)
(
)
(
3
раствора
NH
m
m
·
100%
можно найти массу растворенного аммиака.
При этом масса раствора должна быть выражена в граммах:
m
(раствора)
= 1кг = 1000 г,
m
(NH
3
)
=
%
100
)
(
раствора
m
=
100
1000
10
= 100 г.
Аммиак в обычных условиях находится в газообразном состоя-
нии. Для определения объема газообразного вещества можно вос-
пользоваться следствием из закона Авогадро, согласно которому
один моль любого газа при нормальных условиях занимает объем
22,4 литра.
M
(NH
3
)
= 17 г/моль.
1 моль NH
3
имеет массу 17 граммов и занимает объем 22,4 литра,
100 граммов ----------------------- Х литров
Х =
17
4
,
22
100
= 132 литра. V
(NH
3
)
= 132 литра.
Зная массу раствора и массу растворенного вещества, можно
найти массу воды:
m
(H
2
O
)
= m
(раствора
)
− m
(NH
3
)
= 1000 – 100 = 900 г.
Для того чтобы найти объем воды, надо использовать ее плот-
ность
ρ
(H
2
O)
= 1 г/мл:
V
(H
2
O)
=
)
(
)
(
2
2
O
H
O
H
m
=
1
900
= 900 мл.
Ответ
: V
(NH
3
)
= 132 литра; V
(H
2
O)
= 900 мл.
Дано
:
m
(р-ра)
= 1кг
ω = 10%
V
(NH
3
)
= ?
V
(H
2
O)
= ?
8
Пример 3
. Вычислите молярность раствора, содержащего 25,4 г
FeCl
2
в 500 мл раствора.
Решение
:
Используем формулу для расчета молярной
концентрации
C
M
=
)
(
)
FeCl
(
)
FeCl
(
2
2
раствора
V
M
m
.
Молярная масса FeCl
2
равна 127 г/моль.
V
(р-ра)
= 500 мл = 0,5 л.
C
M
=
5
,
0
127
4
,
25
= 0,4М.
Ответ
: С
М
= 0,4М.
Пример 4
. Вычислите нормальность 50%-ного раствора серной
кислоты, плотность которого 1,5 г/мл.
Решение:
Для расчета нормальной концентрации по
формуле
C
Н
=
)
(
)
SO
H
(
)
SO
H
(
4
2
4
2
раствора
V
M
m
э
надо знать массу H
2
SO
4
, молярную массу ее эквивалента и объем
раствора.
1.Определим объем раствора.
Очевидно, что 50%-ному раствору серной кислоты соответ-
ствует какая-то вполне определенная нормальная концентрация,
которая не зависит от количества раствора. Поэтому для выполне-
ния расчета можно взять любое количество этого раствора. Для
удобства вычислений возьмем 1 литр раствора:
V
(р-ра)
= 1 л = 1000 мл.
2. Определим массу H
2
SO
4
.
Масса взятого раствора
m
(раствора)
= V
(раствора) ·
ρ
(раствора)
= 1000
.
1,5 = 1500 г.
Дано
:
m
(FeCl
2
)
= 25,4 г
V
(р-ра)
= 500 мл
С
М
= ?
Дано
:
ω
(H
2
SO
4
)
= 50%
ρ
(р-ра)
= 1,5 г/мл
С
Н
= ?
9
Из формулы для расчета массовой доли можно найти массу
растворенного вещества:
%
100
)
(
)
(
4
2
ра
р
SO
H
m
m
=
100
50
1500
= 750 г.
3. Определим молярную массу эквивалента серной кислоты.
Ее можно рассчитать по формуле эквивалента сложного веще-
ства:
49
1
2
98
)
(
4
2
z
n
M
SO
H
Э
M
г/моль.
4. Подставим полученные значения в исходную формулу и по-
лучим:
С
Н
=
н
3
,
15
1
49
750
.
Ответ:
С
Н
= 15,3н.
Пример 5.
Определите моляльную концентрацию 10%-ного
раствора нитрата натрия.
Решение:
Для расчета моляльной концентрации ис-
пользуем формулу
C
m
=
)
(
)
NaNO
(
1000
)
NaNO
(
2
3
3
O
H
m
M
m
,
M
(NaNO
3
)
= 85 г/моль.
Так же, как в предыдущем примере, для перехода от одного
способа выражения концентрации раствора к другому можно взять
любое количество этого раствора. В данном случае удобно взять
100 граммов раствора.
Так как ω
(NaNO
3
)
= 10%, то по определению процентной концен-
трации можно сказать, что в 100 граммах раствора содержится 10
граммов NaNO
3
и 90 граммов воды, то есть
m
(NaNO
3
)
= 10 г, m
(H
2
O)
= 90 г.
