способ. Можно считать количество вещества не в моль, а в киломоль (кмоль). Молярную массу вычислять не в г/моль, а в кг/кмоль. В этом случае ответ в задаче мы сразу получим в килограммах.
Пример 12. Вычислите массу кристаллогидрата сульфата никеля NiSO4·7H2O, который надо добавить к 180 г раствора с массовой долей сульфата никеля 1,5%, чтобы получить раствор с массовой долей соли 6%?
Правило «креста» в химии растворов как метод решения задач на процентную концентрацию растворов
Правилом «креста» (или «квадратом Пирсона») очень удобно пользоваться в расчетах, связанных с разбавлением или смешиванием растворов.
Общая схема вычислений выглядит так:
Пример 13. Какую массу 5%-ного раствора глюкозы надо добавить к 70 г 21%-ного раствора этого же вещества, чтобы получить 12%-ный раствор?
Пример 14. Сколько грамм раствора с массовой долей нитрата цинка 26% надо прилить к воде массой 300 г, чтобы получить раствор Zn(NO3)2 12%?
Еще примеры с применением правила «креста» можно посмотреть здесь.
Мы рассмотрели достаточно примеров расчетов, где используется формула такой концентрации раствора как массовая доля растворенного вещества. Как видим, ситуаций, в которых требуется ее применение, множество. Однако, есть достаточно случаев, когда более приемлемыми являются формулы других концентраций (молярной, нормальной, титра и т.д.). Об этом читайте в других статьях.
Чтобы самыми первыми узнавать о новых публикациях на сайте, присоединяйтесь к нашей группе ВКонтакте.
или на Одноклассниках
Пожалуйста, оцените публикацию. Большая просьба, если вы оцениваете публикацию от 1 до 3 звезд, обязательно оставьте свой комментарий с указанием того, что не так с этой публикацией. Мы постараемся устранить недостатки.
Ваше мнение для нас важно!
4.1. Концентрации растворов
Раствор– гомогенная (однородная) система,
состоящая из двух или более компонентов,
состав которой может непрерывно
изменяться в определенных пределах. По
агрегатному состоянию растворы могут
быть газообразными, жидкими и твердыми.
В
растворах выделяют растворитель и
растворенное вещество. Растворителем
называют компонент, который образует
непрерывную среду. остальные
компоненты, которые распределены в
среде растворителя в виде дискретных
частиц, называются растворенными
веществами. Состав раствора (концентрация)
чаще всего выражается следующими
способами.
Массовая
доля или процентное содержание–
соотношение масс растворенного веществаmви раствораmр-р,
выраженное в долях или процентах:
.
(4.1)
Концентрация,
выраженная в граммах на литр, показывает,
какая масса растворенного веществаmв,
выраженная в граммах, содержится в
единице объема раствораVр-р:
(4.2)
Молярная
концентрация, илимолярность, –
число молей растворенного веществаnвв 1 дм3 (1 л) раствора:
.
(4.3)
Моляльная
концентрация, илимоляльность, –
число молей растворенного вещества,
приходящееся на 1 кг растворителя:
.
(4.4)
Мольнаядоляили мольные проценты–
число молей компонента (растворителя
или растворенного вещества), содержащееся
в одном моле раствора:
.
(4.5)
Нормальная
концентрация, илинормальность,
– количество эквивалентовnэврастворенного вещества, содержащееся
в 1 л раствора:
,
(4.6)
где
z– количество обменных
эквивалентов растворенного вещества,
содержащееся в 1 моль вещества.
Для
кислот zсоответствует
основности кислоты, т.е. числу атомов
водорода в составе кислоты, обмениваемых
в данной реакции на металл или
нейтрализуемых основанием.
Для
оснований zсоответствует
кислотности основания, т.е. числу
гидроксильных групп в составе основания,
обмениваемых на кислотный остаток или
нейтрализуемых кислотой.
Для
солей zрассчитывают
как произведение числа атомов и степени
окисления металла в составе соли.
Для
окислителей и восстановителей в
окислительно-восстановительных реакциях
z– изменение их степени
окисления в ходе реакции.
Пример
1. Раствор серной кислоты
в воде с концентрацией 16 % (по массе)
имеет плотностьd= 1,109 г/см3.
Выразить концентрацию этого раствора
всеми возможными способами.
Решение.1.
Выделим мысленно 1 кг раствора и
установим его объем:
.
2. Определим
массу растворенного вещества (H2SO4)
по формуле (4.1):
3. По
формуле (4.2) рассчитаем концентрацию
раствора серной кислоты
4. Найдем
число молей серной кислоты:
5. По
формуле (4.3) вычислим молярную концентрацию
раствора серной кислоты:
6. Найдем
массу растворителя (Н2О):
7. По
формуле (4.4) вычислим моляльную концентрацию
раствора серной кислоты:
8. Найдем
число молей воды:
9. По
формуле (4.5) вычислим мольную долю серной
кислоты:
10. По
формуле (4.6) определим нормальную
концентрацию раствора серной кислоты
(для серной кислоты количество обменных
эквивалентов в 1 моль вещества z= 2):
Пример
2.Какой объем раствора серной
кислоты концентрацией 10 % (d= 1,066 г/см3)
требуется для приготовления 200 мл
1 н. раствора?
Решение.
1. найдем
массу серной кислоты, содержащейся в
200 мл 1 н. раствора. Для этого вычислим
молярную концентрацию раствора по
формуле (4.3):
а также количество вещества серной
кислоты
и ее массу
.
2. Подставим
найденную массу серной кислоты в
уравнение (4.1) и вычислим объем
10-процентного раствора:
Пример
3. Какой объем воды следует добавить
к 500 мл раствора, содержащего 40 г
сульфата никеля, чтобы понизить его
концентрацию до 0,05 моль/л?
Решение.
По уравнению (4.3) вычислим объем 0,05 М
раствора:
и
объем воды:
.
Пример
4. Найти молярную концентрацию раствора
карбоната натрия, полученную при
смешивании 600 мл 2,15-процентного
раствора (d = 1,02 /см3)
и 200 мл 8,82-процентного раствора
(d= 1,09 г/см3).
