Страница - 21

§41. МОЛЯРНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ ВЕЩЕСТВА В РАСТВОРЕ

Второй способ выражения концентрации - молярная концентрация.

Молярной концентрацией раствора (С) называется число молей растворенного вещества в одном литре раствора.

Преобразуя эту формулу, получим следующую формулу:

Молярная концентрация более точна, чем массовая доля растворенного вещества.

Растворы веществ с определенной молярной концентрацией готовят в специальной посуде (мерных колбах).

По формуле можно определить следующие величины:

Расчет молярной концентрации раствора.

Задача 1. Рассчитать молярную концентрацию раствора гидроксида натрия, если 0,8 г вещества растворено в 100 мл раствора.

Расчет массы вещества, необходимой для приготовления раствора.

Задача 3. Сколько граммов гидроксида калия потребуется для приготов­ления 250 мл раствора концентрацией 0,1 моль/л?

1. Рассчитайте объем 0,5 молярного раствора, приготовленного из 5,05 г ни­трата калия (КNО₃).

Ответ: 100 мл.

2. Сколько граммов гидроксида натрия содержится в 500 мл раствора концен­трацией 0,1 моль/л?

Ответ: 2 г.

В

1. Сколько моль Nа₂СО₃ • 10Н2О необходимо для приготовления 200 мл рас­твора соды Nа₂СО₃ концентрацией 0,3 моль/л. Рассчитайте массу соды в граммах.

Ответ: 0,06 моль, 17,16 г.

2. Из мерной колбы с раствором серной кислоты концентрацией 0,1 моль/л, отобрано пипеткой 20 мл раствора. Рассчитайте число молекул серной кис­лоты в пипетке.

Ответ: 1,204 • 10²¹.

C

• Какая масса гидроксида натрия потребуется для полной нейтрализации 25 мл раствора фосфорной кислоты концентрацией 0,25 моль/л?

Ответ: 0,75 г.

• Сколько граммов вещества содержится в 1 мл раствора серной кислоты кон­центрацией 0,5 моль/л?

Ответ: 0,049 г.

Практическая работа №5

Приготовление растворов с заданной процентной и молярной концентрацией

Реактивы	Оборудование, посуда
Сахар (песок) — С12Н22О11, поваренная соль — NаСl, дистиллированная вода	Стакан на 250 мл, мерная колба на 50 мл, стеклянная палочка, технические и элек­тронные весы, цилиндр, ареометр

Опыт 1

Задание

Приготовить 150 г 5%-ного раствора сахара.

Ход работы

1. Вычислите, какая масса сахара потребуется для приготовления дан­ного раствора.
2. Взвесьте эту массу на технических весах в предварительно взвешен­ном на технических весах стаканчике.
3. Рассчитайте объем воды для растворения взятой навески.
4. Отмерьте мерным цилиндром этот объем воды.
5. Вылейте воду в стакан, растворите в ней сахар, перемешивая раствор стеклянной палочкой.

Опыт 2

Задание

Приготовить 250 мл 0,25 молярного раствора поваренной соли.

Ход работы

1. Рассчитайте, какая масса поваренной соли потребуется для приготов­ления 250 мл 0,25 молярного раствора соли.
2. На предварительно взвешенном часовом стекле взвесьте рассчитанную в п. 1 массу соли на электронных весах.
3. Взятую взвешанную массу соли всыпьте через воронку в мерную кол­бу емкостью 250 мл и тщательно смойте дистиллированной водой с воронки оставшуюся на ней соль.
4. Долейте в колбу воду до метки, закройте пробкой и хорошо переме­шайте.
5. Вылейте раствор в сухой цилиндр (узкий) и определите плотность.

Вопросы и задания

1. Какая концентрация более точная? Почему?
2. Как вы считаете, может ли плотность водного раствора быть меньше плотности воды?

ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ «КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ»

Массовые доли растворенного вещества

1. Расчет массы вещества и массы растворителя, необходимых для приготовления раствора определенной концентрации.

Сколько граммов соли и воды потребуется для приготовления 300 г 35%-ного раствора?

2. Расчет массы (объема) раствора по известной концентрации раствора и по массе растворенного вещества.

Какой объем 14,3%-ного раствора можно приготовить из 30 г сульфата натрия? (р = 1,13 г/мл)

3. Расчет массы растворенного вещества по известной массе раство­рителя и концентрации раствора.

Сколько вещества нужно растворить в 250 мл воды для приготовления раствора с концентрацией 12%?

