Как найти массу данного раствора

Инфоурок

›

Химия

›Другие методич. материалы›Алгоритм нахождения массы раствора

Алгоритм нахождения массы раствора

Как найти массу растворенного вещества

Бывает, что возникает такая задача: как найти массу вещества, содержащегося в том или ином объеме раствора? Ход ее решения зависит от того, какими исходными данными вы располагаете. Оно может быть и очень простым, буквально в одно действие, и более сложным.

Инструкция

Например, вам надо узнать, какое количество поваренной соли содержится в 150 миллилитрах 25%-го раствора. Решение: 25%-й раствор – это значит, что в 100 миллилитрах раствора содержится 25 грамм растворенного вещества (в данном случае поваренной соли). В 150 миллилитрах, соответственно, в полтора раза больше. Произведите умножение: 25* 1,5 = 37,5. Вот и ответ: 37,5 грамм поваренной соли.

Немного видоизмените условия задачи. Предположим, вам даны те же 150 миллилитров раствора поваренной соли. Но вместо массовой концентрации известна молярная – 1 М. Сколько поваренной соли содержится в растворе в этом случае? И здесь нет ничего сложного. Прежде всего, вспомните химическую формулу поваренной соли: NaCl. Заглянув в таблицу Менделеева, уточните атомные массы (округленные) элементов, составляющих это вещество: натрия – 23, хлора – 35,5. Следовательно, молярная масса поваренной соли – 58,5 г/моль.

А что такое молярная концентрация? Это – количество молей растворенного вещества в 1 1 литре 1-молярного раствора поваренной соли содержалось бы 58,5 грамм этого вещества. Сколько же его содержится в 150 миллилитрах? Произведя умножение, получите: 58,5* 0,15 = 8,775 г. Если вам не нужна высокая точность, можно принять результат за 8,78 грамм или за 8,8 грамм.

Предположим, вам известен точный объем раствора и его плотность, но неизвестна концентрация вещества. Как в таком случае определить его количество в растворе? Тут решение займет немного больше времени, но опять-таки не вызовет затруднений. Надо лишь найти любой справочник, где есть таблицы плотностей растворов. Для каждого показателя плотности там приведены соответствующие значения его массовой и молярной концентраций.

Например: даны 200 миллилитров водного раствора вещества Х, с плотностью 1,15 г/мл. По таблице растворимости вы выяснили, что такая плотность соответствует 30%-й концентрации раствора. Сколько вещества Х находится в растворе? Решение: если в 100 миллилитрах раствора содержалось бы 30 грамм вещества Х, то в 200 миллилитрах: 30*2 = 60 грамм.

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

Формула массы раствора

Определение и формула массы раствора

В лабораториях и промышленности чаще имеют дело не с индивидуальными веществами, а с гетерогенными или гомогенными смесями двух и более вещества. Гомогенные смеси веществ переменного состава называют растворами. Компонент раствора, концентрация которого выше других компонентов, является растворителем. Растворитель сохраняет свое фазовое состояние при образовании раствора. Различают газовые, жидкие и твердые растворы.

При вычислении концентрации какого-либо компонента жидкого раствора важно знать и уметь рассчитывать величину массы раствора. Это сумма масс всех компонентов, составляющих раствор (и растворенных веществ, и растворителя).

Для вычисления массы раствора можно использовать следующие формулы:

где m_solute – масса растворенного вещества, а w — массовая концентрация (доля) растворенного вещества в растворе, выраженная в процентах;

где r — плотность раствора (г/см 3 ), а V – объем раствора.

Примеры решения задач

Задание	Вычислите массу кремния, который может прореагировать с горячим раствором щелочи объемом 200 мл (массовая доля NaOH 35%, плотность 1,38 г/мл). Определите объем водорода, выделяющегося в результате этой реакции.
Решение	Рассчитаем массу раствора гидроксида натрия:

m_solution (NaOH) = V(NaOH) × ρ(NaOH);

m_solution (NaOH) = 200× 1,38 = 276 г.

Тогда, масса гидроксида натрия будет равна:

m_solute (NaOH)= 276 × 35/100% = 96,6 г.

Вычислим количество моль гидроксида натрия (молярная масса – 40 г/моль):

n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH);

n(NaOH) = 96,6 / 40 = 2,415 моль.

Запишем уравнение реакции взаимодействия кремния с горячим раствором щелочи:

Согласно уравнению реакции n(NaOH) : n(Si) = 4:1, значит:

n(Si) = 0,25 × 2,415 = 0,6 моль.

Тогда, масса кремния (молярная масса – 28 г/моль) будет равна:

m(Si) = 0,6 × 28 = 16,8 г.