Решение.
Количество вещества карбоната натрия
в каждом из смешиваемых растворов
соответственно
Молярная
концентрация полученного раствора
Пример
5.Какой объем раствора серной кислоты
концентрацией 0,42 моль/л потребуется
для нейтрализации 20 мл раствора
гидроксида калия концентрацией 6 %
(d= 1,053 г/см3)?
Решение1. Составим
уравнение реакции:
2KOH + H2SO4 K2SO4 + 2H2O.
2. С
учетом уравнения (4.1) найдем количество
вещества KOH
3. По
уравнению реакции на 2 моль KOHприходится 1 моль Н2SO4,
следовательно, для реакции с 0,02 моль
гидроксида калия требуется 0,01 моль
серной кислоты.
4. По
уравнению (4.3) найдем объем раствора
серной кислоты:
Задание I. Выразить
концентрацию заданного в табл.4.1 раствора
всеми возможными способами.
Таблица
4.1
|
Задача |
Вещество |
Концентрация |
Плотность раствора, |
|
1 |
H2SO4 |
15 % |
1,1 |
|
2 |
H3PO4 |
2,79 моль/л |
1,115 |
|
3 |
BaCl2 |
1,69 моль/л |
1,28 |
|
4 |
FeSO4 |
0,3 экв/л |
1,02 |
|
5 |
AlCl3 |
0,55 % |
1,007 |
|
6 |
CaCl2 |
22 % |
1,203 |
|
7 |
Na2CO3 |
0,39 моль/л |
1,019 |
|
8 |
HCl |
0,4 мол. % |
1,002 |
|
9 |
KOH |
3 мол. % |
1,073 |
|
10 |
NaOH |
13 % |
1,142 |
|
11 |
Al2(SO4)3 |
0,15 экв/л |
1,009 |
|
12 |
KMnO4 |
0,25 экв/л |
1,027 |
|
13 |
K2Cr2O7 |
0,18 |
1,033 |
|
14 |
CrCl3 |
0,6 |
1,022 |
|
15 |
CdCl2 |
0,5 |
1,08 |
|
16 |
MnCl2 |
10 |
1,086 |
|
17 |
Hg(NO3)2 |
0,25 |
1,174 |
|
18 |
ZnSO4 |
1,374 |
1,107 |
|
19 |
KOH |
34 |
1,336 |
|
20 |
MgSO4 |
20 |
1,219 |
|
21 |
H2SO4 |
1,56 |
1,095 |
|
22 |
H3PO4 |
7,3 |
1,181 |
|
23 |
NaBr |
5,8 |
1,21 |
|
24 |
NaCl |
7,1 |
1,147 |
|
25 |
HCl |
17,4 |
1,149 |
|
26 |
H2SO4 |
3,4 |
1,109 |
|
27 |
KOH |
6,3 |
1,147 |
|
28 |
H2SO4 |
5,9 |
1,18 |
|
29 |
KOH |
8,107 |
1,336 |
|
30 |
Pb(NO3)2 |
30 |
1,328 |
|
31 |
H3PO4 |
30 % |
1,181 |
|
32 |
NaBr |
26 % |
1,21 |
|
33 |
NaCl |
15 % |
1,109 |
|
34 |
КОН |
560 г/л |
1,411 |
|
35 |
H3PO4 |
855 г/л |
1,426 |
Окончание табл.4.1
|
Задача |
Вещество |
Концентрация |
Плотность раствора, |
|
36 |
H3PO4 |
3 мол. |
1,08 |
|
37 |
HNO3 |
10,4 |
1,31 |
|
38 |
H2SO4 |
40 |
1,303 |
|
39 |
ZnSO4 |
87 г/л |
1,084 |
|
40 |
H2SO4 |
30 |
1,218 |
|
41 |
КОН |
0,12 моль/кг |
1,0 |
|
42 |
HNO3 |
10,4 н. |
1,31 |
|
43 |
NH4OH |
9 % |
0,961 |
|
44 |
NaCl |
4,5% |
1,03 |
|
45 |
CuSO4 |
1,037 |
1,206 |
|
46 |
FeCl3 |
1,9 моль/л |
1,234 |
|
47 |
NH4OH |
10 % |
0,957 |
|
48 |
H2SO4 |
20 % |
1,139 |
|
49 |
H3PO4 |
24 % |
1,14 |
|
50 |
BaCl2 |
10 % |
1,092 |
Задание
II. Решить задачи.
51. Какой
объем 88-процентного раствора серной
кислоты плотностью 1,8 г/см3надо
взять, чтобы приготовить 2 л этой же
кислоты концентрацией 2,36 моль/л?
52.
Какое количество миллилитров 12 н.
раствора едкого кали (КОН) надо взять,
чтобы приготовить 500 мл 15-процентного
раствора едкого кали плотностью
1,14 г/см3?
53. Какое
количество воды надо добавить к 200 мл
52-процентного раствора едкого натра
плотностью 1,35 г/см3, чтобы
получить раствор с концентрацией
2,78 моль/л?
54. Раствор
серной кислоты концентрацией 3 моль/л
имеет плотность 1,18 г/см3. Какое
количество воды надо добавить к 118 г
этого раствора, чтобы получить раствор
с концентрацией 12 %?
55. Сколько
воды надо добавить к 125 мл 26-процентного
раствора соляной кислоты плотностью
1,13 г/см3, чтобы получить раствор
с концентрацией 14,5 %?
56. Какое
количество воды надо добавить к 150 г
раствора хлорида бария в воде (концентрация
2 экв/л, плотность 1,2 г/см3),
чтобы получить раствор с концентрацией
8 %?
57. Какое
количество миллилитров раствора
фосфорной кислоты, мольная доля которого
0,01 (плотность раствора 1,025 г/см3),
надо взять, чтобы получить 200 г раствора
с концентрацией 2,6 %?
58. Сколько
миллилитров 2,25 М раствора хлорида
калия надо взять, чтобы приготовить
1,5 л 6-процентного раствора плотностью
1,04 г/см3?
