Как найти объем раствора или смеси

Расчет количества продукта по данным раствора другого 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

Формулы для пересчета концентраций растворов

В приводимой ниже таблице приняты следующие обозначения:

М — мольная масса растворенного вещества, г/моль; Э — эквивалентная масса растворенного вещества, г/моль; р — плотность раствора, г/мл.

* Дли жидкостей может применяться величина Pv, % (об.) —число миллилитров растворенной жидкости в 100 мл раствора.

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРОВ

Для приготовления определенного количества раствора какого-либо вещества заданной концентрации исходят из следующих данных: а) из количества чистого вещества и растворителя; б) из количества раствора данного вещества с более высокой концентрацией, чем заданная, и количества чистого растворителя или в) из количества двух растворов того же вещества, один из которых имеет концентрацию больше нужной, а другой — меньше.

Растворение вещества в воде

Пусть требуется приготовить А граммов раствора концентрации P [в % (масс.) ]. Тогда:

(I)
(2)

где х— необходимая масса растворяемого вещества, г; b—необходимая масса воды, г.

Если нужно приготовить определенный объем V раствора (в мл) концентрации Р, находят по таблицам плотность р (в г/см3) раствора данного вещества требуемой концентрации. Поскольку А = Vp, формула (1) будет иметь вид:

(3)

В тех случаях, когда растворяемое вещество представляет собой кристаллогидрат, т. е. содержит кристаллизационную воду, для расчета необходимого его количества используют формулу:

(4)
(5)

где х— необходимая масса кристаллогидрата, г; M1—мольная масса кристаллогидрата; М2—моль-мая масса вещества без кристаллизационной воды; b — необходимая масса воды, г.

Если нужно приготовить раствор объемом V (в мл) заданной нормальности N, вычисляют значение эквивалентной массы Э растворяемого вещества, после чего находят необходимую его навеску (в г) по формуле:

(6)

При приготовлении раствора заданной молярной концентрации применяют аналогичную формулу:

(7)

где М — молярная концентрация раствора; Мв — мольная масса растворяемого вещества; V — заданный объем раствора, мл.

Разбавление раствора водой

Пусть требуется приготовить раствор концентрации Р2 из имеющегося раствора с более высокой концентрацией Р1. Обозначим массу раствора до разбавления А1, а массу раствора после разбавления— А2. Тогда массу воды b (в г), необходимую для разбавления, находят по формуле (8) или (9) в зависимости от того, задано ли значение А или А2.

(8)

(9)
(10)

В тех случаях, когда известна не масса, а объем раствора, необходимо по таблицам найти плотности растворов данного вещества исходной и конечной концентраций — p1 и р2 соответственно. Тогда, если нужно приготовить раствор объемом V2 (в мл) концентрации Р2 [в % (масс.)], а концентрация исходного раствора равна P1 [(в % (масс.)], то объем исходного раствора вычисляется по формуле:

(11)

Объем воды (в мл) для разбавления: b = V2 — V1

Смешивание двух растворов различной концентрации

Пусть требуется приготовить раствор заданной концентрации из двух растворов того же вещества, один из которых имеет концентрацию больше нужной, а другой — меньше. Чтобы определить, в каких пропорциях следует смешивать растворы, пользуются «правилом креста», которое наглядно показано на следующем примере:

Смешиваемые растворы можно измерять в объемных или массовых частях в зависимости от того, в объемных или массовых процентах выражают концентрацию растворов.

«Правило креста» можно применять и в случаях разбавления раствора чистым растворителем. При этом концентрацию вещества в чистом растворителе считают равной нулю:

Для получения более концентрированного раствора растворением в нем дополнительного количества компонента твердое вещество условно считают раствором с концентрацией 100%:

К оглавлению

см. также

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

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

Что такое расчеты массы (объема, количества вещества) продукта реакции? Какой алгоритм поиска массы растворенного вещества,  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:

формула расчета массы растворенного вещества, зная массу раствора и его концентрацию

* 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:

m(р-ра) = ρ(р-ра) ∙V(р-ра)

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:

n(в-ва) = m(в-ва)/M(в-ва), где М — молярная масса вещества

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:

n(A)/n(B) = k(A)/k(B)

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:

Расчет количества продукта по данным раствора другого вещества

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

V(газа) = Vm ∙ n(газа) = n(газа) ∙ 22,4 л/моль

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(h3SO4) = w(h3SO4) ∙ m(р-ра h3SO4)/100% = 147 г ∙ 20% /100% = 29,4 г

2) Рассчитаем количество вещества (моль) серной кислоты:

n(h3SO4) = m(h3SO4) / M(h3SO4) = 29,4 г/98 г/моль = 0,3 моль.

3) Запишем уравнение взаимодействия серной кислоты с нитратом бария:

h3SO4 + 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(h3SO4) = k(BaSO4)/k(h3SO4), где n — количество вещества, а k — коэффициент в уравнении реакции,

можем записать:

n(BaSO4) = n(h3SO4) ∙ k(h3SO4)/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 + h3S↑

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

n(HCl)/n(h3S) = 2/1, где 2 и 1 — коэффициенты перед HCl и и h3S соответственно

Следовательно:

n(h3S) = n(HCl)/2 = 0,5/2 = 0,25 моль

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

V(h3S) = Vm ∙ n(h3S) = 22,4 л/моль ∙ 0,25 моль = 5,6 л

Нахождение объема раствора серной кислоты через молярную концентрацию

Какой объем 96-процентного раствора серной кислоты (H₂SO₄

) плотностью 1,84 г/мл потребуется для приготовления 3 литров раствора с концентрацией 2 моль/л?

Решение задачи

Найдем сколько серной кислоты (H₂SO₄) (в г) потребуется для приготовления 3 л раствора с молярной концентрацией 2 моль/л. Для расчета будем использовать формулу нахождения молярной концентрации раствора:

где:

C_M – молярная концентрация раствора;

n – химическое количество растворенного вещества;

M – молярная масса растворенного вещества;

m – масса растворенного вещества;

V – объем раствора.

Напомню, что под молярной концентрацией понимают количество (число моль) данного вещества, содержащегося в единице объема раствора. Молярную концентрацию выражают в моль/л или используют сокращение

«M».

Из вышеуказанной формулы выразим и рассчитаем массу растворенного вещества:

Учитывая, что молярная масса серной кислоты (H₂SO₄) равна 98 г/моль, получаем:

m (H₂SO₄) = 2 моль/л ∙ 98 г/моль ∙ 3 л = 588 (г).

Используя формулу нахождения массовой доли растворенного вещества:

выразим массу раствора серной кислоты (H₂SO₄):

Получаем:

m (раствора H₂SO₄) = 588 г/ 0,96 = 612,5 (г).

Если раствор 96-процентный, то массовая доля  серной кислоты (H₂SO₄) в нем 0,96.

Вычислим объем раствора серной кислоты (H₂SO₄), который потребуется для приготовления 3 л раствора с молярной концентрацией 2 моль/л. Будем использовать формулу, устанавливающую связь между объемом и массой раствора:

Получаем:

V (раствора H₂SO₄) = 612,5 г /1,84 г/мл = 332,88 (мл).

Ответ: объем раствора серной кислоты равен 332,88 мл.

Подготовка школьников к ЕГЭ и ОГЭ (Справочник по математике — Алгебра

Концентрация (процентное содержание) вещества

      Рассмотрим смесь (сплав, раствор) из нескольких веществ.

      Определение 1. Концентрацией (процентной концентрацией, процентным содержанием) вещества   A   в смеси (сплаве, растворе) называют число процентов   p_A ,   выраженное формулой

где   M_A   – масса вещества   A   в смеси (сплаве, растворе), а   M   – масса всей смеси (сплава, раствора).

      Часто в задачах на растворы указаны не массы входящих в них веществ, а их объёмы. В этом случае вместо формулы (1) для концентрации (процентной концентрации, процентного содержания) вещества   A   в растворе используется формула

где   V_A ,   – объём вещества А в растворе, а   V   – объем всего раствора.