Для того, чтобы вычислить объем выделившегося водорода, рассчитаем его количество вещества. Согласно уравнению реакции n(NaOH) : n(H₂) = 4:2, значит:

n(H₂) = 0,5 × 2,415 = 1,25 моль.

Тогда, объем выделившегося водорода будет равен:

V(H₂) = 1,25 × 22,4 = 28 л.

Ответ Масса кремния равна 16,8 г, объем водорода – 28 л

Задание	Вычислите массу гидроксида калия, который требуется для приготовления раствора щелочи объемом 20 мл (массовая доля KOH 20%, плотность 1,22 г/мл).
Решение	Найдем массу раствора гидроксида калия:

m_solution = 20 × 1,22 = 24,4 г.

Тогда, масса гидроксида калия, который требуется для приготовления щелочи будет равна:

m_solute (KOH) = ω (KOH) / 100% ×m_solution;

m_solute (KOH) = 20 / 100% × 24,4 = 4,48 г.

Ответ Масса гидроксида калия 4,48 г

Копирование материалов с сайта возможно только с разрешения
администрации портала и при наличие активной ссылки на источник.

Источник

4.3.1. Расчеты с использованием понятия «массовая доля вещества в растворе».

Раствором называют гомогенную смесь двух или более компонентов.

Вещества, смешением которых получен раствор, называют его компонентами.

Среди компонентов раствора различают растворенное вещество, которое может быть не одно, и растворитель. Например, в случае раствора сахара в воде сахар является растворенным веществом, а вода является растворителем.

Иногда понятие растворитель может быть применимо в равной степени к любому из компонентов. Например, это касается тех растворов, которые получены смешением двух или более жидкостей, идеально растворимых друг в друге. Так, в частности, в растворе, состоящем из спирта и воды, растворителем может быть назван как спирт, так и вода. Однако чаще всего в отношении водосодержащих растворов традиционно растворителем принято называть воду, а растворенным веществом — второй компонент.

В качестве количественной характеристики состава раствора чаще всего используют такое понятие, как массовая доля вещества в растворе. Массовой долей вещества называют отношение массы этого вещества к массе раствора, в котором оно содержится:

где ω(в-ва) – массовая доля вещества, содержащегося в растворе (г), m(в-ва) – масса вещества, содержащегося в растворе (г), m(р-ра) – масса раствора (г).

Из формулы (1) следует, что массовая доля может принимать значения от 0 до 1, то есть составляет доли единицы. В связи с этим массовую долю можно также выражать в процентах (%), причем именно в таком формате она фигурирует практически во всех задачах. Массовая доля, выраженная в процентах, рассчитывается по формуле, схожей с формулой (1) с той лишь разницей, что отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора умножают на 100%:

Для раствора, состоящего только из двух компонентов, могут быть соответственно рассчитаны массовые доли растворенного вещества ω(р.в.) и массовая доля растворителя ω(растворителя).

Массовую долю растворенного вещества называют также концентрацией раствора.

Для двухкомпонентного раствора его масса складывается из масс растворенного вещества и растворителя:

Также в случае двухкомпонентного раствора сумма массовых долей растворенного вещества и растворителя всегда составляет 100%:

Очевидно, что, помимо записанных выше формул, следует знать и все те формулы, которые напрямую из них математически выводятся. Например:

Также необходимо помнить формулу, связывающую массу, объем и плотность вещества:

а также обязательно нужно знать, что плотность воды равна 1 г/мл. По этой причине объем воды в миллилитрах численно равен массе воды в граммах. Например, 10 мл воды имеют массу 10 г, 200 мл — 200 г и т.д.

Для того чтобы успешно решать задачи, помимо знания указанных выше формул, крайне важно довести до автоматизма навыки их применения. Достичь этого можно только прорешиванием большого количества разнообразных задач. Задачи из реальных экзаменов ЕГЭ на тему «Расчеты с использованием понятия «массовая доля вещества в растворе»» можно порешать здесь.

Примеры задач на растворы

Пример 1

Рассчитайте массовую долю нитрата калия в растворе, полученном смешением 5 г соли и 20 г воды.

Решение:

Растворенным веществом в нашем случае является нитрат калия, а растворителем — вода. Поэтому формулы (2) и (3) могут быть записаны соответственно как:

Из условия m(KNO₃) = 5 г, а m(Н₂O) = 20 г, следовательно:

Пример 2

Какую массу воды необходимо добавить к 20 г глюкозы для получения 10%-ного раствора глюкозы.