59. Какой
объем раствора соляной кислоты
(концентрация 38 %, плотность 1,189 г/см3)
потребуется для приготовления 250 мл
0,08 н. раствора?
60. Сколько
миллилитров раствора серной кислоты
(концентрация 96 %, плотность 1,84 г/см3)
потребуется для приготовления 2 л
0,25 н. раствора?
61. Сколько
граммов едкого кали надо взять для
приготовления 2 л раствора концентрацией
10 % и плотностью 1,09 г/см3?
62. Какой
объем раствора серной кислоты (концентрация
98 %, плотность 1,837 г/см3) надо
взять для приготовления 500 мл 0,1 н.
раствора?
63. Какой
объем 3 н. раствора фосфорной кислоты
надо взять для приготовления 1 л 0,5 М
раствора?
64. Как
приготовить 500 мл 0,5 н. раствора
соды из 2 н. ее раствора?
65. Сколько
миллилитров воды надо прибавить к 300 мл
раствора едкого кали, (концентрация
25 %, плотность 1,236 г/см3), чтобы
получить 8-процентный раствор?
66. Какой
объем азотной кислоты (концентрация
56 %, плотность 1,345 г/см3)
потребуется для приготовления 1 л
0,1 М раствора?
67. Сколько
миллилитров воды надо прибавить к 100 мл
раствора серной кислоты (концентрация
48 %, плотность 1,376 г/см3), чтобы
получить 0,5 н. раствор?
68. До
какого объема надо разбавить 200 мл
1 н. раствора хлорида натрия, чтобы
получить раствор концентрацией 4,5 %
и плотностью 1,029 г/см3?
69. Сколько
граммов сульфата натрия надо прибавить
к 1 л раствора (концентрация 10 %,
плотность 1,09 г/см3), чтобы
получить 15-процентный раствор?
70. Сколько
воды надо прибавить к 200 мл раствора
азотной кислоты (концентрация 32 %,
плотность 1,193 г/см3), чтобы
получить 10-процентный раствор?
71. Сколько
раствора соляной кислоты (концентрация
36 %, плотность 1,179 г/см3)
потребуется для приготовления 1 л
0,5 н. раствора?
72. Сколько
воды надо добавить к 50 мл 2 н.
раствора, чтобы получить 0,25 н. раствор?
73. Сколько
граммов хлорида аммония надо добавить
к 5 л 2,1 М раствора плотностью
1,054 г/см3, чтобы получить
20-процентный раствор?
74. Сколько
граммов едкого натра надо взять для
приготовления 2 л раствора концентрацией
10 % и плотностью 1,080 г/см3?
75. Как
приготовить 1 л 1 н. раствора KOH из
49-процентного раствора той же щелочи
плотностью 1,5 г/см3?
76. Имеется
раствор серной кислоты (концентрация
80 %, плотность 1,732 г/см3). Как
из него приготовить 2 л 6 М раствора
H2SO4?
77. Сколько
серной кислоты (концентрация 60 %,
плотность 1,503 г/см3)
надо взять для приготовления 10 л
0,1 н. ее раствора?
78. Сколько
воды надо испарить, чтобы из 10 л 0,25 М
раствора ортофосфорной кислоты получить
6 М раствор?
79. В
лаборатории имеется 20 кг 12-процентного
раствора поташа K2CO3. Сколько
килограммов технического поташа,
содержащего 8 % посторонних примесей,
надо взять для повышения концентрации
имеющегося раствора до 20 %?
80. Какой
объем раствора карбоната натрия
(концентрация 10 %, плотность 1,105 г/см3)
требуется для приготовления 5 л
2-процентного раствора плотностью
1,02 г/см3?
81. Сколько
граммов хлористого аммония потребуется
для приготовления 600 мл
0,5 М раствора?
82. Какую
массу нитрата свинца (II)
надо взять для приготовления 300 мл
0,2 н. раствора?
83. Сколько
граммов медного купороса (пентагидрата
сульфата меди (II)) надо взять для
приготовления 1 л 2 н. раствора?
84. Какой
процентной концентрации получится
соляная кислота, если к 100 мл раствора
HCl (концентрация 36 %, плотность
1,179 г/см3) прибавить 200 мл
воды?
85. Сколько
граммов азотной кислоты содержится в
1 л 36-процентного раствора плотностью
1,221 г/см3?
86. Какой
процентной концентрации получится
раствор, если к 500 мл 30-процентного
раствора КОН плотностью 1,288 г/см3прибавить 500 мл воды?
87. Какой
объем аммиака следует растворить в воде
при 25 °С и 120 кПа для получения 2 л
10-процентного раствора гидроксида
аммония, плотностью 0,96 г/см3?
88. Какая
масса сульфита натрия потребуется для
приготовления 5 л 8-процентного
раствора плотностью 1,075 г/см3?
89. Сколько
воды надо прибавить к 50 мл 2 М
раствора ортофосфорной кислоты, чтобы
получить 0,25 н. раствор?
90. Какой
объем воды потребуется для растворения
67,2 л хлороводорода, приведенного к
нормальным условиям, для получения
9-процентного раствора плотностью
1,04 г/мл?
91. Сколько
граммов десятиводного сульфата натрия
нужно растворить в 800 мл воды для
получения раствора с концентрацией по
безводному сульфату натрия 10 %?
92. Какая
масса хлорида калия потребуется для
приготовления 200 мл раствора с
концентрацией 1,455 моль/л?
93. Необходимо
приготовить 100 г раствора хлорида
бария с концентрацией 5 %. Какая масса
дигидрата хлорида бария потребуется
для этого?
94. Какой
объем раствора серной кислоты (концентрация
30 %, плотность 1,12 г/см3)
потребуется для приготовления 2 л
раствора концентрацией 0,4 н.?
95. Какой
объем аммиака при температуре 25 °С
и давлении 1 атм следует растворить
в 1 л воды для получения раствора
гидроксида аммония концентрацией 20 %?
96. Рассчитать,
какой объем воды следует взять для
растворения 16 г СН3ОН
для получения раствора метанола с
мольной долей 0,02.
