Занятие 29. Молярная концентрация растворов. Объемная доля растворенного вещества в растворе.

& Вопросы для самостоятельной подготовки.

1. Дайте определение молярной концентрации вещества в растворе. Единицы измерения.

2. Что называют объемной долей растворенного жидкого вещества? Единицы измерения.

3. Какие растворы называют разбавленными и концентрированными?



(моль/л);

(доли единицы или %)

Типовые задачи с решениями

Задача № 1

При смешивании 50 мл воды и 70 мл метилового спирта (пл.=0,8 г/мл), получили раствор с плотностью 0,9 г/мл. Определите объемную долю метилового спирта в растворе.

Решение:

1. При смешивании веществ объем раствора не равен сумме объемов растворенного вещества и растворителя. Поэтому сначала необходимо вычислить массу раствора. Определим массу воды и спирта:

m(Н₂О)=V(Н₂О)(Н₂О) = 50 мл  1 г/мл = 50 г;

m_{(спирта)}=V_{(спирта)}_{(спирта)} = 70 мл  0,8 г/мл =56 г.

2. Рассчитываем массу раствора и его объем:

m_(р-ра) = m(H₂O) + m_{(спирта)} = 50 + 56 = 106 г;

3. Определяем объемную долю спирта:

или 59,4%.

Ответ: 59,4%.

Задача № 2

К 300 мл раствора с массовой долей серной кислоты 20% (пл.=1,14 г/мл) прилили 250 мл воды. Определите молярную концентрацию и массовую долю серной кислоты в полученном растворе.

Решение:

1. Определяем массу 20%-ного раствора Н₂SO₄ и массу Н₂SO₄ в этом растворе: m₁(р-ра) = V₁(р-ра)×₁(р-ра) = 300 мл × 1,14 г/мл = 342 г;

m₁(Н₂SO₄) = m₁(р-ра) × ₁(Н₂SO₄)= 342 × 0,20=68,4 г.

2. Рассчитываем массу полученного раствора и массовую долю Н₂SO₄ в этом растворе:

m₂(р-ра) = m₁(р-ра)+m(Н₂О)=m₁(р-ра)+V(Н₂О)×(Н₂О)=342+250×1=592 г;

3. Рассчитываем объем полученного раствора и его молярную концентрацию:

V₂(р-ра) = V₁(р-ра)+V(H₂O) = 300+250 = 550 мл = 0,55 л;

Ответ: 11,6% Н₂SO₄; 1,27М Н₂SO₄.

Задача № 3

В воде массой 500 г растворили металлический натрий массой 2,3 г. Рассчитайте молярную концентрацию вещества в полученном растворе, если его плотность равна 1,09 г/мл.

Решение:

1. При растворении металлического натрия в воде протекает химическая реакция, в результате которой образуется гидроксид натрия и выделяется водород:

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂.

Следовательно, необходимо найти молярную концентрацию NaОН в растворе: .

2. Определяем количество вещества металлического натрия:

Исходя из уравнения химической реакции рассчитываем количество вещества NaOH: n(NaOH) = n(Na) = 0,1 моль.

3. Вычисляем массу полученного раствора и его объем:

m(р-ра) = m(Н₂О) + m(Na) – m(Н₂);

n(Н₂) = 1/2n(Na) = 0,05 моль;

m(Н₂) = 0,05 моль × 2 г/моль = 0,1 г;

m(р-ра) = 500 + 2,3 – 0,1=502,2 г.

4. Рассчитываем молярную концентрацию NaОН в полученном растворе:

Ответ: 0,217М.

Упражнения и задачи для самостоятельного решения.

1. В 200 мл раствора хлорида бария содержится 52 г соли. Определите молярную концентрацию соли в растворе. (Ответ: 1,25М)

2. Какая масса хлорида натрия необходима для приготовления 1,5 л раствора с молярной концентрацией хлорида натрия (NaCl) 0,25 моль/л? (Ответ: 21,94 г)

3. В 500 мл раствора медного купороса (СuSO₄5Н₂О) содержится 75 г пентагидрата сульфата меди(II). Какова молярная концентрация пентагидрата сульфата меди(II) в растворе? (Ответ: 0,6М)

4. В каком объеме раствора соляной кислоты, с концентрацией 0,25М, содержится 27,375 г хлороводорода? (Ответ: 3 л)

5. Сколько мл 2,5М раствора азотной кислоты требуется для приготовления 3 л 0,75М раствора? (Ответ: 0,9 л)

6. Вычислите массовую долю фосфорной кислоты в ее растворе с концентрацией 2,5М и плотностью 1,2 г/мл. (Ответ: 20,4%)

7. К 280 г насыщенного раствора KNO₃, растворимость которого при данной температуре равна 40 г/100 г Н₂О, добавили 120 г воды. Определите массовую долю KNO₃ в полученном растворе. (Ответ: 20%)

8. Сколько граммов раствора серной кислоты с массовой долей 10% требуется для нейтрализации 200 г раствора гидроксида калия с массовой долей 16,8%? (Ответ: 294 г)

Дополнительные задания

1. Определите объем 0,5М раствора СuSO₄, который можно приготовить из 12,5 г CuSO₄5Н₂О. (Ответ: 0,1 л)

2. Сколько мл 98%-ного раствора Н₂SO₄ (пл. 1,84 г/мл) необходимо взять для приготовления 500 мл 0,5М раствора? (Ответ: 13,6 мл)

3. Для нейтрализации 4,35 г кислоты, образованной высшим оксидом элемента VI группы периодической системы потребовалось 30 мл 2М раствора NaOH. Установите формулу кислоты. (Ответ: Н₂SeO₄)

4. К воде массой 40 г прилили ацетон объемом 100 мл и получили раствор с плотностью 0,88 г/мл. Определите объемную долю ацетона в растворе, если плотность ацетона 0,79 г/мл. (Ответ: 74%)

5. К метиловому спирту объемом 90 мл (пл. 0,8 г/мл) прилили 160 мл воды (пл. 1 г/мл) и получили раствор плотностью 0,9 г/мл. Вычислите объемную долю спирта в растворе. (Ответ: 34,9%)

6. Какой объем раствора с массовой долей карбоната натрия 0,15 (пл. 1,16 г/мл) надо взять для приготовления 120 мл раствора с концентрацией 0,45М? (Ответ: 32,9 мл)