      Определение 2. Формулу (1) называют формулой для массовой концентрации вещества   A   в смеси (сплаве, растворе), а формулу (2) – формулой для объёмной концентрации вещества   A   в растворе.

      При решении задач считается, что при слиянии нескольких растворов (сплавов) масса и объем полученной смеси равны сумме масс и объемов смешиваемых компонентов соответственно.

      Приёмы, используемые при решении задач на массовые концентрации смесей (сплавов, растворов), а также при решении задач на объёмные концентрации растворов, являются общими, что мы и увидим при решении следующих типовых задач

Примеры решения задач на смеси, сплавы и растворы

      Задача 1. Смешали   16   литров   30%   раствора кислоты в воде с   9   литрами   80%   раствора кислоты в воде. Найти концентрацию полученного раствора кислоты в воде.

      Решение. В   16   литрах   30%   раствора кислоты в воде содержится

литров кислоты. В   9   литрах   80%   раствора кислоты в воде содержится

литров кислоты. Поэтому в смеси этих растворов содержится

4,8 + 7,2 = 12

литров кислоты. Поскольку полученный в результате смешивания раствор имеет объем

16 + 9 = 25

литров, то концентрация кислоты в этом растворе равна

      Ответ.   48% .

      Задача 2. Имеется   27   килограммов смеси цемента с песком с   40%   содержанием цемента. Сколько килограммов песка нужно добавить в эту смесь, чтобы процентное содержание цемента в ней стало   30% ?

      Решение. Обозначим буквой   x   количество килограммов песка, которые нужно добавить в смесь. Поскольку в   27   килограммах смеси с   40%   содержанием цемента содержится

килограммов цемента, а после добавления   x   килограммов песка масса смеси станет равной

27 + x

килограммов, то после добавления песка процентное содержание цемента в получившейся смеси будет составлять

      По условию задачи

      Следовательно,

      Ответ.   9   килограммов.

      Задача 3.  Смешав   8%   и   13%   растворы соли и добавив   200   миллилитров   5%   раствора соли, получили   7%   раствор соли. Если бы вместо   200   миллилитров   5%   раствора соли добавили   300   миллилитров   17%   раствора соли, то получили бы   15%   раствор соли. Сколько миллилитров   8%   и   13%   растворов соли использовали для получения раствора?

      Решение. Обозначив буквой   x   массу   8%   раствора соли, а буквой   y   – массу  13%   раствора соли, рассмотрим рисунки 1 и 2.

	x   мл
+	y   мл
+	200   мл
=	(x + y + 200)   мл

Рис. 1

      На рисунке 1 изображена структура раствора, полученного при смешении   x   миллилитров   8%   раствора соли,   y   миллилитров   13%   раствора соли и   200   миллилитров   9%   раствора соли. Объем этого раствора равен   (x + y + 200)   миллилитров.

	x   мл
+	y   мл
+	300   мл
=	(x + y + 300)   мл

Рис.2

      На рисунке 2 изображена структура раствора, полученного при смешении   x   миллилитров   8%   раствора соли,   y   миллилитров   13%   раствора соли и   300   миллилитров   17%   раствора соли. Объем этого раствора равен   (x + y + 300)   миллилитров.

      Записывая баланс соли в растворе, структура которого изображена на рисунке 1, а также баланс соли в растворе, структура которого изображена на рисунке 2, получим систему из двух уравнений с двумя неизвестными   x   и   y :

      Раскрывая скобки и приводя подобные члены, получаем

      Ответ. Смешали   70   мл   8%   раствора и   55   мл   13%   раствора.

      Задача 4. Имеются два сплава меди с цинком. Если сплавить   1   килограмм первого сплава с   2   килограммами второго сплава, то получится сплав с   50%   содержанием меди. Если же сплавить   4   килограмма первого сплава с   1   килограммом второго сплава, то получится сплав с   36%   содержанием меди. Найти процентное содержание меди в первом и во втором сплавах.

      Решение. Обозначим   x %   и   y %   — процентные содержания меди в первом и во втором сплавах соответственно и рассмотрим рисунки 3 и 4.

1   кг		2   кг
Медь x %	Цинк	+	Медь y %	Цинк

Рис. 3

      На рисунке 3 изображена структура сплава, состоящего из   1   килограмма первого сплава и   2   килограммов второго сплава. Масса этого сплава –   3   килограмма.

4   кг		1   кг
Медь x %	Цинк	+	Медь y %	Цинк

Рис. 4

      На рисунке 4 изображена структура сплава, состоящего из   4   килограммов первого сплава и   1   килограмма второго сплава. Масса этого сплава –   5   килограммов.

      Записывая баланс меди в сплаве, структура которого изображена на рисунке 3, а также баланс меди в сплаве, структура которого изображена на рисунке 4, получим систему из двух уравнений с двумя неизвестными   x   и   y :

      Далее получаем

      Ответ. В первом сплаве содержание меди   30% ,   во втором сплаве содержание меди  60% .

      Желающие ознакомиться с примерами решения различных задач по теме «Проценты» и применением процентов в экономике и финансовой математике могут посмотреть раздел нашего справочника «Проценты. Решение задач на проценты», «Простые и сложные проценты. Предоставление кредитов на основе процентной ставки», а также наши учебные пособия «Задачи на проценты» и «Финансовая математика».

      Приемы, используемые для решения задач на выполнение работ, представлены в разделе нашего справочника «Задачи на выполнение работ».

      С примерами решения задач на движение можно ознакомиться в разделе нашего справочника «Задачи на движение».

      С методами решения систем уравнений можно ознакомиться в разделах нашего справочника «Системы линейных уравнений», «Системы с нелинейными уравнениями» и в нашем учебном пособии «Системы уравнений».

      На нашем сайте можно также ознакомиться нашими учебными материалами для подготовки к ЕГЭ и ОГЭ по математике.

      С демонстрационными вариантами ЕГЭ и ОГЭ, опубликованными на официальном информационном портале Единого Государственного Экзамена, можно ознакомиться на специальной страничке нашего сайта.

расчет концентрации эмульсии и формула разбавления

Если в ходе мониторинга было установлено, что концентрация эмульсии не соответствует установленным требованиям, потребуется провести коррекцию ее состава. Если этот показатель ниже установленной границы, нужно добавить в эмульсию концентрат. Если же состав, наоборот, слишком концентрированный, нужно влить в него дистиллированной воды или, что предпочтительнее, слабый раствор СОЖ.

При этом важно точно определить, какое количество концентрата или разбавочной жидкости нужно влить в эксплуатируемый состав. В этом случае нужно воспользоваться двумя основными формулами определения уровня концентрации эмульсии.

Закон разбавления

Этот способ применим в случае, когда необходимо снизить концентрацию состава. В других случаях эта методика отличается сложностями в применении. Соотношение выглядит так:

С1V1 = C2V2, где C1 – начальная концентрация, C2 – требуемая концентрация, V1 – первоначальный объем СОЖ, V2 – конечный объем эмульсии.

Например, на предприятии есть станок с баком для эмульсии 1 м³. В него залита СОЖ концентрацией 10%. Это оборудование должно работать при использовании смазочного материала с концентрацией 7%. Нужно рассчитать количество воды, которое нужно влить в бак.

Согласно приведенной выше формуле, имеются следующие данные:

С1 = 10%

C2 = 7%

V1 = 1000 л

V2 = 10 * 1000/7 = 1429 л

Соответственно, в бак потребуется влить 429 л воды.

Правило креста

Второй метод определения правильной концентрации состава и количества его элементов позволяет узнать пропорцию при смешении двух растворов с целью получения третьего состава.

В этом случае С1>С2, нужно найти Сх. При этом V1 и V2 являются условными показателями объемов каждого вещества, которые нужно будет смешать. Правило креста имеет ряд особенностей.

1. Есть два раствора. В первом концентрация больше (С1), а во втором – меньше (С2). Требуется получить эмульсию с составом С3.
2. Нужно записать концентрацию первого состава в верхнем углу, а второго вещества – в нижнем углу листа. Требуемая концентрация должна быть на уровне между ними.
3. Нужно вычесть из показателя С1 концентрацию Сх. Этот результат будет соответствовать объему V2.
4. После этого из показателя Сх вычитают концентрацию С2. Получается результат V1.
5. Нужно составить пропорцию, в которой в числителе будет V1, а в знаменателе V2. Так определяется соотношение между объемами эмульсий для смешения.