97. Раствор
хлорида алюминия в воде имеет концентрацию
2 экв/л и плотность 1,08 г/см3.
К 50 г этого раствора добавили 35 мл
воды, и его плотность стала 1,035 г/см3.
Найти массовую долю хлорида алюминия
в новом растворе.
98. Сколько
5-процентного раствора можно приготовить
из 1 т плавленого сульфида натрия,
содержащего 30 % примесей?
99. Раствор
хлорида алюминия в воде имеет концентрацию
2,18 экв/л и плотность 1,08 г/см3.
К 50 г этого раствора добавили 35 мл
воды и его плотность стала 1,044 г/см3.
Найти концентрацию нового раствора в
процентах.
100. К
200 мл 0,7 н. раствора серной кислоты
прибавили 300 г воды. Рассчитать
конечную концентрацию серной кислоты
в граммах на литр.
101. Смешали
20 мл 0,5 н. раствора соляной кислоты
и 10 мл 0,2 н. раствора гидроксида
бария. Какое вещество и в каком количестве
будет находиться в растворе в избытке?
102.
Раствор хлорида бария содержит 2,3 г
бария. Сколько миллилитров 0,5 н.
раствора серной кислоты потребуется
для осаждения всего бария в виде сульфата?
103. Сколько
и какого вещества останется в избытке,
если к 75 мл 0,3 н. раствора серной
кислоты прибавить 125 мл 0,2 н. раствора
калиевой щелочи?
104. Для
осаждения в виде хлорида всего серебра,
содержащегося в 100 мл раствора нитрата
серебра, потребовалось 50 мл 0,2 н.
раствора соляной кислоты. Какова
нормальность раствора нитрата серебра,
и какая масса хлорида серебра выпала в
осадок?
105. На
нейтрализацию 31 мл 0,16 н. раствора
щелочи требуется 217 мл раствора серной
кислоты. Чему равна нормальность раствора
серной кислоты?
106. Какой
объем 0,3 н. раствора кислоты требуется
для нейтрализации раствора, содержащего
0,32 г гидроксида натрия в 40 мл?
107. На
нейтрализацию 1 л раствора, содержащего
1,4 г гидроксида калия, требуется 50 мл
раствора кислоты. Вычислить нормальность
раствора кислоты.
108. Какая
масса азотной кислоты содержалась в
растворе, если на нейтрализацию его
потребовалось 35 мл 0,4 н. раствора
гидроксида натрия?
109. Сколько
миллилитров 1 н. раствора едкого натра
потребуется для полной нейтрализации
300 мл 0,1 М раствора серной кислоты?
110. Смешали
1 л раствора соляной кислоты
(концентрация 20 %, плотность 1,098 г/см3)
и 1 л раствора соляной кислоты
(концентрация 12,5 %, плотность
1,06 г/см3). Какой молярной
концентрации раствор получится после
смешивания?
111. Сколько
миллилитров 0,1 н. едкого натра (NaOH)
потребуется для осаждения меди в виде
гидроксида из 20 мл раствора сульфата
меди, в 1 л которого содержится 10 г
меди?
112. Сколько
миллилитров соляной кислоты (концентрация
10 %, плотность 1,047 г/ см3)
потребуется для нейтрализации раствора,
содержащего 8,5 г гидроксида бария?
113. Сколько
миллилитров раствора соды, содержащего
в 1 л 21,2 г соли, надо добавить к
30 мл 0,2 н. раствора хлорида кальция
для полного осаждения кальция в виде
карбоната?
114. Сколько
граммов гидроксида железа выпадет в
осадок, если к 500 мл 0,2 н. раствора
хлорида железа (III) добавить избыток
щелочи?
115. В
каком объемном отношении надо смешать
растворы гидроксида бария с концентрацией
95,5 г/л и 0,5 н. соляной кислоты для
получения раствора с нейтральной средой?
116. На
нейтрализацию 20 мл раствора едкого
кали потребовалось 13 мл 0,2 н.
раствора кислоты. Сколько граммов едкого
кали содержится в 1 л раствора?
117. Сколько
миллилитров раствора нитрата серебра,
содержащего 5 г/л серебра, надо добавить
к 10 мл 0,2 н. раствора хлорида натрия,
чтобы полностью удалить из раствора
ионы хлора?
118. Сколько
миллилитров 2 н. серной кислоты
потребуется для превращения 1,56 г
гидроксида алюминия в сульфат алюминия?
119. Сколько
граммов карбоната кальция можно
растворить в 100 мл соляной кислоты
(концентрация 20 %, плотность 1,1 г/см3)?
Вычислить объем, который займет
выделившийся газ при нормальных условиях.
120. К
5 г цинка прибавили 100 мл 10,2-процентной
соляной кислоты (плотность раствора
1,05 г/см3). Какое вещество и в
каком количестве осталось в избытке?
Вычислить объем водорода, выделившегося
при 20 ºС и 750 мм рт. ст.
121. На
нейтрализацию 20 мл раствора гидроксида
калия (концентрация 5,66 %, плотность
1,053 г/см3) пошло 12,1 мл раствора
серной кислоты плотностью 1,052 г/см3.
Определить процентную концентрацию
раствора серной кислоты.
122. Какое
количество миллилитров 0,5 н. раствора
сульфата натрия надо долить к 100 мл
раствора хлорида бария (концентрация
16 %, плотность 1,156 г/см3),
чтобы полностью осадить сульфат-ион?
123. На
нейтрализацию 50 мл раствора фосфорной
кислоты плотностью 1,01 г/см3израсходовано 31,2 г 1 н. раствора
гидроксида натрия плотностью 1,04 г/см3.
Определить процентную концентрацию
фосфорной кислоты.
124. 10 г
сплава меди с цинком обработали соляной
кислотой. При этом выделилось 570 мл
водорода, измеренных при температуре
27 ºС и давлении 105Па. Определить
состав сплава и выразить его в массовых
и мольных долях.