Решение:

Из условий задачи следует, что растворенным веществом является глюкоза, а растворителем — вода. Тогда формула (4) может быть записана в нашем случае так:

Из условия мы знаем массовую долю (концентрацию) глюкозы и саму массу глюкозы. Обозначив массу воды как x г, мы можем записать на основе формулы выше следующее равносильное ей уравнение:

Решая это уравнение находим x:

т.е. m(H₂O) = x г = 180 г

Пример 3

150 г 15%-ного раствора хлорида натрия смешали со 100 г 20%-ного раствора этой же соли. Какова массовая доля соли в полученном растворе? Ответ укажите с точностью до целых.

Решение:

Для решения задач на приготовление растворов удобно использовать следующую таблицу:

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

где m_р.в., m_р-ра и ω_р.в. — значения массы растворенного вещества, массы раствора и массовой доли растворенного вещества соответственно, индивидуальные для каждого из растворов.

Из условия мы знаем, что:

Вставим все эти значения в таблицу, получим:

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

Нам следует вспомнить следующие формулы, необходимые для расчетов:

Начинаем заполнять таблицу.

Если в строчке или столбце отсутствует только одно значение, то его можно посчитать. Исключение — строчка с ω_р.в., зная значения в двух ее ячейках, значение в третьей рассчитать нельзя.

В первом столбце отсутствует значение только в одной ячейке. Значит мы можем рассчитать его:

Аналогично у нас известны значения в двух ячейках второго столбца, значит:

Внесем рассчитанные значения в таблицу:

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

Теперь у нас стали известны два значения в первой строке и два значения во второй строке. Значит мы можем рассчитать недостающие значения (m_(3)р.в. и m_(3)р-ра):

Внесем рассчитанные значения в таблицу, получим:

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

Вот теперь мы вплотную подобрались к расчету искомой величины ω_(3)р.в.. В столбце, где она расположена, известно содержимое двух других ячеек, значит мы можем ее рассчитать:

Пример 4

К 200 г 15%-ного раствора хлорида натрия добавили 50 мл воды. Какова массовая доля соли в полученном растворе. Ответ укажите с точностью до сотых _______%

Решение:

Прежде всего следует обратить внимание на то, что вместо массы добавленной воды, нам дан ее объем. Рассчитаем ее массу, зная, что плотность воды равна 1 г/мл:

Если рассматривать воду как 0%-ный раствор хлорида натрия, содержащий соответственно 0 г хлорида натрия, задачу можно решить с помощью такой же таблицы, как в примере выше. Начертим такую таблицу и вставим известные нам значения в нее:

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

В первом столбце известны два значения, значит можем посчитать третье:

Во второй строчке тоже известны два значения, значит можем рассчитать третье:

Внесем рассчитанные значения в соответствующие ячейки:

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

Теперь стали известны два значения в первой строке, значит можем посчитать значение m_(3)р.в. в третьей ячейке:

1-й раствор

2-й раствор

3-й раствор

Теперь можем рассчитать массовую долю в третьем растворе:

Источник

Алгоритм нахождения массы раствора

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Алгоритм нахождения массы раствора.

1.Прочтите текст задачи.

2.Запишите кратко условие и требование задачи с помощью общепринятых обозначений.

3.Запишите формулу для расчета массы раствора по массе его компонентов:

m (р-ра)= m (в-ва)+ m ( H ₂ O )

5.Полученные в шагах 3и4 формулы сведите в одно уравнение с одним неизвестным х

(масса растворенного вещества) и решите его

6.Вычислите массу раствора по формуле (см. шаги 3 и 4)

1.Рассчитайте массу раствора, содержащего 160г. воды, если массовая доля сульфата меди в нем составляет 0,2.

7.Ответ: масса раствора 200г.

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс повышения квалификации

Современные педтехнологии в деятельности учителя

Курс повышения квалификации

Современные образовательные технологии в преподавании химии с учетом ФГОС

Номер материала: ДБ-1473730

Международная дистанционная олимпиада Осень 2021

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами

Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно

В Минпросвещения предложили приравнять нападения на школы к терактам

Время чтения: 1 минута

СК предложил обучать педагогов выявлять деструктивное поведение учащихся

Время чтения: 1 минута

Путин попросил привлекать родителей к капремонту школ на всех этапах

Время чтения: 1 минута

В Москве запустили онлайн-проект по борьбе со школьным буллингом

Время чтения: 2 минуты

Минпросвещения будет стремиться к унификации школьных учебников в России

Время чтения: 1 минута

Руководители управлений образования ДФО пройдут переобучение в Москве

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Концентрация растворов. Способы выражения концентрации растворов.