Например, есть раствор с концентрацией 11%. Его разбавляют раствором с концентрацией 1%. При этом требуется получить эмульсию с показателем 7%. Сначала нужно записать все данные для расчетов:

С1 = 11%

С2 = 1%

С3 = 7%

Далее проводится расчет:

V2 = C1 – C3 = 11- 7 = 4

V1 = C3 – C1 = 7 – 1 = 6

Чтобы получить состав с требуемой концентрацией, потребуется смешать 6 частей эмульсии с концентрацией 11%  с 4 частями однопроцентного состава. Если представить это соотношение в виде дроби 6/4 можно произвести сокращение. Получается пропорция 3/2. В таком количестве можно смешивать заданные составы.

Это же правило можно применять для увеличения концентрации. В этом случае С1 должно равняться 100% (это чистый концентрат). Например, для повышения концентрации эмульсии 3% применяется чистый концентрат. При этом нужно создать смазочный состав с показателем 14%. Расчет будет следующим:

С1 = 100%

С2 = 3%

С3 = 14%

Получаем объем каждой жидкости:

V1 = 11

V2 = 86

Нужно смешать 11 частей концентрата с 86 частями эмульсии.

Вас заинтересуют

Ваш вопрос успешно отправлен. Спасибо!

Закрыть

Если в ходе мониторинга было установлено, что концентрация эмульсии не соответствует установленным требованиям, потребуется провести коррекцию ее состава. Если этот показатель ниже установленной границы, нужно добавить в эмульсию концентрат. Если же состав, наоборот, слишком концентрированный, нужно влить в него дистиллированной воды или, что предпочтительнее, слабый раствор СОЖ.

При этом важно точно определить, какое количество концентрата или разбавочной жидкости нужно влить в эксплуатируемый состав. В этом случае нужно воспользоваться двумя основными формулами определения уровня концентрации эмульсии.

Закон разбавления

Этот способ применим в случае, когда необходимо снизить концентрацию состава. В других случаях эта методика отличается сложностями в применении. Соотношение выглядит так:

С1V1 = C2V2, где C1 – начальная концентрация, C2 – требуемая концентрация, V1 – первоначальный объем СОЖ, V2 – конечный объем эмульсии.

Например, на предприятии есть станок с баком для эмульсии 1 м³. В него залита СОЖ концентрацией 10%. Это оборудование должно работать при использовании смазочного материала с концентрацией 7%. Нужно рассчитать количество воды, которое нужно влить в бак.

Согласно приведенной выше формуле, имеются следующие данные:

С1 = 10%

C2 = 7%

V1 = 1000 л

V2 = 10 * 1000/7 = 1429 л

Соответственно, в бак потребуется влить 429 л воды.

Правило креста

Второй метод определения правильной концентрации состава и количества его элементов позволяет узнать пропорцию при смешении двух растворов с целью получения третьего состава.

В этом случае С1>С2, нужно найти Сх. При этом V1 и V2 являются условными показателями объемов каждого вещества, которые нужно будет смешать. Правило креста имеет ряд особенностей.

1. Есть два раствора. В первом концентрация больше (С1), а во втором – меньше (С2). Требуется получить эмульсию с составом С3.
2. Нужно записать концентрацию первого состава в верхнем углу, а второго вещества – в нижнем углу листа. Требуемая концентрация должна быть на уровне между ними.
3. Нужно вычесть из показателя С1 концентрацию Сх. Этот результат будет соответствовать объему V2.
4. После этого из показателя Сх вычитают концентрацию С2. Получается результат V1.
5. Нужно составить пропорцию, в которой в числителе будет V1, а в знаменателе V2. Так определяется соотношение между объемами эмульсий для смешения.

Например, есть раствор с концентрацией 11%. Его разбавляют раствором с концентрацией 1%. При этом требуется получить эмульсию с показателем 7%. Сначала нужно записать все данные для расчетов:

С1 = 11%

С2 = 1%

С3 = 7%

Далее проводится расчет:

V2 = C1 – C3 = 11- 7 = 4

V1 = C3 – C1 = 7 – 1 = 6

Чтобы получить состав с требуемой концентрацией, потребуется смешать 6 частей эмульсии с концентрацией 11%  с 4 частями однопроцентного состава. Если представить это соотношение в виде дроби 6/4 можно произвести сокращение. Получается пропорция 3/2. В таком количестве можно смешивать заданные составы.

Это же правило можно применять для увеличения концентрации. В этом случае С1 должно равняться 100% (это чистый концентрат). Например, для повышения концентрации эмульсии 3% применяется чистый концентрат. При этом нужно создать смазочный состав с показателем 14%. Расчет будет следующим:

С1 = 100%

С2 = 3%

С3 = 14%

Получаем объем каждой жидкости:

V1 = 11

V2 = 86

Нужно смешать 11 частей концентрата с 86 частями эмульсии.

Как найти массу растворенного вещества, если известен объем раствора и массовая доля в процентах?

В данном задании вам необходимо определить массу растворенного вещества, если известны следующие данные задачи:

• Объем раствора;
• Массовая доля в процентах. 

Определите основные понятия, которые используются в формулах

• Массовой долей называется отношение массы растворённого вещества к массе раствора. Массовая доля измеряется в долях единицы или в процентах. 
• Количеством вещества называется физическая величина, характеризующая количество однотипных структурных единиц, содержащихся в веществе. 
• Объемом называется количественная характеристика пространства, занимаемого телом или веществом.  
• Массой называется физическая величина, определяющая инерционные и гравитационные свойства тела в ситуациях, когда его скорость много меньше скорости света. 
• Молярной массой называется характеристика вещества, отношение массы вещества к количеству молей этого вещества, то есть масса одного моля вещества.
• Молярным объёмом называется объём одного моля вещества. 

Далее запишите необходимые формулы 

W = m р.в./m р-ра * 100 %. 

Где W — массовая доля вещества. 

m р.в. — масса растворенного вещества. 

m р-ра — масса раствора. 

Выразите массу растворенного вещества. 

m р.в. = m р-ра * W/100 %. 

В данной формуле неизвестна масса раствора. Для того чтобы найти массу раствора примените следующие формулы. 

n = m/M. 

n = V/Vm. 

m/M = V/Vm. 

m р-ра = V р-ра * M/Vm. 

Где V р-ра — объем раствора. 

М — молярная масса. 

V m — молярный объем, равный 22,4 л/моль. 

По данной формуле находите массу раствора, затем подставляете в предыдущую формулу. 

С помощью данных формул можно определить массу растворенного вещества, зная объем раствора и массовую долю. 

Концентрация раствора

Водный раствор состоит как минимум из двух
компоненты, растворитель (вода) и растворенное вещество (вещество, растворенное в
воды). Обычно нужно отслеживать количество растворенного вещества.
в растворе. Мы называем это концентрациями. Можно было бы сделать, сохранив
отслеживать концентрацию, определяя массу каждого компонента, но
Обычно легче измерять жидкости по объему, а не по массе. Сделать это
Обычно используется мера, называемая молярностью.Молярность (M) определяется как число
молей растворенного вещества (n), деленных на объем (V) раствора в литрах.

Важно отметить, что молярность
определяется как моль растворенного вещества на литр раствора, а не моль растворенного вещества на
литр растворителя. Это потому, что когда вы добавляете какое-либо вещество, возможно, соль,
к некоторому объему воды объем полученного раствора будет другим
чем исходный объем каким-то непредсказуемым образом. Чтобы обойти эту проблему
химики обычно готовят свои растворы в мерных колбах.Это
колбы, имеющие длинное горлышко с вытравленной линией, обозначающей объем.
Сначала в колбу добавляют растворенное вещество (возможно, соль), а затем воду.
добавляется до тех пор, пока раствор не достигнет отметки. Колбы имеют очень хорошую калибровку
поэтому объемы обычно известны как минимум с четырьмя значащими цифрами.