125. При
растворении 15 г сплава серебра с
алюминием раствором едкого натра
выделилось 13 мл водорода, измеренного
при температуре 57 ºС и давлении
15105Па.
Определить состав сплава и выразить
его в массовых и мольных долях.
126. При
растворении в азотной кислоте 5 г
сплава меди и золота выделилось 0,99 мл
оксида азота (II), измеренных при
температуре 37 ºС и давлении 1,2105Па.
Определить состав сплава и выразить
его в массовых и мольных долях.
127. Для
нейтрализации 20 мл 0,1 н. раствора
кислоты потребовалось 8 мл раствора
гидроксида натрия. Сколько граммов NaOH
содержит 1 л этого раствора?
128. Какой
объем 0,2 н. раствора кислоты требуется
для нейтрализации раствора, содержащего
0,51 г гидроксида калия в 30 мл?
129. Сколько
и какого вещества останется в избытке,
если к 150 мл 0,4 н. раствора соляной
кислоты прибавить 250 мл 0,2 н. раствора
гидроксида натрия?
130. Смешали
100 мл 1,5 н. раствора и 100 мл 0,5 н.
раствора серной кислоты. Рассчитать
молярность полученного раствора.
131. К
100 мл раствора едкого натра (концентрация
10 %, плотность 1,109 г/см3)
прибавили 200 мл раствора NaOH (концентрация
20 %, плотность 1,219 г/см3).
Рассчитать нормальность полученного
раствора.
132. К
500 мл раствора хлорида натрия
(концентрация 6 %, плотность 1,04 г/см3)
прибавили 1 л раствора хлорида калия
концентрацией 8 % и
плотностью 1,05 г/см3.
Рассчитать молярную концентрацию
хлорид-иона в растворе после смешения.
133. Смешали
два раствора нитрата натрия концентрацией
0,8 и 0,2 моль/л в пропорции
2:1. Рассчитать молярную концентрацию
полученного раствора.
134. Определить
эквивалентную массу кислоты, если на
нейтрализацию раствора, содержащего
0,63 г кислоты, израсходовано
20 мл 0,5 н. раствора
щелочи.
135. Смешали
2 л раствора сульфата меди (II)
концентрацией 2 % и
плотностью 1,02 г/см3и 1 л раствора хлорида меди (II)
концентрацией 0,1 н. Рассчитать молярную
концентрацию меди в полученном растворе.
136. К
50 мл раствора NaCl концентрацией 10 г/л
прибавили 100 мл раствора NaCl концентрацией
2 г/л. Рассчитать молярную концентрацию
полученного раствора.
137. К
100 л раствора соли железа с содержанием
по железу 5 г/л прибавили 50 л раствора
нитрата железа (III) концентрацией
0,3 моль/л. Рассчитать молярную
концентрацию железа в полученном
растворе.
138. На
нейтрализацию раствора, содержащего
4,05 г кислоты, израсходовано 40 мл
раствора едкого натра (NaOH) концентрацией
10 % и плотностью 1,109 г/см3.
Определить эквивалентную массу кислоты.
139. К
50 л раствора фосфорной кислоты
концентрацией 8 % и плотностью
1,042 г/см3прибавили 2 л фосфата
натрия концентрацией 5 г/л. Рассчитать
молярную концентрацию фосфат-иона в
полученном растворе.
140. Смешали
54 мл раствора NaOH концентрацией 0,5 %
и плотностью 1 г/см3
и 10 мл 2-процентного раствора NaOH
плотностью 1,02 г/см3.
Рассчитать концентрацию полученного
раствора (в процентах).
141. Смешали
120 л раствора с содержанием никеля
0,8 моль/л, 500 л раствора с содержанием
никеля 1 г/л и 50 л раствора
(концентрация NiSO414 %, плотность
1,158 г/см3). Рассчитать молярную
концентрацию никеля в полученном
растворе.
142. На
нейтрализацию 10 мл раствора серной
кислоты концентрацией 22 % и плотностью
1,155 г/см3потребовалось 50 мл
раствора щелочи концентрацией 41,6 г/л.
Определить эквивалентную массу щелочи.
143. Смешали
4 мл серной кислоты (концентрация
40 %, плотность 1,303 г/см3) и
200 мл серной кислоты концентрацией
0,001 моль/л. Рассчитать нормальную
концентрацию полученного раствора.
144. Смешали
8 л раствора соляной кислоты
концентрацией 4 моль/л и 11 л раствора
той же кислоты концентрацией 2 г/л.
Рассчитать концентрацию полученного
раствора в граммах на литр.
145. Сколько
известняка с содержанием карбоната
кальция 70 % потребуется для полной
нейтрализации 10 л серной кислоты
концентрацией 5 г/л?
146. Смешали
7 л раствора магния концентрацией
0,1 моль/л и 5 л раствора соли кальция
концентрацией по кальцию 4 г/л.
Рассчитать общее содержание металлов
в растворе (в молях на литр).
147. К
раствору, содержащему 5 г сульфата
цинка, объемом 2 л добавили 3 л
раствора сульфата меди (II) концентрацией
0,3 моль/л. Рассчитать молярную
концентрацию сульфат-иона в полученном
растворе.
148. Смешали
растворы нитрата аммония концентрацией
0,3 моль/кг и 0,08 моль/л в соотношении
1:3. Рассчитать моляльную концентрацию
полученного раствора. Плотность всех
растворов принять равной 1 г/см3.
149. К
раствору объемом 30 мл, содержащему
10 г серной кислоты в 100 мл раствора,
прибавили 40 мл раствора NaOH, содержащего
9 г гидроксида натрия в 100 мл
раствора. Найти молярную концентрацию
вещества, которое останется в избытке.
150. Смешали
раствор нитрата серебра (концентрация
1 %, плотность 1,01 г/см3) и
раствор соляной кислоты (концентрация
5 %, плотность 1,02 г/см3) в
соотношении 3:4. Рассчитать молярную
концентрацию нитрат-иона в полученном
растворе.
151. Какой
объем раствора серной кислоты (концентрация
10 %, плотность 1,07 г/см3)
потребуется для полной нейтрализации
0,5 л раствора NaOH концентрацией 16 г/л?
