- •Федеральное агентство по образованию
- •Растворимость. Способы выражения состава растворов Краткие теоретические сведения
- •Примеры решения задач
- •156, 2 Г раствора — 100,0 г н2о;
- •50,0 Г раствора — m1 г н2о;
- •1 Моль (278 г) FeSo4 ·7h2о содержит 1 моль (152 г) FeSo4 ;
- •50 Г FeSo4 ·7h2о содержит m2 г FeSo4 ;
- •Разбавленные растворы неэлектролитов Краткие теоретические сведения
- •Примеры решения задач
- •Растворы электролитов Краткие теоретические сведения
- •Примеры решения задач
- •Ионное произведение воды. Буферные растворы Краткие теоретические сведения
- •Примеры решения задач
- •Произведение растворимости Краткие теоретические сведения
- •Выражение для произведения растворимости имеет вид
- •Примеры решения задач
- •Гидролиз солей Краткие теоретические сведения
- •Примеры решения задач
- •Список литературы
- •Содержание
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО ЧЕРЕПОВЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет общих математических и естественнонаучных дисциплин
Кафедра химии
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ»
(Для студентов заочной формы обучения)
Часть 3
Учебно-методическое пособие
Специальности: 240301 Химическая технология
неорганических веществ; 280201 Охрана окру-
жающей среды и рациональное использование
природных ресурсов; 240801 Машины и аппара-
ты химических производств
Череповец
2007
Примеры решения задач по дисциплине «Общая и неорганическая химия» для студентов заочной формы обучения: В 3 ч. Ч. 3: Учеб.-метод. пособие. – Череповец: ГОУ ВПО ЧГУ, 2007. – 35 с.
Рассмотрено на заседании кафедры химии, протокол № 9 от 14.05. 07.
Одобрено редакционно-издательской комиссией факультета общих математических и естественнонаучных дисциплин ГОУ ВПО ЧГУ, протокол № 8 от 15.05. 07.
Составители: О.А. Калько – канд. техн. наук, доцент;
Ю.С. Кузнецова;
Н.В. Кунина
Рецензенты: С. Н. Балицкий – канд. хим. наук, доцент (ГОУ ВПО ЧГУ);
Л.Ю. Кудрявцева – канд. техн. наук, доцент (ГОУ ВПО ЧГУ)
Научный редактор: Г.А. Котенко – канд. хим. наук, профессор
© Калько О.А., Кунина Н.В.,
Кузнецова Ю.С., 2007
©ГОУ ВПО Череповецкий государст-
венный университет, 2007
ВВЕДЕНИЕ
Данное учебно-методическое пособие содержит краткие теоретические сведения и примеры решения задач по теме «Растворы» курса «Общая и неорганическая химия». Пособие предназначено для студентов заочной формы обучения в качестве вспомогательного руководства для самостоятельной работы при выполнении домашних контрольных работ. Содержание учебно-методического пособия соответствует государственному стандарту дисциплины «Общая и неорганическая химия» для химических специальностей.
Растворимость. Способы выражения состава растворов Краткие теоретические сведения
Раствор – однофазная гомогенная система, состоящая из двух или более компонентов, а также продуктов их взаимодействия, состав которой может непрерывно меняться в пределах, ограниченных взаимной растворимостью веществ.
Вещество называют растворителем, если при образовании раствора оно не меняет своего агрегатного состояния, остальные компоненты раствора считают растворенными веществами. В случае, когда все компоненты при образовании раствора остаются в том же агрегатном состоянии, растворителем является компонент, которого в системе больше.
Растворимостью называют, как способность вещества образовывать раствор с данным растворителем, так и количественную характеристику этой способности. Качественно растворимость характеризуется понятиями «хорошо растворимо», «мало растворимо», «нерастворимо». Количествен-ной мерой растворимости является масса вещества в граммах, которая способна раствориться в 100 г растворителя при данной температуре с образованием насыщенного раствора.
Раствор называется насыщенным, если в нем находится предельное при данных условиях количество растворенного вещества. Если в растворе содержится больше растворенного вещества, чем это определяется растворимостью, раствор называется пересыщенным, а если меньше – ненасыщенным.