---

Пример № 1:

Расчет молярности

Уравнение для расчета молярности из
родинки и объем очень прост.Просто разделите моль растворенного вещества на объем
решение.

Какая молярность (с правильными цифрами
значительных
цифры) 0,40 моль NaCl, растворенного в 0,250 л?

Ответ

---

Пример № 2:

Приготовление разбавлений

Раствор можно сделать менее концентрированным путем разбавления растворителем.
Если раствор разбавить от V ₁ до V ₂ , молярность
этого решения изменяется в соответствии с уравнением:

М ₁
V ₁ = M ₂ V ₂

молей растворенного вещества
в исходном растворе 1 = моль растворенного вещества в разбавленном растворе 2

Единицы объема должны быть одинаковыми для обоих томов.
в этом уравнении.Вообще, M ₁ принято называть начальным
молярность раствора. V ₁ относится к объему, который
переведен. M ₂ относится к конечной концентрации раствора.
и V ₂ — это конечный общий объем раствора.

Помните, что номер
количества молей растворенного вещества не изменяется при добавлении к раствору большего количества растворителя.
Однако концентрация меняется с добавлением количества растворителя. (иллюстрация)

Не забывайте об этой концепции.
Вы будете использовать его снова в кислотно-щелочном равновесии.

Пример расчета разбавления:

Как приготовить 100 мл 0,40 M MgSO ₄ из
основной раствор 2,0 М MgSO ₄ ?

Ответ:

Есть два решения
в этой проблеме. Обратите внимание, что вам даны две концентрации, но только
один том.Решение №1 — это то, для чего у вас есть только концентрация.
— решение, которое уже лежит на полке. Решение # 2 — это
тот, для которого у вас есть и концентрация, и объем — раствор, который
вы собираетесь подготовиться.

По крайней мере, пока вам не станет комфортно
с этим типом проблемы может быть полезно записать, какие числа идут
с какими буквами в нашем уравнении.

M ₁ = 2,0 M MgSO ₄
; V ₁ = неизвестно
M ₂ = 0.40М MgSO ₄ ; V ₂ = 100 мл

Молярность | Введение в химию

Цель обучения

• Расчет концентрации раствора с использованием молярности.

---

Ключевые моменты

• Молярность (M) указывает количество молей растворенного вещества на литр раствора (моль / литр) и является одной из наиболее распространенных единиц, используемых для измерения концентрации раствора.
• Молярность может использоваться для расчета объема растворителя или количества растворенного вещества.
• Взаимосвязь между двумя растворами с одинаковым количеством молей растворенного вещества может быть представлена ​​формулой c ₁ V ₁ = c ₂ V ₂ , где c — концентрация, а V — объем.

---

Условия

• молярность Концентрация вещества в растворе, выраженная в количестве молей растворенного вещества на литр раствора.
• Единица СИ Современная форма метрической системы, широко используемой в науке (сокращенно СИ от французского: Système International d’Unités).
• разбавление: Процесс, при котором раствор становится менее концентрированным за счет добавления большего количества растворителя.
• концентрация Относительное количество растворенного вещества в растворе.

---

В химии концентрацию раствора часто измеряют в молярности (M), которая представляет собой количество молей растворенного вещества на литр раствора.Эта молярная концентрация (c _i ) рассчитывается путем деления молей растворенного вещества (n _i ) на общий объем (V):

[латекс] c_i = frac {n_i} {V} [/ латекс]

Единица измерения молярной концентрации в системе СИ — моль / м ³ . Однако моль / л является более распространенной единицей измерения молярности. Раствор, который содержит 1 моль растворенного вещества на 1 литр раствора (1 моль / л), называется «один молярный» или 1 М. Единицу моль / л можно преобразовать в моль / м ³ , используя следующее уравнение:

1 моль / л = 1 моль / дм ³ = 1 моль дм ⁻³ = 1 M = 1000 моль / м ³

Расчет молярности

Чтобы рассчитать молярность раствора, количество молей растворенного вещества необходимо разделить на общее количество литров полученного раствора.Если количество растворенного вещества указано в граммах, мы должны сначала рассчитать количество молей растворенного вещества, используя молярную массу растворенного вещества, а затем рассчитать молярность, используя количество молей и общий объем.

Расчет молярности с учетом молей и объема

Если в воде (растворителе) растворено 10,0 граммов NaCl (растворенного вещества) для получения 2,0 л раствора, какова молярность этого раствора?

Во-первых, мы должны перевести массу NaCl в граммах в моль. Делаем это делением на молекулярную массу NaCl (58.4 г / моль).

[латекс] 10,0 text {граммы NaCl} times frac { text {1 моль}} {58,4 text {г / моль}} = 0,17 text {моль NaCl} [/ латекс]

Затем мы делим количество молей на общий объем раствора, чтобы получить концентрацию.

[латекс] c_i = frac {n_i} {V} [/ латекс]

[латекс] c_i = frac {0,17 text {моль NaCl}} {2 text {литры раствора}} [/ латекс]

[латекс] c_i = 0,1 text {M} [/ латекс]

Раствор NaCl представляет собой 0,1 М раствор.

Расчет молей с учетом молярности

Чтобы рассчитать количество молей в растворе с учетом молярности, мы умножаем молярность на общий объем раствора в литрах.

Сколько молей хлорида калия (KCl) содержится в 4,0 л 0,65 М раствора?

[латекс] c_ {i} = frac {n_ {i}} {V} [/ латекс]

[латекс] 0,65 text {M} = frac {n_i} {4,0 text {L}} [/ латекс]

[латекс] n_i = (0,65 text {M}) (4,0 text {L}) = 2,6 text {моль KCl} [/ латекс]

В 0,65 М растворе, занимающем 4,0 л, содержится 2,6 моля KCl.

Расчет объема с учетом молярности и молей

Мы также можем рассчитать объем, необходимый для достижения определенной массы, в граммах с учетом молярности раствора.Это полезно для определенных растворенных веществ, которые не могут быть легко собраны с помощью весов. Например, диборан (B ₂ H ₆ ) является полезным реагентом в органическом синтезе, но также очень токсичен и легковоспламеняем. Диборан безопаснее использовать и транспортировать, если растворен в тетрагидрофуране (ТГФ).

Сколько миллилитров 3,0 М раствора Bh4-THF необходимо для получения 4,0 г Bh4?

Сначала мы должны преобразовать граммы BH ₃ в моль, разделив массу на молекулярную массу.

[латекс] frac {4.0 text {g} BH_3} {13.84 text {g / моль} BH_3} = 0,29 text {моль} BH_3 [/ латекс]

Как только мы узнаем, что нам нужно получить 0,29 моль BH _3, , мы можем использовать это и данную молярность (3,0 M) для расчета объема, необходимого для достижения 4,0 г.

[латекс] c_ {i} = frac {n_ {i}} {V} [/ латекс]

[латекс] 3.0 text {M} = frac {0.29 text {moles BH} _3} {V} [/ latex]

[латекс] V = 0,1 л [/ латекс]

Теперь, когда мы знаем, что в 0.1 л, мы знаем, что нам нужно 100 мл раствора для получения 4,0 г BH ₃ .

Разведение

Разбавление — это процесс снижения концентрации растворенного вещества в растворе, обычно путем добавления большего количества растворителя. Это соотношение представлено уравнением c ₁ V ₁ = c ₂ V ₂ , где c ₁ и c ₂ — начальная и конечная концентрации, а V ₁ и V ₂ — начальный и конечный объемы раствора.

