Все количественная характеристика растворов и примеры их расчетов

Раствор – однородная система, состоящая из растворителя и растворенного в нем вещества (или нескольких). Количественная характеристика определяется концентрацией веществ, входящих в их состав.

Массовая доля

Массовая доля – это отношение массы растворённого вещества к массе всего раствора.

$encoding="application/x-tex">\omega \left(\% \right)= \frac{m_{x}}{m_{X}} \times 100\%</annotation></semantics></math>$

Пример

Сколько калия хлорида (в граммах) содержится в 100г 10% раствора?

Решение:
Масса калия хлорида (молярная масса $M$ для $K C l$ 75г/моль):

$encoding="application/x-tex">m_{KCl}=\frac{\omega \times M}{100\%}=\frac{10\% \times 75}{100\%}=7,5</annotation></semantics></math>$ г

Ответ: 7,5г.

Пример

Сколько необходимо добавить натрия гидроксида к 120г 3% раствора этой же соли, что бы концентрация увеличилась в три раза?

Решение:
Масса натрия гироксида исходная ( $encoding="application/x-tex">M_{NaOH}=40</annotation></semantics></math>$ г/моль:

$encoding="application/x-tex">m_{1NaOH}=\frac{\omega \times M}{100\%}=\frac{3\%\times 40}{100\%}=1,2</annotation></semantics></math>$ г

Массовая доля натрия гидроксида в необходимом растворе:

$encoding="application/x-tex">\omega _{2}\%=\omega\%\times3=3\%\times3=9\%</annotation></semantics></math>$

Масса NaOH в необходимом растворе:

$encoding="application/x-tex">m_{2NaOH}=\frac{9\%\times 40}{100\%}=3,6</annotation></semantics></math>$ г

Необходимое количество рассчитываем как разность:

$encoding="application/x-tex">m_{NaOH}=m_{2NaOH}-m_{1NaOH}=3,6-1,2=2,4</annotation></semantics></math>$ г

Ответ: 2,4г.

Молярная концентрация

Молярная концентрация – количество вещества (в молях) в объеме раствора.
Количество растворенного вещества (в молях) выражается как масса вещества (в граммах), деленная на молярную массу (г/моль).

$encoding="application/x-tex">\eta =\frac{m_{x}}{M}</annotation></semantics></math>$

Молярная концентрация выражается в формуле:

$encoding="application/x-tex">C_{x} = \frac{\eta }{V} = \eta =\frac{m_{x}}{M}\times V</annotation></semantics></math>$

Пример

Определите молярную концентрацию калия иодида. В 120мл воды содержится 15г KI.

Решение:
Выражаем молярную концентрацию (моль/л) KI по формуле ($M_(KI)=$166г/моль):

$encoding="application/x-tex">C_{KI} =\frac{m_{KI}}{M_{KI}}\times V</annotation></semantics></math>$ $encoding="application/x-tex">=\frac{15}{166}\times 0,12=0,01</annotation></semantics></math>$ моль/л

Т.к. молярная концентрация выражается в моль/л миллилитры переводим в литры.

Ответ: 3,61 моль/л.

Пример

Какая масса лития хлорида содержится в 200мл 3М раствора?

Решение:
Находим количество растворенного лития хлорида (моль):

$encoding="application/x-tex">\eta =C_{LiCl}\times V=3\times 0,2=0,6</annotation></semantics></math>$ г

Выражаем массу $encoding="application/x-tex">M_ (LiCl)=</annotation></semantics></math>$ 42,3г/моль):

$encoding="application/x-tex">m_{LiCl}=\eta_{LiCl} \times M_{LiCl}=0,6\times 42.3=25,4</annotation></semantics></math>$ г

Ответ: 25,4г.

Молярная (мольная) доля

Молярная (мольная) доля – отношения количества вещества в растворе к количеству всех веществ, образующих раствор.

$encoding="application/x-tex">N_{x}\%=\frac{n_{x}}{\sum{n}}\times 100\%</annotation></semantics></math>$

Пример

Концентрация бария хлорида в 100мл водного раствора равна 20%. Определите его мольную долю.

$encoding="application/x-tex">M_{BaCl_{2}}=208</annotation></semantics></math>$ моль/л, $encoding="application/x-tex">M_{H_{2}O}=18</annotation></semantics></math>$ моль/л.