Концентрация раствора может выражаться как в безразмерных единицах (долях, процентах), так и в размерных величинах (массовых долях, молярности, титрах, мольных долях).

Способы выражения концентрации растворов.

1. Массовая доля (или процентная концентрация вещества) – это отношение массы растворенного вещества m к общей массе раствора. Для бинарного раствора, состоящего из растворённого вещества и растворителя:

,

ω – массовая доля растворенного вещества;

m_в-ва – масса растворённого вещества;

Массовую долю выражают в долях от единицы или в процентах.

2. Молярная концентрация или молярность – это количество молей растворённого вещества в одном литре раствора V:

,

C – молярная концентрация растворённого вещества, моль/л (возможно также обозначение М, например, 0,2 М HCl);

n – количество растворенного вещества, моль;

V – объём раствора, л.

Раствор называют молярным или одномолярным, если в 1 литре раствора растворено 1 моль вещества, децимолярным – растворено 0,1 моля вещества, сантимолярным – растворено 0,01 моля вещества, миллимолярным – растворено 0,001 моля вещества.

3. Моляльная концентрация (моляльность) раствора С(x) показывает количество молей n растворенного вещества в 1 кг растворителя m:

,

С (x) – моляльность, моль/кг;

n – количество растворенного вещества, моль;

4. Титр – содержание вещества в граммах в 1 мл раствора:

,

T – титр растворённого вещества, г/мл;

m_в-ва – масса растворенного вещества, г;

5. Мольная доля растворённого вещества – безразмерная величина, равная отношению количества растворенного вещества n к общему количеству веществ в растворе:

,

N – мольная доля растворённого вещества;

n – количество растворённого вещества, моль;

n_р-ля – количество вещества растворителя, моль.

Сумма мольных долей должна равняться 1:

Иногда при решении задач необходимо переходить от одних единиц выражения к другим:

М(Х) – молярная масса растворенного вещества;

ρ= m/(1000V) – плотность раствора. 6. Нормальная концентрация растворов (нормальность или молярная концентрация эквивалента) – число грамм-эквивалентов данного вещества в одном литре раствора.

Грамм-эквивалент вещества – количество граммов вещества, численно равное его эквиваленту.

Эквивалент – это условная единица, равноценная одному иону водорода в кислотоно-основных реакциях или одному электрону в окислительно – восстановительных реакциях.

Для записи концентрации таких растворов используют сокращения н или N. Например, раствор, содержащий 0,1 моль-экв/л, называют децинормальным и записывают как 0,1 н.

,

С_Н – нормальная концентрация, моль-экв/л;

z – число эквивалентности;

Коэффициент растворимости – отношение массы вещества, образующего насыщенный раствор при конкретной температуре, к массе растворителя:

Источник

Методы решения расчетных задач по химии, связанные с концентрацией растворов

Во всех задачах этой группы присутствуют расчеты, связанные с концентрацией растворов. Причем во всех тестах используется единственный способ выражения концентрации — массовая доля. Поэтому при решении практически всех задач В9 мы будем пользоваться соотношением для определения массовой доли:

Анализ всех задач, предлагавшихся для решения, за последние годы позволяет распределить их на четыре группы:
1. Определение массы растворенного вещества в определенной порции раствора при известной концентрации;
2. Приготовление раствора путем растворения определенного количества вещества в некотором объеме (массе) растворителя;
3. Изменение концентрации уже имеющегося раствора одним из следующих способов:
а) добавлением к раствору того же растворенного вещества;
б) добавлением к раствору растворителя;
в) смешиванием двух различных растворов одного и того же вещества;
г) выпариванием растворителя или растворенного вещества из раствора.
4. Использование химической реакции в процессе приготовления раствора.
В этой статье,рассмотрим задачи 1-й из вышеперечисленных четырех групп.

Определение массы растворенного вещества в растворе

Ответ: масса растворенного вещества равна 3г.

Ответ: m(НNO₃) 210 г.

Источник:
ЕГЭ. Химия. Расчетные задачи в тестах ЕГЭ. Части А, В, С / Д.Н. Турчен. — М.: Издательство «Экзамен», 2009. — 399 [1]с. (Серия «ЕГЭ. 100 баллов»). I8ВN 978-5-377-02482-8.