Пример 1

У ученого есть 5,0 М раствор соляной кислоты (HCl), и для его нового эксперимента требуется 150,0 мл 2,0 М HCl. Сколько воды и 5,0 M HCl должен использовать ученый, чтобы получить 150,0 мл 2,0 M HCl?

c ₁ V ₁ = c ₂ V ₂

c ₁ и V ₁ — концентрация и объем исходного раствора, который представляет собой 5,0 М HCl. c ₂ и V ₂ — концентрация и объем желаемого раствора, или 150.0 мл 2,0 М раствора HCl. Объем пока не нужно переводить в литры, потому что обе части уравнения используют мл. Следовательно:

[латекс] (5.0 text {M HCl}) (V_1) = (2.0 text {M HCl}) (150.0 text {mL}) [/ latex]

V ₁ = 60,0 мл 5,0 M HCl

Если для приготовления желаемого раствора используется 60,0 мл 5,0 М HCl, можно рассчитать количество воды, необходимое для правильного разбавления раствора до нужной молярности и объема:

150,0 мл — 60. 0 мл = 90,0 мл

Для того, чтобы ученый приготовил 150,0 мл 2,0 М HCl, ему потребуется 60,0 мл 5,0 М HCl и 90,0 мл воды.

Пример 2

Воду добавляли к 25 мл исходного раствора 5,0 М HBr до тех пор, пока общий объем раствора не достиг 2,5 л. Какова молярность нового раствора?

Нам дано следующее: c ₁ = 5 ° M, V ₁ = 0,025 л, V ₂ = 2,50 л. Нам предлагается найти c ₂ , что является молярностью разбавленного раствора. решение.

(5,0 м) (0,025 л) = c ₂ (2,50 л)

[латекс] c_2 = frac {(5,0 M) (0,025 л)} {2,50 л} = 0,05 M [/ латекс]

Обратите внимание, что все единицы объема были преобразованы в литры. Мы рассчитали, что у нас будет 0,05 М раствор, что соответствует нашим ожиданиям, учитывая, что мы разбавили 25 мл концентрированного раствора до 2500 мл.

Показать источники

Boundless проверяет и курирует высококачественный контент с открытой лицензией из Интернета.Этот конкретный ресурс использовал следующие источники:

Калькулятор

процентов (%) решений — PhysiologyWeb

Расчет процентов (%) решений

Предназначенный для использования как в учебной, так и в исследовательской лаборатории, этот калькулятор (см. Ниже) может использоваться для выполнения ряда различных расчетов для приготовления процентов (%) растворов , начиная с твердого или жидкого материала. Очень часто концентрацию растворов выражают в процентах.Процент означает на 100 частей, где для растворов часть означает меру массы (мкг, мг, г, кг и т. Д.) Или объема (мкл, мл, л и т. Д.). В процентах растворов количество (вес или объем) растворенного вещества выражается в процентах от общего веса или объема раствора. Процентные растворы могут иметь форму % вес / объем (% вес / объем или% вес / объем), % вес / вес (% вес / вес или% вес / вес) или % вес / объем (об. / об.% или об. / об.%). В каждом случае процентная концентрация рассчитывается как доля веса или объема растворенного вещества, относящаяся к общему весу или объему раствора.

Поскольку процентные решения могут быть выражены тремя различными способами, совершенно необходимо явно указать тип процентного решения. Если эта информация не предоставлена, конечному пользователю остается «угадать», было ли использовано вес / объем%, вес / вес% или объем / объем%. Каждое процентное решение подходит для ряда различных приложений. Например, коммерческие водные реагенты, такие как концентрированные кислоты и основания, обычно выражаются в виде растворов в процентах по массе. Например, коммерчески доступная концентрированная соляная кислота (HCl) составляет 37% по массе (% мас. / Мас.).С другой стороны, многие разбавленные растворы, используемые для биологических исследований, выражаются в процентах по весу / объему (например, 1% додецилсульфат натрия, SDS). Объем / объем% растворенных веществ также являются обычными и используются, когда используются чистые растворенные вещества в жидкой форме. Например, 70% -ный (об. / Об.) Раствор этанола может быть приготовлен растворением 70 мл 100% (то есть 200-процентного) этанола в общем объеме раствора 100 мл.

Другие факторы также могут иметь значение при выборе типа процентного раствора для приготовления.Например, если рассматриваемый процентный раствор должен использоваться при сильно различающихся температурах, то лучше приготовить раствор в виде раствора в процентах по массе, поскольку его концентрация не будет зависеть от изменений температуры окружающей среды.

Сделаем важное замечание. Здесь мы использовали «вес» вместо «масса» просто для того, чтобы соответствовать традициям и популярному использованию. Таким образом, растворы масс. / Об.% Следует правильно обозначать как масс. / Об.% .Точно так же растворы % масс / масс следует обозначать как % масс / масс или просто % масс .

Процентное решение уравнений

	(уравнение 1)
	(уравнение 2)
	(Ур.3)

Как отмечалось выше, вес относится к массе (т. Е. Измеряется на весах). Изучая уравнение для каждого из приведенных выше процентов растворов, очень важно отметить, что во всех случаях знаменатель относится к массе или объему раствора , а не только к массе или объему растворителя. Таким образом, масса раствора — это объединенная масса растворенного вещества и растворителя, а объем раствора — это объединенный объем растворенного вещества и растворителя.

Последнее замечание необходимо при рассмотрении решений объем / объем%.Когда разные объемы одного и того же раствора складываются вместе, конечный объем всегда будет точной суммой добавленных отдельных порций. Например, добавление 50 мл воды к 50 мл воды приведет к общему объему 100 мл, а добавление 75 мл 100% этанола к 75 мл 100% этанола приведет к общему объему 150 мл. Однако при смешивании смешиваемых жидкостей (таких как вода и этанол) конечный объем раствора не точно равен сумме отдельных объемов. Например, добавление 50 мл этанола к 50 мл воды приведет к получению общего объема менее 100 мл.На самом деле это ближе к 96 мл. Следовательно, при приготовлении растворов объем / объемный процент всегда лучше растворить растворенное вещество в растворителе, а затем добавить дополнительный растворитель, чтобы довести общий объем раствора до желаемого конечного значения.

Калькулятор процентного решения

Каждая ячейка калькулятора, показанная ниже, соответствует члену в приведенной выше формуле. Введите соответствующие значения во все ячейки, кроме той, которую вы хотите вычислить. Следовательно, по крайней мере две ячейки должны иметь значения, и не более одной ячейки может быть пустой. .Значение пустой ячейки будет рассчитано на основе других введенных значений. После выполнения вычисления вычисленная ячейка будет выделена, и последующие вычисления будут вычислять значение выделенной ячейки (без требования иметь пустую ячейку). Однако пустая ячейка имеет приоритет над выделенной ячейкой.

Комментарии и / или инструкции по приготовлению

Размещено: 5 октября 2013 г., суббота
Последнее обновление: 23 декабря 2017 г.

Реакции в растворе — Химия LibreTexts

Раствор состоит из двух или более веществ, растворенных в жидкой форме.Не путайте со смесью , которая является гетерогенной — существует множество веществ с разной структурой — растворы гомогенны, что означает, что атомы растворенного вещества равномерно распределены по всему растворителю (например, воде, этанолу). Думайте об этом, как о сравнении чашки (растворенной) сахарной воды и чашки воды с кубиками лего. Растворенное вещество — это вещество, растворенное в растворе, а растворитель — это вещество, осуществляющее растворение.

отл.

Раствор NaCl в воде Смесь блоков лего и воды

Примечание: все растворы являются смесями, но не все смеси являются растворами.

Растворители

Вода (H ₂ O) — наиболее распространенный растворитель, используемый для растворения многих соединений или приготовления кофе. Среди других распространенных растворителей — скипидар (разбавитель для краски), ацетон (жидкость для снятия лака) и этанол (используется в некоторых парфюмах). Такие растворители обычно содержат углерод и называются органическими растворителями. Растворы с водой в качестве растворителя называются водными растворами; у них есть особые свойства, о которых здесь говорится.

Растворы

Различные химические соединения растворяются в растворенных веществах в разной степени.Некоторые соединения, такие как сильнокислая соляная кислота (HCl), полностью диссоциируют в растворе на ионы. Другие, такие как слабый щелочной аммиак (NH ₃ ), диссоциируют лишь частично. Однако другие соединения, такие как спирт, вообще не диссоциируют и остаются соединениями. В лабораторных реакциях часто используются кислоты и основания, о которых здесь подробнее рассказывается.