Решение:

Находим содержание воды:

$encoding="application/x-tex">\omega _{H_{2}O}=100\%-\omega BaCl_{2}=100\%-20\%=80\%</annotation></semantics></math>$

Т.к. объем раствора равен 100мл, то массы каждого компонента равны значениям массовой доли. Следовательно:

$encoding="application/x-tex">m_{BaCl_{2}}=20</annotation></semantics></math>$ г

$encoding="application/x-tex">m_{H_{2}O}=80</annotation></semantics></math>$ г

Определим количество $encoding="application/x-tex">\eta</annotation></semantics></math>$ для бария хлорида и воды:

$encoding="application/x-tex">\eta_{BaCl_{2}}=\frac{m_{BaCl_{2}}}{M_{BaCl_{2}}}=\frac{20}{208}=0,01</annotation></semantics></math>$ моль

$encoding="application/x-tex">\eta_{H_{2}O}=\frac{m_{H_{2}O}}{M_{H_{2}O}}=\frac{20}{18}=1,1</annotation></semantics></math>$ моль

Определяем мольную долю $encoding="application/x-tex">N_{BaCl_{2}}</annotation></semantics></math>$ :

$encoding="application/x-tex">N_{BaCl_{2}}=\frac{\eta BaCl_{2}}{\eta BaCl_{2}+\eta H_{2}O}\times 100\%=\frac{0,01}{0,01+0,1}\times 100\%=9\%</annotation></semantics></math>$

Ответ: 9%

Молярная концентрация эквивалента

Молярная концентрация эквивалента (нормальность) – число моль эквивалентов в объеме раствора.

$encoding="application/x-tex">C_{1/z} = \frac{m_{x}}{M_{1/z}\times V}</annotation></semantics></math>$ моль*экв/литр

Фактор эквивалентности $encoding="application/x-tex">f_{1/z}</annotation></semantics></math>$ – показывает часть реальной частицы, составляющую эквивалент.
Молярная масса эквивалента $encoding="application/x-tex">M_{1/z}</annotation></semantics></math>$ – произведение молярной массы и фактора эквивалентности:

$encoding="application/x-tex">M_{1/z} = M \times f_{1/z}</annotation></semantics></math>$ г/моль

Пример

Определите молярную концентрацию эквивалента 4.6г серной кислоты, нейтрализованной раствором гидроксида натрия. В результате реакции общий объём составил 100мл.

Решение:
$encoding="application/x-tex">M_{H_{2}SO_{4}}=98</annotation></semantics></math>$ г/моль, $encoding="application/x-tex">f_{1/z=1/2}</annotation></semantics></math>$ .

Находим молярную массу эквивалента для серной кислоты:

$encoding="application/x-tex">M_{1/z H_{2}SO_{4}} = M _{H_{2}SO_{4}}\times f_{1/z}</annotation></semantics></math>$ = 98\times 1/2=49$г/моль

Находим нормальность:

$encoding="application/x-tex">C_{1/z H_{2}SO_{4}} = \frac{m_{H_{2}SO_{4}}}{M_{1/z H_{2}SO_{4}}\times V}=\frac{4,6}{49\times 0,1}=0,94</annotation></semantics></math>$ моль*экв/л

Ответ: 0,94моль*экв/л.

Моляльность

Моляльность – количество вещества в килограмме растворителя.
$encoding="application/x-tex">С_{m}=\frac{\eta _{x}}{m}</annotation></semantics></math>$ моль/кг

Пример

В 300г воды растворили 20г калия гидроксида. Определите моляльную концентрацию раствора.

Решение:
$encoding="application/x-tex">M_{KOH}=98</annotation></semantics></math>$ г/моль.

Находим количество калия гидроксида:

$encoding="application/x-tex">\eta _{KOH} = \frac{m_{KOH}}{M}=\frac{20}{56}=0,36</annotation></semantics></math>$ моль

Находим моляльность (граммы переводим в килограммы):

$encoding="application/x-tex">C_{KOH}=\frac{\eta _{KOH}}{m}=\frac{0,36}{0,3}=1,2</annotation></semantics></math>$ моль/кг

Ответ: 1,2 моль/кг.

Нужна работа по низкой цене? У нас вы можете заказать статью по химии недорого!

Комментарии
3

dezzert

14 Окт 2018 в 13:21

в 10% растворе массой 100 г какого либо растворенного вещества или это калий хлорид или барий хлорид всегда будет 10 г и от молекулярной массы не зависит, а не 7,5 г! автор проверь свою статью!

Yuliya_D

22 Окт 2018 в 09:39

некоторые задачи решены неправильно

user419215

8 Янв 2022 в 15:42

Моляльность, моляльная весовая концентрация — это количество растворённого вещества (число моль) в 1000 г растворителя.

Измеряется в молях на кг, также распространено выражение в «моляльности». Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/кг называют 0,5-мольным. Рассчитывается по формуле:

mB = nB/mA

https://znaesh-kak.com/x/s/концентрация-раствора

Количественные характеристики растворов

Массовая доля

Молярная концентрация

Молярная (мольная) доля

Молярная концентрация эквивалента

Моляльность

Комментарии
3

Предыдущая статья

Следующая статья

Интересные статьи за сегодня

Количественные характеристики растворов

Массовая доля

Молярная концентрация

Молярная (мольная) доля

Молярная концентрация эквивалента

Моляльность

Комментарии 3

Предыдущая статья

Следующая статья

Интересные статьи за сегодня

Комментарии
3