РАСЧЕТНЫЕ ЗАДАЧИ ПО УРАВНЕНИЯМ РЕАКЦИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРА

Раствор - смесь, состоящая по крайней мере из двух компонентов - растворенное вещество, растворитель. Поэтому при решении задач по урав­нению реакции необходимо рассчитать массу чистого вещества в растворе.

Задача 1
Рассчитать объем (н. у.) и количество вещества водорода по реакции взаимодействия цинка с 12%-ным раствором серной кислоты (p = 1,083 г/мл) объемом 50 мл.

Задача 2

Рассчитать объем раствора гидроксида натрия с концентрацией 0,25 моль/л, необходимого для нейтрализации 20%-ной (p = 1,12 г/мл) азотной кислоты объемом 25 мл. Сколько нитрата натрия образуется?

СПОСОБЫ ИЗМЕНЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРА

Существует несколько способов изменения концентрации раствора: смешение двух растворов с известными концентрациями, разбавление или сгущение путем выпаривания и добавления растворенного вещества.

А. Определение концентрации раствора, полученного смешением двух растворов с известными концентрациями.

Какова концентрация раствора, полученного смешением 400 г 10%- ного и 300 г 25%-ного растворов?

2. Определение концентрации раствора после разбавления.

В лабораториях растворы нужной концентрации готовят путем разбавления концентрированных растворов.

К 500 г 15%-ного раствора соли добавили 200 г воды. Определите процентную концентрацию полученного раствора.

3. Определение концентрации после увеличения массы растворенного вещества в растворе.

Концентрацию раствора можно повысить двумя способами:

1. добавлением растворенного вещества;
2. испарением части растворителя (Н₂О).

а) Определите концентрацию раствора после добавления 30 г вещества к 250 г 5%-ного раствора.

А

1. Рассчитайте концентрацию раствора после разбавления, если к 300 мл воды долито при перемешивании 500 мл 30%-ного раствора (р = 1,149 г/мл) со­ляной кислоты.

Ответ: 19,7%.

2. Сколько граммов медного купороса CuSO₄ • 5H₂O требуется для приготовле­ния 500 мл 0,2 молярного раствора сульфата меди (II).

Ответ: 25 г CuSO₄ • 5H₂O.

3. Рассчитать, какой объем соляной кислоты концентрацией 0,05 моль/л не­обходим для нейтрализации 10 мл раствора гидроксида калия концентра­цией 0,15 моль/л.

Ответ: 30 мл.

В

1. Врачи вводят под кожу или в вену больного так называемый физиологический раствор — 0,85%-ный раствор хлорида натрия. Рассчитайте массу соли при введении 250 мл (р = 1,003 г/мл) физиологического раствора.

Ответ: 2,13 г.

2. Рассчитайте массу глюкозы (С₆Н₁₂О₆) в 5 л крови человека (р = 1,05 г/мл), если содержание глюкозы в крови составляет 0,1%.

Ответ: 5,25 г.

3. При засолке огурцов в трехлитровую банку заливают рассол объемом 950 мл и добавляют 3 столовых ложки поваренной соли (в 1 столовой ложке по­мещается 30 г соли). Определите массовую долю поваренной соли в приго­товленном рассоле.

Ответ: 8,65%.

С

1. Рассчитайте процентную концентрацию насыщенного раствора нитрата бария при температуре 70°С, если растворимость этой соли составляет 20 г/100 г воды.

Ответ: 16,67%.

2. Определите массовую долю и растворимость поваренной соли, если при температуре 15°С в 274 г насыщенного раствора содержится 74 г NaCl.

Ответ: 27%, 37 г/100 г Н2О.

3. Рассчитайте концентрацию полученного раствора при смешении 500 мл 23%- ного раствора (р = 1,3 г/мл) и 200 мл 42%-ного раствора (р = 1,7 г/мл).

Ответ: 29,53%.

Знаешь ли ты?

Вещество состоит из двух элементов, один из них горит, а другой поддер­живает горение. Полученное вещество гасит огонь, что это за вещество?