152. Смешали
10 мл раствора HCl (концентрация 10 %,
плотность 1,047 г/см3) и 10 мл
раствора HCl (концентрация 6 %, плотность
1,028 г/см3). Рассчитать массовую
долю и молярную концентрацию соляной
кислоты в полученном растворе.
153. Из
раствора нитрата серебра (концентрация
2 %, плотность 1,015 г/см3)
по реакции с хлоридом натрия образуется
14,35 г хлорида серебра. Вычислить
исходный объем раствора нитрата серебра.
154. Смешали
1 л 1 М раствора CuSO4и 2 л
0,5 М раствора CuSO4. Рассчитать
содержание меди в полученном растворе
в граммах на литр.
155. Сколько
миллилитров 0,5 н. раствора сульфата
натрия нужно добавить к 100 мл раствора
хлорида бария (концентрация 16 %,
плотность 1,156 г/см3),
чтобы полностью осадить сульфат-ионы?
156. Металл
вытеснил из 100 мл соляной кислоты
348 мл водорода, измеренного при 20 °С
и 99,5 кПа. Рассчитать нормальную
концентрацию хлорида металла в полученном
растворе.
Download Article
Download Article
In chemistry, a solution’s concentration is how much of a dissolvable substance, known as a solute, is mixed with another substance, called the solvent. The standard formula is C = m/V, where C is the concentration, m is the mass of the solute dissolved, and V is the total volume of the solution. If you have a small concentration, find the answer in parts per million (ppm) to make it easier to follow. In a lab setting, you may be asked to find the molarity, or molar concentration, of the solution instead.
-
1
Find the mass of the solute mixed in with the solvent. The solute is the substance that you’re mixing in to form your solution. If you’re given the mass of the solute in your problem, write it down and be sure to label it with the correct units. If you need to find the mass of the solute, then weigh it on a lab scale and record the measurement.[1]
- If the solute you’re using is a liquid, then you can also calculate the mass using the density formula, where density D = m/V, where m is the mass of the liquid and V is the volume. To find the mass, multiply the density of the liquid by the volume.
Tip: If you need to use a scale, subtract the mass of the container you’re using to hold the solute or else your calculations will be off.
-
2
Record the total volume of the solution. The total volume of the solution is the amount of solvent plus the amount of solute added to it. If you’re finding the volume in a lab, mix the solution in a graduated cylinder or beaker and look at the measurement. Measure the volume from the curve at the top of the solution, or the meniscus, to get the most accurate reading. Record the volume of the solution.[2]
- If you aren’t measuring the volume yourself, you may need to convert the mass of the solute into volume using the density formula.
- For example, if you’re finding the concentration of 3.45 grams of salt in 2 liters of water, you would find the volume of salt using the density formula. Look up the density of salt either in a textbook or online and solve the formula for m. In this case, the density of salt is 2.16 g/mL. The formula would read 2.16 g/mL = (3.45 g)/V. Multiply each side by V to get V(2.16 g/mL) = 3.45 g. Then divide the each side by 2.16 to find the volume, or V = (3.45 g)/(2.16 g/mL) = 1.60 mL.
- Add the volume of the solute to the volume of your solvent, ma. So in this example, 2 L + 1.6 mL = 2,000 mL + 1.6 mL = 2,001.6 mL. You can either leave the measurement in milliliters or convert it back to liters to get 2.002 L.
Advertisement
-
3
Divide the mass of the solute by the total volume of the solution. Write out the equation C = m/V, where m is the mass of the solute and V is the total volume of the solution. Plug in the values you found for the mass and volume, and divide them to find the concentration of your solution. Don’t forget to label to label your answer with the correct units.[3]
- In our example for the concentration of 3.45 grams of salt in 2 liters of water, your equation would be C = (3.45 g)/(2.002 L) = 1.723 g/L.
- Certain problems may ask for your concentration in specific units. Be sure to convert the units before putting them in your final formula.
Advertisement
-
1
Find the mass of the solute in grams. Measure out the mass of the solute that you plan on mixing with your solution. Be sure to subtract the weight of the container you’re using to measure the solute or else your concentration will be inaccurate.[4]
- If your solute is a liquid, you may need to calculate the mass using the formula D = m/V, where D is the liquid’s density, m is the mass, and V is the volume. Look up the density of the liquid in a textbook or online and then solve the equation for the mass.
-
2
Determine the total mass of the solution in grams. The total mass of the solution is the mass of the solvent plus the mass of the solute. Weight the masses using a lab scale or convert the volume of the solvent to mass by using the density formula D = m/V. Add the mass of the solute to the mass of the solvent to find your final volume.[5]
- For example, if you want to find the concentration of 10 g of cocoa powder mixed with 1.2 L of water, you would find the mass of the water using the density formula. The density of water is 1,000 g/L, so your equation would read 1,000 g/L = m/(1.2 L). Multiply each side by 1.2 L to solve the mass in grams, so m = (1.2 L)(1,000 g/L) = 1,200 g. Add the mass of the cocoa powder to get 1,210 g.
-
3
Divide the mass of the solute by the total mass of the solution. Set up your equation so the concentration C = mass of the solute/total mass of the solution. Plug in your values and solve the equation to find the concentration of your solution.[6]
- In our example, C = (10 g)/(1,210 g) = 0.00826.
-
4
Multiply your answer by 100 if you want to find the percent concentration. If you’re asked to list the concentration in a percentage, take the answer you just found and multiply it by 100. Label your final answer with a percentage sign.[7]
- In this example, the percent concentration is (0.00826)(100) = 0.826%.
-
5
Multiply the concentration by 1,000,000 to find the parts per million. Use the number you found for your concentration and multiply it by 1,000,000 or 106. The number will be how many parts per million the solute is. Label your final answer in ppm.[8]
- In our example, the ppm = (0.00826)(1,000,000) = 8,260 ppm.
Tip: Parts per million is usually used for very small concentrations since it’s easier to write and understand than a percentage.