Концентрация

Концентрация — это мера количества растворенного вещества в определенном количестве растворителя.Знание концентрации раствора важно, помимо прочего, для определения силы кислоты или основания (pH). Когда в концентрации присутствует так много растворенного вещества, что оно больше не растворяется, раствор становится насыщенным.

Ученые часто используют молярность для измерения концентрации.

молярность = моль / литр

Поскольку стехиометрия реакции зависит от молярных соотношений, молярность является основным показателем концентрации.

Менее распространенная единица измерения концентрации называется моляльностью .

Моляльность = моль / кг растворителя

Ученые иногда используют молярность для измерения концентрации, потому что объемы жидкости незначительно меняются в зависимости от температуры и давления. Однако масса остается неизменной, и ее можно точно измерить с помощью весов. Коммерческие концентрированные продукты обычно выражаются в массовых процентах; такие как техническая концентрированная серная кислота, которая составляет 93-98% H ₂ SO ₄ по массе в воде (Hill, Petrucci 116).

Принятие решения

Растворы, используемые в лаборатории, обычно состоят из твердых растворенных веществ (часто солей) или исходных растворов.

Чтобы приготовить раствор из твердых растворенных веществ, сначала вычислите, сколько молей растворенного вещества находится в желаемых растворах (используя молярность). Вычислите необходимое количество твердого вещества в граммах, используя необходимые моли и молярную массу растворенного вещества, и взвесьте необходимое количество. Перенесите растворенное вещество в контейнер (предпочтительно в мерную колбу, которая наиболее точно измеряет объем раствора, указанный на колбе) и добавьте небольшое количество растворителя. Тщательно перемешайте до растворения растворенного вещества. После растворения растворенного вещества добавьте оставшийся растворитель, чтобы получить раствор желаемого объема, и тщательно перемешайте.

Например, чтобы получить 0,5 л 0,5 молярного NaCl:

1. Умножьте концентрацию (0,5 моль / литр) на объем раствора, который вам нужен (0,5 литра), чтобы найти нужное количество молей NaCl.

0,5 моль / литр * 0,5 литра = 0,25 моль NaCl

2. Умножьте моли NaCl на его молярную массу (58,44 г / моль), чтобы найти необходимые граммы растворенного вещества.

(0,25 моль NaCl) * (58,44 г / моль) = 14,61 г NaCl

Приготовление раствора определенной концентрации из основного раствора называется разбавлением.При разбавлении раствора имейте в виду, что добавление растворителя в раствор изменяет концентрацию раствора, но не количество уже присутствующего растворенного вещества.

Чтобы разбавить раствор с известной концентрацией, сначала определите количество молей растворенного вещества в растворе, умножив молярность на объем (в литрах). Затем разделите на желаемую молярность или объем, чтобы найти необходимый объем или концентрацию.

Используемое уравнение — просто

M ₁ V ₁ = M ₂ V ₂

M ₁ и V ₁ — концентрация и объем исходного (исходного) раствора для разбавления; M ₂ и V ₂ представляют собой желаемую концентрацию и объем конечного раствора.

Стехиометрия раствора

Для реакций, протекающих в растворах:

1. Рассчитайте количество молей растворенного вещества в реакции, умножив концентрацию (молярность) на объем раствора (литры)
2. Определите ограничивающий реагент, если он есть
3. Следуйте стехиометрическому процессу.
4. Преобразуйте полученные моль растворенного вещества обратно в молярность, разделив на общий объем в литрах раствора, использованного в реакции.
5. В случае реакций с участием ионов (например, в реакциях между сильными кислотами и основаниями) исключите ионы-наблюдатели из общего ионного уравнения. Ионы-наблюдатели в уравнениях не реагируют.
6. Если концентрация не указана, но указаны молярная масса и объем, используйте плотность (граммы / литр), чтобы найти количество растворенного вещества в граммах, затем преобразуйте его в моль.

Список литературы

1. Хилл, Петруччи. Общая химия: комплексный подход, второе издание.Нью-Джерси: Прентис-Холл, 1999.
2. Петруччи, Харвуд, Селедка, Мадура. Общая химия: принципы и современные приложения, девятое издание. Нью-Джерси: Прентис-Холл, 2007.

Проблемы

1. Раствор готовят растворением 44,6 г ацетона (OC (CH ₃ ) ₂ ) в воде с получением 1,50 л раствора. Какая молярность полученного раствора?
2. Для определенной лабораторной процедуры требуется 0,025 M H ₂ SO ₄ .Сколько миллилитров 1,10 M H ₂ SO ₄ следует разбавить водой, чтобы приготовить 0,500 л 0,025 M H ₂ SO ₄ ?
3. Образец насыщенного NaNO ₃ (водн.) — 10,9 M при 25 градусах Цельсия. Сколько граммов NaNO ₃ содержится в 230 мл этого раствора при той же температуре?
4. Стакан с 175 мл 0,950 М NaCl оставляют открытым на некоторое время. Если к концу периода времени объем раствора в химическом стакане уменьшился до 137 мл (потеря объема происходит из-за испарения воды), какова результирующая концентрация раствора?
5. Студент готовит раствор, растворяя 15.0 мл этанола (C ₂ H ₅ OH) в воде с получением 300,0 мл раствора. Рассчитайте концентрацию (молярность) этанола в растворе. (плотность = 0,789 г / мл)

Авторы и авторство

Принятие простых решений и разбавлений

| просто
разбавление | серийное разведение | VC = VC
метод | молярные растворы | процентов
решения |
| молярный -% конверсии | концентрированные исходные растворы (X единиц) | нормальность — преобразование молярности
Рабочий
Расчет концентрации

---

1.Простое разбавление (метод коэффициента разбавления на основе соотношений)

A простое разведение — раствор, в котором
единиц объема интересующего жидкого материала объединяется
с соответствующим объемом растворителя жидкости для достижения
желаемая концентрация. Фактор разбавления — это
общее количество единичных объемов, в которых будет растворен ваш материал.
Затем разбавленный материал необходимо тщательно перемешать, чтобы добиться
истинное разбавление.Например, разбавление 1: 5 (вербализуйте как
Разбавление «от 1 до 5») влечет за собой объединение 1 единицы объема
из растворенное вещество (разбавляемый материал) + 4 шт.
объемы растворителя среды (следовательно, 1 + 4 = 5
= коэффициент разбавления). Фактор разбавления часто выражается
используя экспоненты: 1: 5 будет 5e-1; 1: 100 будет 10e-2, а
скоро.

Пример 1: Замороженный концентрат апельсинового сока обычно разбавляют
с 4 дополнительными банками холодной воды (разбавляющий растворитель), давая
коэффициент разбавления 5, т.е.е. оранжевый концентрат представляет собой
одна единица объема, к которой вы добавили еще 4 банки (та же единица
объемы) воды. Итак, апельсиновый концентрат теперь распределяется
через 5 единичных объемов. Это будет называться разбавлением 1: 5,
и OJ сейчас на 1/5 меньше, чем было изначально. Так,
при простом разбавлении добавить на одну единицу объема растворителя меньше
чем желаемое значение коэффициента разбавления.

Пример 2: Предположим, вы должны приготовить 400 мл
дезинфицирующего средства, требующего разведения 1: 8 из концентрированного
маточный раствор с водой. Разделите необходимый объем на разведение
коэффициент (400 мл / 8 = 50 мл) для определения объема единицы. В
затем выполняется разведение в виде 50 мл концентрированного дезинфицирующего средства + 350
мл воды.

Верх
стр.

2.Серийное разбавление

A серийное разведение — это просто серия
простых разведений, которые быстро увеличивают коэффициент разбавления
начиная с небольшого исходного количества материала (т. е. бактериального
культура, химикат, апельсиновый сок и др.). Источник разведения
материал (растворенное вещество) на каждом этапе происходит из разбавленного материала
предыдущего этапа разбавления. При серийном разведении всего
коэффициент разбавления в любой момент равен произведению
индивидуальные коэффициенты разбавления на каждом этапе, предшествующем этому.

Фактор конечного разведения
(DF) = DF1 * DF2 * DF3
пр.