Словарь по темам «Растворимость и растворы»

№	Русский	Казахский	Английский
1.	растворитель	еріткіш	solvent
2.	растворенное вещество	еріген зат	solute
3.	раствор	ерітінді	solution (solvent)
4	растворимость	ерігіштік	solubility
5	концентрация растворов	ерітінді концентрация	concentration of solutions
6	массовая доля растворенного вещества	еріген заттың массалық үлесі	solute's mass fraction
7	молярная концентрация растворов	ерітіндінің молярлы концентрациясы	molar concentration

ДЕЛАЕМ ВЫВОДЫ

1. Растворы - однородные системы, состоящие из растворенного вещества и растворителя.
2. Вещества характеризуются растворимостью.
3. Растворимость зависит от агрегатного состояния вещества, темпе­ратуры и давления (для газообразных веществ).
4. Концентрация растворов выражается массовой долей растворен­ного вещества и молярной концентрацией.

Глава XI. ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

Эта глава посвящена основным классам неорганических веществ. Ве­щества, имеющие сходный состав и свойства, объединяются в единый класс соединений. Классификация веществ приведена в схеме 1.

Горение, кислород, воздух

Схема 1. Классификация веществ

§42. ОКСИДЫ

Горение, кислород, воздух

Рассмотрим подробно большой класс сложных веществ - оксиды.

Оксиды - вещества, состоящие из атомов двух элементов, одним из ко­торых является кислород. Оксиды подразделяются на несолеобразующие и солеобразующие (схема 2), а солеобразующие, в свою очередь, делятся на кислотные, основные и амфотерные.

Схема 2. Классификация оксидов

Кислотным оксидам соответствуют кислоты P₂O₅ → H₃PO₄; SO₃ → H₂SO₄; основным оксидам - основания: Na₂O → NaOH; CaO → Ca(OH)₂. А амфотерным оксидам соответствуют и кислоты, и основания:

H₂ZnO₂ ← ZnO → Zn(OH)₂

К кислотным оксидам относятся оксиды неметаллов, к основным окси­дам - оксиды металлов. А к амфотерным оксидам относятся оксиды, проявляю­щие общие свойства оксидов - взаимодействие и с кислотами, и с щелочами.

Химические формулы, в которых указан порядок соединения атомов в молекулах, называются графическими формулами. В этих формулах каждойчерточке соответствует единица валентности элемента.

Графические формулы оксидов.

Если число атомов оксидообразующего элемента четное, то один из атомов кислорода соединяет эти атомы:

Номенклатура оксидов. Для некоторых оксидов существуют исторически сложившиеся (тривиальные) названия: Аl₂О₃ - глинозем, корунд, SiO₂ - кремнезем.

Международная номенклатура оксидов приведена в таблице 22.

Таблица 22. Названия некоторых оксидов

Физические свойства. Оксиды могут существовать в трех агрегатных состояниях:

CuO, CaO, Fe₂O₃, P₂O₅ - твердые вещества;

Запомни!

Оксид фосфора (V) очень хорошо впитывает влагу. Это свойство проявляется у него в 30 000 раз сильнее, чем у хлорида кальция и в 300 раз сильнее, чем у концентрированной серной кислоты. Оксид фосфора (V) может даже кислоты перевести в ангидриды:

А

1. Установите соответствие между приведенными ниже химическими формулами оксидов и их названиями:

3. Составьте графические формулы оксидов титана (II, III, IV).
4. Сколько молей составляют 17,6 г углекислого газа?
5. Определите объем 2,5 молей газа NO (при н. у.)?

В

1. В какой массе образца оксида алюминия содержится столько же структур­ных единиц, сколько в 100 г воды?

Ответ: 566,7 г Al₂O₃.

2. Рассчитайте массу кислорода в 500 г оксида железа (III).
3. Рассчитайте массу серной кислоты, необходимой для растворения 16 г оксида меди (II). (H₂SO₄ + CuO → CuSO₄ + H₂O).
4. Составьте формулы оксидов, если отношения масс элементов в них следующие:

C

1. Определите формулы оксидов, соответствующих следующим соединениям: Н₃ВО₃, Мn(ОН)₂, Н₂СrО₄, Сr(ОН)₃, НСlО₄, Fе(ОН)₂, Н₂SiO₃, КОН.
2. Оксид четырехвалентного элемента содержит 13,39% кислорода. Определите этот элемент.
3. Рассчитайте объем 20% -ного раствора гидроксида натрия (р = 1,225 г/мл), который может вступать в реакцию с 8,96 л (н. у.) оксида серы (IV) по сле­дующей схеме:

NаОН + SО₂→ Nа_2SО₃ + Н₂О.

Ответ: 130,6 мл.

4. Одинаковое ли количество кислорода можно получить при разложении:

1. одного моля оксида серебра (I) и одного моля оксида ртути (II);
2. одного грамма оксида серебра (I) и одного грамма оксида ртути (II)?