Advertisement
-
1
Add the atomic masses of the solute together to find the molar mass. Look at the elements in the chemical formula for the solute you’re using. List the atomic mass for each element in the solute since atomic and molar mass are the same. Add together the atomic masses from your solute to find the total molar mass. Label the final measurement in g/mol.[9]
- For example, if your solute is potassium hydroxide (KOH), find the atomic masses for potassium, oxygen, and hydrogen and add them together. In this case molar mass = 39 +16 + 1 = 56 g/mol.
- Molarity is used mainly in chemistry when you know the chemical makeup of the solute you’re using.
-
2
Divide the mass of the solute by the molar mass to find the number of moles. Find the mass of the solute you’re adding into your solution using a lab scale if you need to.[10]
Be sure to subtract the mass of the container so you have an accurate reading. Divide the mass you found by the molar mass so you can find how many moles of the solute you’re using. Label your answer with “mol.”[11]
- For example, if you want to find the number of moles in 25 g of potassium hydroxide (KOH), then the equation is mol = (25 g)/(56 g/mol) = 0.45 mol
- Convert the mass of your solute to grams if it isn’t already listed in grams.
- Moles are used to represent the number of atoms in the solution.
-
3
Convert the volume of the solution to liters. Find the volume of the solvent before you mix in the solute.[12]
Use a flask or a graduated cylinder to find the measurement if you aren’t given it. If your measurement is in milliliters, then divide it by 1,000 to convert it to liters.[13]
- In this example, if you’re using 400 mL of water, then divide it by 1,000 to convert it to liters, which is 0.4 L.
- If your solvent is already listed in liters, then you can skip this step.
Tip: You don’t need to include the volume of the solute since it doesn’t usually affect the volume that much. If there is a visible change in volume when you mix the solute with the solvent, then use the total volume instead.
-
4
Divide the moles of solute by the volume of the solution in liters. Set up your equation so the molarity M = mol/V, where mol is the number of moles of the solute and V is the volume of the solvent. Solve the equation and label the answer M.[14]
[15]
- In this example, M = (0.45 mol)/(0.4 L) = 1.125 M.
Advertisement
Calculator, Practice Problems, and Answers
Add New Question
-
Question
How do I convert milligrams to moles?
First, calculate the molar mass of your substance. (Add the atomic masses of the constituent elements.) Then, convert milligrams to grams by dividing by 1000. Finally, divide the grams of your substance by the Molar Mass.
-
Question
If I have a solution with unknown mass, how do I calculate concentration?
Calculate the number of moles using the equation c=n/v for the first given solution.Then using the no of moles calculate the mass using equation n=m/Mr.
-
Question
If I am given two solutions, what is one way of knowing which one is more/less concentrated?
You can perform titrations. Under the Le Chatelier’s principle, the more concentrated one will have faster reacting time due to the fact that the more concentrated one has more molecules of that substance, leading to the ultimate truth that the chances of molecules meeting each other is bigger. Note that this method will not work if you are dropping Transition Metals into room-temperature, concentrated HNO3 or H2SO4 since Iron (and other metals) has the property called passivation. It happens when the metal reacts w/ the acid so quickly that the metal forms a salt, preventing the further reaction to the acid.
See more answers
Ask a Question
200 characters left
Include your email address to get a message when this question is answered.
Submit
Advertisement
-
If you are in a lab and don’t know how much of a solute was added, you can perform a titration test using other reactive chemicals. You do need to learn how to balance chemical equations with stoichiometry.
Advertisement
About This Article
Article SummaryX
To calculate the concentration of a solution, start by converting the solute, or the substance being dissolved, into grams. If you’re converting from milliliters, you may need to look up the solute’s density and then multiply that by the volume to convert to grams. Next, convert the solvent to liters. Finally, divide the solvent by the solute to find the concentration of the solution. To learn how to calculate the concentration of a solution as a percentage or parts per million, scroll down!
Did this summary help you?
Thanks to all authors for creating a page that has been read 1,975,283 times.
Did this article help you?
Загрузить PDF
Загрузить PDF
В химии концентрация раствора показывает, как много растворенного вещества содержится в растворителе. Согласно стандартной формуле C = m/V, где C — концентрация, m — масса растворенного вещества и V — общий объем раствора. При малых концентрациях удобнее вычислять концентрацию в миллионных долях (ppm). Во время лабораторной работы вас могут попросить также вычислить молярность, или молярную концентрацию раствора.
-
1
Найдите массу растворенного вещества. Это вещество добавляют в растворитель, чтобы получить раствор. Если в условии дана масса растворенного вещества, запишите ее и укажите соответствующие единицы измерения. Если эту массу необходимо найти, взвесьте то вещество, которое вы собираетесь растворить, на лабораторных весах и запишите результат измерений.[1]
- Если растворенное вещество имеет жидкую форму, можно вычислить массу с помощью формулы для плотности D = m/V, где m — масса жидкости и V — ее объем. Чтобы найти массу, умножьте плотность жидкости на объем.
Совет: если необходимо использовать весы, вычтите из общей массы массу емкости, в которой находится взвешиваемая жидкость, чтобы получить правильный результат.
-
2
Запишите общий объем раствора. Этот объем равен сумме объема растворителя и растворенного вещества. Если необходимо измерить объем в лаборатории, приготовьте раствор в мерной пробирке или мензурке и определите объем. Чтобы получить более точный результат, определите объем по верхнему краю поверхности раствора (мениска). Запишите найденную величину.[2]
- Если вы не измеряете объем раствора самостоятельно, возможно, потребуется вычислить его по массе и плотности.
- Например, если следует найти концентрацию 3,45 грамма соли, растворенной в 2 литрах воды, можно определить объем по формуле для плотности. Найдите плотность соли в справочнике или интернете и решите уравнение относительно массы m. В данном случае плотность соли составляет 2,16 г/мл (грамма на миллилитр). Получаем 2,16 г/мл = (3,45 г)/V. Умножим обе части равенства на V и получим V(2,16 г/мл) = 3,45 г. После этого поделим каждую часть на 2,16 и найдем объем: V = (3,45 г)/(2,16 г/мл) = 1,60 мл.