Пример: В типичном упражнении по микробиологии студенты
выполнить трехэтапное серийное разведение 1: 100 бактериального
культуры (см. рисунок ниже) в процессе количественной оценки
количество жизнеспособных бактерий в культуре (см. рисунок ниже).Каждый
шаг в этом примере использует общий объем 1 мл. Первый шаг
объединяет 1 единицу объема бактериальной культуры (10 мкл) с 99 единицами
объемы бульона (990 мкл) = разведение 1: 100. На втором этапе
одна единица объема разведения 1: 100 сочетается с
99 единиц объема бульона, что дает общее разведение 1: 100×100.
= 1: 10 000 разведение. Снова повторил (третий шаг) сумма
разбавление будет 1: 100×10 000 = 1: 1000000 общего разбавления.Концентрация бактерий теперь в миллион раз на меньше.
, чем в исходном образце.

Верх
стр.

3.
Изготовление фиксированных объемов определенных концентраций из жидких реагентов:

V1C1 = V2C2 Метод

Очень часто вам нужно будет сделать особый
объем известной концентрации из исходных растворов, или, возможно,
из-за ограниченной доступности жидких материалов (некоторые химические вещества
очень дороги и продаются и используются в небольших количествах,
е.г., микрограммы), или ограничить количество химических отходов.
Приведенная ниже формула представляет собой быстрый подход к расчету таких разбавлений.
где:

V = объем , C = концентрация; в любых единицах
ты работаешь.

(атрибуты стандартного решения) V1C1 = V2C2 (новый
атрибуты решения)

Пример:
Предположим, у вас есть 3 мл основного раствора ампициллина 100 мг / мл.
(= C 1 ), и вы хотите сделать 200 ul (= V 2 ) из
раствор, имеющий 25 мг / мл (= ° C 2 ).Тебе следует
знать какой объем ( V1 )
запаса для использования как часть необходимого общего объема 200 мкл.

V1 = начальный объем запасов. Это
твое неизвестное.
C 1 = 100 мг / мл в исходном растворе
V 2 = общий объем, необходимый при новой концентрации
= 200 мкл = 0,2 мл
C 2 = новая концентрация = 25 мг / мл

В алгебраической перестановке:

V1 = (V2 x C2)
/ C1

V1 = (0.2
мл x 25 мг / мл) / 100 мг / мл

и после отмены
ед.,

V1 = 0,05 мл или 50 мкл

Итак, вы бы взяли 0,05 мл = 50 мкл.
основного раствора и разбавьте его 150 мкл растворителя до
получить 200 ул
Необходим раствор 25 мг / мл. Помните, что количество растворителя
используется зависит от окончательного необходимого объема, поэтому вам нужно вычесть
начальный объем формируют окончательный для его расчета.

Верх
стр.

4.
Моль и молярный раствор (единица измерения = M = моль / л)

Иногда может быть более эффективным использовать молярность при выражении химических концентраций. моль определяется как точно 6,023 x 1023 атомов или молекул вещества (это называется Avagadro’s number , N). Масса одного моля элемента равна его атомной массе (г) и указывается для каждого элемента в периодической таблице. Молекулярная масса — масса (г) вещества, основанная на суммированных атомных массах элементов в химической формуле. Вес формулы относится к химическим веществам, для которых не существует отдельных молекул; например, NaCl в твердой форме состоит из ионов Na + и Cl-, но настоящих молекул NaCl не существует. Формула вес 1 моля NaCl, следовательно, будет суммой 1 атомной массы каждого иона. Молекулярная масса (или FW) указывается на этикетке флакона с химическим веществом.Количество молей в произвольной массе элемента или соединения можно рассчитать как:

число молей = вес (г) / атомный (или молекулярный) вес (г)

Молярность (M) — это единица, используемая для описания количества молей элемента или соединения в одном литре (л) раствора (M = моль / л) и, следовательно, единица измерения концентрации. Согласно этому определению, 1,0 М раствор эквивалентен одной молекулярной массе (г / моль) соединения, доведенной до 1 литра (1.0 л) объема с растворителем (например, водой) при фиксированной температуре (жидкости расширяются и сжимаются с температурой и, таким образом, могут изменять молярность).

Пример 1: Для приготовления литра молярного раствора из сухого реагента

Умножьте молекулярную массу (или FW) на желаемую молярность, чтобы определить, сколько граммов реагента использовать:

Предположим, что молекулярная масса соединения = 194,3 г / моль;

, чтобы получилось 0.15 М раствор использовать 194,3 г / моль * 0,15 моль / л = 29,145 г / л

Вы растворите указанную массу реагента во фракции общего объема растворителя (в стандартном режиме), а затем увеличите объем ровно до одного литра, добавив дополнительный растворитель и тщательно перемешав.

Пример 2 : Для приготовления определенного объема определенного молярного раствора из сухого реагента

Химический продукт имеет FW 180 г / моль, а вам нужно 25 мл (0.025 л) 0,15 М (М = моль / л) раствора. Сколько граммов химического вещества нужно для приготовления этого раствора?

# грамм / желаемый объем (л) = желаемая молярность (моль / л) * FW (г / моль)

путем алгебраической перестановки,

# граммы = желаемый объем (л) * желаемая молярность (моль / л) * FW (г / моль) # граммы = 0,025 л * 0,15 моль / л * 180 г / моль

после списания единиц,

#grams = 0.675 г

Итак, вам нужно 0,675 г / 25 мл

Растворы, содержащие несколько реагентов

Сложные растворы, такие как буферы, физиологические растворы, фиксаторы и т. Д., Могут состоять из нескольких химических реагентов. При приготовлении этих растворов каждый реагент рассматривается отдельно, чтобы определить, сколько использовать для приготовления окончательного раствора. Для каждого из них объем, использованный в расчетах, является окончательным необходимым объемом раствора.

Еще примеры решенных проблем: About.com:
Химия

Верх
страницы

5.
Процентные растворы (% = доли на сто или грамм / 100 мл)

Многие реагенты смешиваются в виде -процентных растворов либо по весу на объем (вес / объем) при запуске с сухими реагентами ИЛИ объем на объем (об / об) при запуске с жидкими реагентами . При приготовлении растворов из сухих реагентов для получения заданной процентной концентрации используется одна и та же масса любого реагента, хотя молярные концентрации будут разными.

В целом

Массовый процент (мас. / Об.) = [масса растворенного вещества (г) / объем раствора (мл)] x 100, и,

Объемный процент (об. / Об.) = [объем растворенного вещества (мл) / объем раствора (мл)] x 100

Например, 100 мл 10% раствора любого сухого реагента будет содержать 10 г сухого реагента в конечном объеме 100 мл.10% (об. / Об.) Раствор должен содержать 10 мл растворенного вещества на 100 мл объема раствора.

Пример 1: Если вы хотите получить 200 мл 3% NaCl, вы должны
необходимо 0,03 г / мл x 200 мл = 6,0 г NaCl в 200 мл воды.

При использовании жидких реагентов
процентная концентрация основана на объема на объем ,
и рассчитывается аналогично как % концентрация x необходимый объем
= объем используемого реагента .

Пример 2: Если вы хотите сделать 2 л 70% этанола из 100% этанола, вы должны
смешать 0,70 мл / мл x 2000 мл = 1400 мл этанола с 600 мл воды.

Чтобы преобразовать% раствора в молярность , умножьте% раствора на 10, чтобы выразить
процент раствора, грамм / л, затем разделите на вес формулы.

Молярность =
(граммы реагента / 100 мл) * 10
xxxxxxxxxx FW

Пример 1: преобразование 6.5% раствор химического вещества с
FW = 325,6 к молярности,

[(6,5 г / 100 мл) * 10] / 325,6
г / моль = [65 г / л] / 325,6 г / моль = 0,1996 M

Преобразовать из молярности
к процентному раствору ,
умножьте молярность на FW и разделите на 10:

% раствор
= молярность * FW
xxxxxxxxxx10

Пример 2: Преобразование 0.0045 М раствор
химическое вещество, имеющее FW 178,7 к процентному раствору:

[0,0045 моль / л
* 178,7 г / моль] / 10 = 0,08
% раствор

Верх
стр.