Источник

Расчеты массы (объема, количества вещества) продукта реакции, если одно из веществ дано в виде раствора с определенной массовой долей растворенного вещества

Для расчета массы (объема, количества вещества) продукта реакции, если данные по одному из веществ представлены в виде раствора с определенной массовой долей этого растворенного вещества, следует воспользоваться нижеследующим алгоритмом:

1) Прежде всего следует найти массу растворенного вещества. Возможны две ситуации:

* В условии даны масса раствора и массовая доля растворенного вещества (концентрация). В этом случае масса растворенного вещества рассчитывается по формуле:

* В условии даны объем раствора вещества, плотность этого раствора и массовая доля растворенного вещества в этом растворе. В таком случае следует воспользоваться формулой для расчета массы раствора:

После чего следует рассчитать массу растворенного вещества по формуле 1.

2) Рассчитать количество вещества (моль) участника реакции, масса которого стала известна из расчетов выше. Для этого воспользоваться формулой:

3) Записать уравнение реакции и убедиться в правильности расставленных коэффициентов.

4) Рассчитать количество моль интересующего участника реакции исходя из известного количества другого участника реакции, зная, что количества веществ любых двух участников реакции A и B относятся друг к другу как коэффициенты перед этими же веществами в уравнении реакции, то есть:

Если  в условии требовалось рассчитать количество вещества, то действия на этом заканчиваются. Если же требуется найти его массу или объем, следует переходить к следующему пункту.

5) Зная количество вещества, определенное в п.4, мы можем рассчитать его массу по формуле:

Также, если вещество является газообразным и речь идет о нормальных условиях (н.у.), его объем может быть рассчитан по формуле:

Рассмотрим пару примеров расчетных задач по этой теме.

Пример 1

Рассчитайте массу осадка, который образуется при добавлении к 147 г 20%-ного раствора серной кислоты избытка раствора нитрата бария.

Решение:

1) Рассчитаем массу чистой серной кислоты:

m(H₂SO₄) = w(H₂SO₄) ∙ m(р-ра H₂SO₄)/100% = 147 г ∙ 20% /100%  = 29,4 г

2) Рассчитаем количество вещества (моль) серной кислоты:

n(H₂SO₄) = m(H₂SO₄) / M(H₂SO₄) = 29,4 г/98 г/моль =  0,3 моль.

3) Запишем уравнение взаимодействия серной кислоты с нитратом бария:

H₂SO₄ + Ba(NO₃)₂ = BaSO₄↓ + 2HNO₃

4) В результате расчетов стало известно количество вещества серной кислоты. Осадок представляет собой сульфат бария. Зная, что:

n(BaSO₄)/n(H₂SO₄) = k(BaSO₄)/k(H₂SO₄), где n — количество вещества, а k — коэффициент в уравнении реакции,

можем записать:

n(BaSO₄) = n(H₂SO₄) ∙ k(H₂SO₄)/k(BaSO₄) = 0,3 моль ∙ 1/1 = 0,3 моль

5) Тогда масса осадка, т.е. сульфата бария, может  быть рассчитана следующим образом:

m(BaSO₄) = M(BaSO₄) ∙ n(BaSO₄) = 233 г/моль ∙ 0,3 моль = 69,9 г

Пример 2

Какой объем газа (н.у.) выделится при растворении необходимого количества сульфида железа (II) в 20%-ном растворе соляной кислоты с плотностью 1,1 г/мл и объемом 83 мл.

Решение:

1) Рассчитаем массу раствора соляной кислоты:

m(р-ра HCl) = V(р-ра HCl) ∙ ρ(р-ра HCl) = 83 мл ∙ 1,1 г/мл = 91,3 г

Далее рассчитаем массу чистого хлороводорода, входящего в состав кислоты:

m(HCl) = m(р-ра HCl) ∙ w(HCl)/100% = 91,3 г ∙ 20%/100% = 18,26 г

2) Рассчитаем количество вещества хлороводорода:

n(HCl) = m(HCl)/M(HCl) = 18,26 г/36,5 г/моль = 0,5 моль;

3) Запишем уравнение реакции сульфида железа (II) с соляной кислотой:

FeS + 2HCl = FeCl₂ + H₂S↑

4) Исходя из уравнения реакции следует, что количество прореагировавшей соляной кислоты с количеством выделившегося сероводорода связано соотношением:

n(HCl)/n(H₂S) = 2/1, где 2 и 1 — коэффициенты перед HCl и и H₂S соответственно

Следовательно:

n(H₂S) = n(HCl)/2 = 0,5/2 = 0,25 моль

5) Объем любого газа, находящегося при нормальных условиях, можно рассчитать по формуле V(газа) = V_m ∙ n(газа), тогда:

V(H₂S) = V_m ∙ n(H₂S) = 22,4 л/моль ∙ 0,25 моль = 5,6 л

Автор: С.И. Широкопояс https://scienceforyou.ru/