- •Занятие 2 Способы выражения содержания растворенного вещества в растворе
- •Теоретическая часть Способы выражения количественных соотношений между компонентами системы
- •Способы выражения состава растворов
- •Лабораторная работа № 2 приготовление растворов
- •2. Вычислим массу приготовляемого раствора:
- •3. Рассчитаем массу сухой соли NaCl, необходимую для приготовления раствора с массовой долей Wтеор. 6,2 %:
Занятие 2 Способы выражения содержания растворенного вещества в растворе
Тема занятий |
1. Вводный контроль на тему «Способы выражения содержания растворенного вещества в растворе». 2. Семинар на тему «Растворы. Способы выражения количественных соотношений между компонентами системы». 3. Лабораторная работа № 3 «Приготовление растворов» /2, с. 48, оп. 3 и 4/.
|
Теоретическая часть Способы выражения количественных соотношений между компонентами системы
Раствором называется гомогенная система, состоящая из двух или нескольких компонентов, относительное содержание которых может меняться в широких пределах.
Способы выражения состава раствора довольно разнообразны: массовая, мольная, объемные доли; моляльность; концентрации – молярная, эквивалентная (нормальная), титр.
Таблица 1
Способы выражения состава растворов
Способ выражения содержания растворенного вещества в растворе |
Формула для расчёта |
Массовая доля ()– величина, равная отношению массы растворенного вещества (mв) к общей массе раствора (mр-ра) |
mв = •100 % mр-ра
|
Молярная (мольная) доля вещества (N)– величина, показывающая отношение количества этого вещества (в) к суммарному количеству всех веществ, входящих в состав раствора, включая растворитель |
Для бинарного раствора 1 N1 = ; 1 + 2 2 N2 = 1 + 2 |
Объемная доля растворенного вещества (в) — величина, показывающая отношение объема растворенного вещества (Vв) к объему раствора (Vр-ра) |
Vв в = • 100 %. Vр-ра |
Молярная концентрация (См )– величина, показывающая количество растворенного вещества (ν), содержащегося в 1 л раствора
|
mв См = = — (моль/л), V Mв • V где V – объем раствора (л); m и М – масса (г) и молярная масса вещества (г/моль) |
Продолжение табл. 1
Способ выражения содержания растворенного вещества в растворе |
Формула для расчёта |
Моляльность (Сm) – величина, показывающая количество растворенного вещества в 1 кг растворителя |
mв Сm = — (моль/кг) Мв • mр-ля |
Эквивалентная (нормальная) концентрация (Сэ или Сн)— величина, показывающая количество эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора |
mв Сэ = (моль/л) Mэ • V |
Титр (Т)— величина, численно равная массе растворенного вещества (mв) в 1 мл раствора |
mв Т = (г/мл), Vр-ра
|
Объёмы реагирующих растворов обратно пропорциональны их эквивалентным концентрациям |
V1 Сэ2 = V2 Сэ1 |
Пример 1.
Вычислите массовую долю, молярную, эквивалентную концентрации, моляльность, титр и мольную долю растворенного вещества в растворе серной кислоты, полученном при растворении 20 г кислоты в 200 мл раствора с плотностью 1,1г/мл.
Дано: m (H2SO4) = 20г Vp-pa = 200 мл = 1,1 г/мл —————————— (%), См, Сэ, Сm, Т, Nр-ра ?
|
Решение
1. Массовую долю растворенного вещества можно определить из выражения: mв = •100 % . mр-ра Но в этом выражении неизвестна масса раствора, которую находим по формуле: mр-ра = Vp-pa • = 220 г.
|
Далее вычисляем массовую долю:
20
= •100 = 9,1 %.
220
2. Молярную и эквивалентную концентрации раствора определяем
по формулам:
mB
См = , M (H2SO4) = 98 г/моль,
M•V
20
См = = 1,02 моль/л;
98 • 0,2
mB
Сэ = , Mэ (H2SO4) = 49 г/моль,
Mэ • V
20
Сэ = = 2,04 моль/л
49 • 0,2
3. Моляльность раствора можно вычислить, используя выражение
mв
Сm = — .
М • mр-ля
В этом выражении неизвестна масса растворителя (воды), которую
находим:
mр-ля = mр-ра – mв ; mр-ля = 220 – 20 = 200 г = 0,2 кг
Тогда 20
Сm = — = 2,04 моль/кг.
49 • 0,2
4. Титр раствора определяем по формуле
mв 20
Т = = = 0,091 г/мл.
Vр-ра 220
5. Мольную долю растворённого вещества находим из выражения
в
N1 = ; в = См = 1,02 моль.
в + р-ля
Поскольку растворитель – вода, находим количество воды (Н2О):
200
М (Н2О) = 18 г/моль, (Н2О) = = 11,1 моль;
18
1,02
Nр.в = = 0,084, Nр-ля = 1 – 0,084 = 0,916.
1,02 + 11,1
Пример 2.
На нейтрализацию 20 мл раствора кислоты израсходовано 10 мл 0,1н раствора щёлочи. Какова нормальная концентрация раствора кислоты?
Дано: Vк-ты = 20 мл Vщ = 10 мл Сщ = 0,1 н ——————— Ск-ты = ? |
Решение Так как вещества взаимодействуют между собой в эквивалентных соотношениях, то для определения нормальной концентрации можно использовать формулу:
|
Vк Сщ
= .
Vщ Ск
Vщ · Сщ 10 · 0,1
Отсюда Ск = = = 0,05 н.
Vк 20
Химический цилиндр Мерная колба