6. Концентрированный
стандартные растворы — в единицах «X»

Стандартные растворы стабильной
соединения обычно поддерживаются в лабораториях как более концентрированные
растворы, которые могут быть разбавлены до рабочей прочности при использовании в
Типичные области применения.Обычная рабочая концентрация обозначается
как 1x. Раствор в 20 раз более концентрированный будет обозначен
как 20x и потребует разбавления 1:20 для восстановления типичного
рабочая концентрация.

Пример: 1x раствор соединения имеет молярную концентрацию
0,05 M для его типичного использования в лабораторных условиях. Приклад 20x
будет приготовлен в концентрации 20 * 0,05 М = 1.0 М. А
Приклад 30X составит 30 * 0,05 M = 1,5 млн.

7. Нормальность
(N): преобразование в молярность

Нормальность = n * M, где
n = количество протонов (H +) в молекуле кислоты.

Пример: В формуле концентрированной серной (36
N h3SO4) протонов два, поэтому его молярность = N / 2. Итак, 36N
h3SO4 = 36/2 = 18 М.

---

Изменено 9-27-12 га

Биологический факультет Колледжа Бейтса,
Льюистон, ME 04240

Разведений и концентраций — Вводная химия — 1-е канадское издание

Цель обучения

1. Узнайте, как разбавлять и концентрировать растворы.

Часто рабочему требуется изменить концентрацию раствора, изменив количество растворителя.Разбавление — это добавление растворителя, которое снижает концентрацию растворенного вещества в растворе. Концентрация — это удаление растворителя, которое увеличивает концентрацию растворенного вещества в растворе. (Не путайте здесь два значения слова , концентрация !)

И при разбавлении, и при концентрации количество растворенного вещества остается неизменным. Это дает нам возможность рассчитать, каким должен быть новый объем раствора для желаемой концентрации растворенного вещества. Из определения молярности,

молярность = моль растворенного вещества / литр раствора

мы можем найти количество молей растворенного вещества:

моль растворенного вещества = (молярность) (литры раствора)

Более простой способ записать это — использовать M для представления молярности и V для представления объема.Таким образом, уравнение становится

моль растворенного вещества = MV

Поскольку это количество не меняется до и после изменения концентрации, продукт MV должен быть одинаковым до и после изменения концентрации. Используя числа для обозначения начальных и конечных условий, получаем

M ₁ V ₁ = M ₂ V ₂

как уравнение разбавления.Объемы должны быть выражены в одинаковых единицах. Обратите внимание, что это уравнение дает только начальные и конечные условия, а не величину изменения. Сумма изменения определяется вычитанием.

Пример 9

Если 25,0 мл 2,19 М раствора разбавить до 72,8 мл, какова конечная концентрация?

Решение

Не имеет значения, какой набор условий помечен как 1 или 2, если условия правильно спарены вместе. Используя уравнение разбавления, получаем

(2.19 M) (25,0 мл) = M ₂ (72,8 мл)

Решение для второй концентрации (с учетом того, что единицы миллилитры отменяют),

M ₂ = 0,752 M

Концентрация раствора уменьшилась. При переходе от 25,0 мл до 72,8 мл необходимо добавить 72,8–25,0 = 47,8 мл растворителя.

Проверьте себя

В 0,885 М раствор KBr, начальный объем которого составляет 76,5 мл, добавляют еще воды до тех пор, пока его концентрация не станет равной 0.500 М. Какой новый объем раствора?

Ответ

135,4 мл

Концентрирование растворов включает удаление растворителя. Обычно это делается путем испарения или кипячения, предполагая, что теплота кипения не влияет на растворенное вещество. Уравнение разбавления также используется в этих случаях.

Химия везде: подготовка растворов для внутривенного вливания

В отделении неотложной помощи больницы врач назначает внутривенное (IV) введение 100 мл 0.5% KCl для пациента, страдающего гипокалиемией (низким уровнем калия). Бежит ли помощник к шкафу с припасами и достает пакет для внутривенного вливания, содержащий эту концентрацию KCl?

Вряд ли. Более вероятно, что помощник должен приготовить подходящий раствор из пакета для внутривенного вливания стерильного раствора и более концентрированного стерильного раствора, называемого исходным раствором KCl. Ожидается, что помощник будет использовать шприц, чтобы набрать немного исходного раствора, ввести его в ожидающий пакет для внутривенных вливаний и разбавить до нужной концентрации.Таким образом, помощник должен выполнить расчет разбавления.

Медицинский персонал обычно должен выполнять разведения для внутривенных растворов. Источник: «Infuuszakjes» Хармида находится в открытом доступе.

Если исходный раствор представляет собой 10,0% KCl, а конечный объем и концентрация должны составлять 100 мл и 0,50% соответственно, то определить, какое количество исходного раствора следует использовать, несложно:

(10%) V ₁ = (0,50%) (100 мл)
V ₁ = 5 мл

Конечно, добавление основного раствора влияет на общий объем разбавленного раствора, но конечная концентрация, вероятно, достаточно близка даже для медицинских целей.

Медицинский и фармацевтический персонал постоянно работает с дозировками, требующими измерения концентрации и разведения. Это важная ответственность: неправильный расчет дозы может быть бесполезным, вредным или даже фатальным!

Основные выводы

• Рассчитайте новую концентрацию или объем для разведения или концентрации раствора.

Упражнения

1. В чем разница между разбавлением и концентрацией?

2. Какое количество остается постоянным при разбавлении раствора?

3. А 1.88 М раствор NaCl имеет начальный объем 34,5 мл. Какова конечная концентрация раствора, если его развести до 134 мл?

4. 0,664 М раствор NaCl имеет начальный объем 2,55 л. Какова конечная концентрация раствора, если его разбавить до 3,88 л?

5. Если 1,00 мл раствора 2,25 M H ₂ SO ₄ необходимо разбавить до 1,00 M, каков будет его конечный объем?

6. Если 12,00 л из 6.00 M раствор HNO ₃ необходимо развести до 0,750 M, каков будет его конечный объем?

7. Если 665 мл 0,875 M раствора KBr осторожно кипятить для концентрирования растворенного вещества до 1,45 M, каков будет его конечный объем?

8. Если 1,00 л раствора LiOH довести до 164 мл и его начальная концентрация составляет 0,00555 М, какова его конечная концентрация?

9. Сколько воды необходимо добавить к 75,0 мл 0,332 М FeCl ₃ (водн.), Чтобы снизить его концентрацию до 0.250 М?

10. Сколько воды необходимо добавить к 1,55 л 1,65 M Sc (NO ₃ ) ₃ (водный), чтобы снизить его концентрацию до 1,00 M?

ответы

1.

Разбавление — это уменьшение концентрации раствора, тогда как концентрация — это увеличение концентрации раствора.

3.

0,484 М

5.

2,25 мл

7.

401 мл

9.

24,6 мл

Концентрация раствора — молярность

КОНЦЕНТРАЦИЯ РЕШЕНИЯ	www.citycollegiate.com
Концентрация раствора определяется как количество растворенного вещества, растворенного в определенной (фиксированной) количество растворителя.
ЕДИНИЦ КОНЦЕНТРАЦИИ
Молярность Моляльность Нормальность Процентный состав Молярная доля
МОЛЯРНОСТЬ
Молярность определяется как количество молей растворенного вещества, растворенного в одном литре (один дм 3 ) раствора.
Для пример:
Если 2 моля растворенного вещества присутствуют в одном литре раствора, тогда молярность раствора будет (2M).
ФОРМУЛА	www.citycollegiate.com
Молярность = количество молей растворенного вещества / объем раствора в литре
ИЛИ
Молярность = масса растворенного вещества (в граммах) / молекулярная масса x объем раствора в литрах
ПРОЦЕНТ СОСТАВА РЕШЕНИЯ
Концентрация раствора может быть выражено в процентах от состава.это в зависимости от веса или объем компонентов раствора.
Масса / Вес%
2% w / w раствор означает, что граммы растворенного вещества растворены в 100 граммах раствора.