- Прибавьте к объему растворенного вещества объем растворителя. В нашем примере имеем 2 л + 1,6 мл = 2000 мл + 1,6 мл = 2001,6 мл. Можно оставить найденный объем в миллилитрах или перевести его в литры: 2,002 л.
-
3
Поделите массу растворенного вещества на общий объем раствора. Запишите уравнение C = m/V, где m — масса растворенного вещества и V — общий объем раствора. Подставьте величины массы и объема и выполните деление, чтобы определить концентрацию раствора. Не забудьте записать в ответе правильные единицы измерения.[3]
- В нашем примере для концентрации 3,45 грамма соли в 2 литрах воды имеем C = (3,45 г)/(2,002 л) = 1,723 г/л.
- В некоторых задачах требуется найти концентрацию в определенных величинах. Не забудьте перевести значения в соответствующие единицы измерения, прежде чем подставлять их в конечную формулу.
Реклама
-
1
Найдите массу растворенного вещества в граммах. Измерьте массу того вещества, которое вы собираетесь добавить в раствор. Не забудьте вычесть массу емкости, если вы используете ее при взвешивании, чтобы получить правильный результат.[4]
- Если растворяемое вещество находится в жидкой форме, можно вычислить его массу с помощью формулы D = m/V, где D — плотность жидкости, m — ее масса и V — объем. Найдите плотность жидкости в справочнике или интернете и решите уравнение относительно массы.
-
2
Определите общую массу раствора в граммах. Общая масса равна сумме масс растворенного вещества и растворителя. Измерьте эти массы с помощью лабораторных весов или переведите объем растворителя в массу с помощью формулы для плотности D = m/V. Сложите массы растворенного вещества и растворителя, чтобы найти общую массу.[5]
- Например, если вы хотите найти концентрацию 10 граммов порошка какао в 1,2 литра воды, определите массу воды по формуле для плотности. Плотность воды составляет 1000 г/л, поэтому получаем 1000 г/л = m/(1,2 л). Умножим обе стороны равенства на 1,2 литра и найдем массу в граммах: m = 1,2 л×1000 г/л = 1200 г. Прибавим массу порошка какао и получим 1210 г.
-
3
Поделите массу растворенного вещества на общую массу раствора. Определим концентрацию как C = масса растворенного вещества/общая масса раствора. Подставьте в это уравнение значения, чтобы найти концентрацию раствора.[6]
- В нашем примере C = (10 г)/(1210 г) = 0,00826.
-
4
Умножьте ответ на 100, если хотите найти концентрацию в процентах. Если требуется определить концентрацию в процентах, умножьте найденный ответ на 100. Запишите полученный результат со знаком процентов.[7]
- В нашем примере концентрация в процентах составляет 0,00826×100 = 0,826 %.
-
5
Умножьте концентрацию на 1000000, чтобы найти миллионные доли. Возьмите найденное значение концентрации и умножьте его на 1000000, или 106. В результате вы найдете, сколько миллионных долей растворенного вещества содержится в растворе. Укажите в ответе единицы измерения в ppm.[8]
- В нашем примере количество миллионных долей ppm = 0,00826×1000000 = 8260 ppm.
Совет: миллионные доли обычно используют для очень малых концентраций, когда легче записать и понять ответ в них, а не в процентах.
Реклама
-
1
Сложите атомные массы растворенного вещества, чтобы найти молярную массу. Посмотрите, из каких химических элементов состоит данное растворенное вещество. Выпишите атомную массу каждого элемента, поскольку атомная и молярная массы равны. Сложите все атомные массы элементов растворенного вещества, чтобы найти общую молярную массу. Укажите в полученном результате, что это г/моль (количество граммов на моль).[9]
- Например, если в качестве растворенного вещества дан гидроксид калия, найдите атомные массы калия, кислорода и водорода и сложите их. В результате получится молярная масса = 39 +16 + 1 = 56 г/моль.
- Молярность используется в химии в основном тогда, когда известен химический состав растворенного вещества.
-
2
Поделите массу растворенного вещества на его молярную массу, чтобы определить количество молей. При необходимости измерьте массу растворенного вещества с помощью лабораторных весов. Не забудьте вычесть массу емкости, чтобы получить правильный результат. Поделите найденную массу на молярную массу, в результате вы узнаете количество молей. Укажите возле ответа «моль».[10]
- К примеру, если вы хотите найти, сколько молей содержится в 25 граммах гидроксида калия (KOH), уравнение будет выглядеть следующим образом: число молей = (25 г)/(56 г/моль) = 0,45 моль.
- Переведите массу растворенного вещества в граммы, если она указана в других единицах измерения.
- Моли показывают количество молекул в растворе.
-
3
Переведите объем раствора в литры. Определите объем растворителя, прежде чем приготовить раствор. Если объем не дан в условии задачи, используйте мерную пробирку или мензурку. Если вы получите результат в миллилитрах, поделите его на 1000, чтобы перевести в литры.[11]
- В рассматриваемом примере если вы используете 400 миллилитров воды, поделите эту величину на 1000, и у вас получится 0,4 литра.
- Если объем растворителя уже указан в литрах, данный шаг можно пропустить.
Совет: обычно нет необходимости учитывать объем растворенного вещества, так как он, как правило, не сильно влияет на общий объем. Однако если объем заметно изменится после того, как вы добавите растворимое вещество, используйте общий объем раствора.
-
4
Поделите количество молей растворенного вещества на объем раствора в литрах. Запишите молярность следующим образом: M = mol/V, где mol — количество молей растворенного вещества и V — объем растворителя. Найдите ответ и поставьте возле него букву «M».[12]
- В нашем примере M = (0,45 моль)/(0,4 л) = 1,125 M.
Реклама
Советы
- Если вы находитесь в лаборатории и не знаете, сколько растворенного вещества было добавлено, можно титровать раствор другими реактивами. При этом необходимо знать, как записывать химические уравнения в стехиометрическом виде.
Реклама
Об этой статье
Эту страницу просматривали 226 882 раза.