Важнейшей характеристикой раствора является количественное содержание растворенных веществ. На практике состав раствора принято выражать с помощью следующих величин:
1. Массовая доля растворенного вещества 2 (иначе процентная массовая концентрация) – отношение массы растворенного вещества m2 к массе раствора m
(1)
Здесь и далее у величин, относящихся к растворителю, применяется индекс «1», индекс «2» относится к растворенному веществу, а отсутствие индекса указывает на свойство раствора как целого.
Это безразмерная величина, выраженная в долях единицы или в процентах, % масс. Таким образом, 2 показывает, сколько грамм растворенного вещества содержится в ста массовых частях раствора.
2. Моляльная концентрация вещества Сm (иначе моляльность раствора) – отношение числа моль растворенного вещества n2 к массе растворителя m1 в килограммах
, (2)
где М2 – молярная масса растворенного вещества, г/моль.
Если массу растворителя выражать в граммах, то для расчета моляльности следует пользоваться формулой
. (3)
Данный способ выражения состава раствора показывает, сколько моль растворенного вещества содержится в 1 кг растворителя. Его единицы измерения – моль/кг.
3. Молярная концентрация вещества С2 (иначе молярность раствора) – отношение числа моль растворенного вещества к объёму раствора V в дм3 (иначе в литрах)
. (4)
Она показывает, сколько моль растворенного вещества содержится в 1 дм3 раствора. Единицы измерения – моль/дм3 или М.
4. Молярная концентрация эквивалента вещества С2(иначе нормальность раствора, нормальная концентрация или эквивалентная концентрация) – отношение числа моль эквивалентов растворенного вещества n2 к объёму раствора в дм3
, (5)
где М2– молярная масса эквивалента растворенного вещества, г/моль;z – число эквивалентности растворенного вещества.
Нормальность раствора показывает, сколько моль эквивалентов растворенного вещества содержится в 1 дм3 раствора. Единицы измерения –моль/дм3 или н.
Взаимосвязь между молярной и нормальной концентрациями одного и того же растворенного вещества выражается соотношением
. (6)
То есть, эквивалентная концентрация в z раз больше молярной концентрации.
5. Титр раствора Т – масса растворенного вещества в граммах, которая содержится в одном см3 (иначе 1 мл) раствора
. (7)
Единицы измерения данного способа выражения состава раствора –г/мл или г/см3.
6. Мольная доля растворенного вещества х2 – отношение числа моль растворенного вещества к общему числу моль всех компонентов раствора n
. (8)
Это безразмерная величина, выраженная в долях единицы.
Общее правило, используемое для приготовления разбавленных растворов из концентрированных: при одном и том же количестве растворенного вещества массы растворов и их массовые доли обратно пропорциональны друг другу:
1 m1 = 2 m2 , (9)
где m1 (m2) – масса исходного (конечного) раствора. Если массу раствора представить через его плотность и объем, то формула (9) примет вид
ω1 · ρ1 · V1= ω2 · ρ2 · V2 , (10)
где V1 (V2) – объем исходного (конечного) раствора; 1 (2) – плотность исходного (конечного) раствора.
Если раствор получают путем смешивания двух растворов с различной концентрацией одного и того же растворенного вещества, то содержание растворенного вещества в конечном растворе можно определить с помощью правила смешивания: массы смешиваемых растворов m1 и m2 обратно пропорциональны разностям массовых долей 1 и 2 смешиваемых растворов и массовой доли смеси 3
m1 / m2 = (3 – 2) / (1 – 3). (11)
При использовании правила смешивания применяют так называемое правило креста (иначе квадрат Пирсона):
1 3 – 2 m1
3
2 1 – 3 m2
m1 / m2 = (3 – 2) / (1 – 3)
Пояснение:по диагонали из большей концентрации вычитают меньшую, получают (1 –3),так как 1 3, и (3 –2), так как 32. Затем составляют отношение масс исходных растворовm1 / m2.
Если при сливании двух растворов, содержащих различные по природе растворенные вещества, между ними происходит химическое взаимодействие, то по закону эквивалентов вещества реагируют в количествах, пропорциональных их эквивалентам. Например, для процесса взаимодействия кислоты с основанием будет выполняться соотношение
. (12)