Подставим эти значения в исходную формулу.
C
m
=
кг
моль
O
H
m
M
m
/
13
,
0
90
85
1000
10
)
(
)
NaNO
(
1000
)
NaNO
(
2
3
3
.
Ответ:
C
m
= 0,13 моль/кг.
Дано
:
ω
(NaNO
3
)
= 10%
С
m
= ?
10
Пример 6.
Моляльная концентрация раствора карбоната калия
0,2 моль/кг. Определите массовую долю соли в этом растворе.
Решение:
Для расчета массовой доли соли ис-
пользуем формулу
ω =
)
(
)
CO
K
(
3
2
раствора
m
m
·
100%.
По определению моляльной концентрации можно сказать, что
в данном растворе в 1000 граммах воды растворено 0,2 моля K
2
CO
3
.
М
(K
2
CO
3
)
= 138 г/моль.
1моль K
2
CO
3
имеет массу 138 граммов,
0,2 моля K
2
CO
3
------------ Х граммов
6
,
27
1
138
2
,
0
X
г. Значит, m
(K
2
CO
3
)
= 27,6 г.
Масса раствора складывается из массы воды и массы раство-
ренного вещества:
m
(р-ра)
=
m
(H
2
O)
+
m
(K
2
CO
3
)
= 1000 + 27,6 = 1027,6 г.
Подставим полученные значения в исходную формулу:
ω =
)
(
)
CO
K
(
3
2
раствора
m
m
·
100% =
100
6
,
1027
6
,
27
= 2,69%.
Ответ:
ω = 2,69%.
Дано
:
С
m
(K
2
CO
3
)
= 0,2 моль/кг
ω
(K
2
CO
3
)
= ?
11
Пример 7.
К 100 мл 27%-ного раствора NaOH с плотностью
1,3 г/мл прибавили 260 мл воды. Вычислите нормальность полу-
ченного раствора, если его плотность 1,1 г/мл.
В этой задаче речь идет о двух растворах: исходном и получен-
ном. Поэтому при записи условия и в процессе решения задачи
следует четко обозначать, к какому именно раствору относятся ис-
пользуемые величины. Для этого можно использовать цифры
1(исходный раствор) и 2 (полученный раствор).
Решение:
Для расчета нормальной концентрации по-
лученного раствора по формуле
C
Н(2)
=
)
(
2
)
NaOH
(
)
NaOH
(
2
раствора
Э
V
M
m
надо знать массу NaOH в полученном растворе,
объем этого раствора и молярную массу экви-
валента NaOH.
1.
Найдем массу NaOH.
При добавлении воды к исходному раствору масса растворен-
ного вещества не изменяется. Значит, достаточно найти массу
NaOH в исходном растворе.
Определим массу исходного раствора:
m
1
(р-ра)
= V
1
(р-ра)
·
ρ
1
(р-ра)
= 100
.
1,3 = 130 г.
Из формулы для расчета массовой доли
ω =
)
(
)
(
раствора
вещества
m
m
·
100%
найдем массу растворенного вещества (NaOH):
1
,
35
100
27
130
100
)
(
)
(
ра
р
NaOH
m
m
г,
то есть m
2
(NaOH)
= m
1
(NaOH)
= 35,1 г.
Дано
:
V
1
(р-ра)
= 100 мл
ω
1
(NaOH)
= 27%
ρ
1
= 1,3 г/мл
V
(H
2
O)
= 260 мл
ρ
2
= 1,1 г/мл
С
Н(2)
= ?
12
2.
Найдем объем полученного раствора.
Масса полученного раствора складывается из массы исходного
раствора (130 г) и массы добавленной воды. Так как плотность во-
ды равна 1 г/мл, то
m
(H
2
O)
= V
(H
2
O)
.
ρ
(H
2
O)
= 260
.
1 = 260 г.
Значит,
m
2
(р-ра)
= m
1
(р-ра)
+ m
(H
2
O)
= 130 + 260 = 390 г.
Тогда
л
мл
ра
р
ра
р
ра
р
m
V
3545
,
0
5
,
354
1
,
1
390
)
(
2
)
(
2
)
(
2
.
3.
Определим молярную массу эквивалента NaOH.
Ее можно рассчитать по формуле эквивалента сложного веще-
ства:
40
1
1
40
)
NaOH
(
z
n
M
Э
M
г/моль
4.
Подставим полученные значения в исходную формулу:
C
Н(2)
=
н
раствора
Э
V
M
m
48
,
2
3545
,
0
40
1
,
35
)
(
2
)
NaOH
(
)
NaOH
(
2
.
Ответ:
C
Н(2)
= 2,48н.
Пример 8.
Какой объем 1,2M раствора нитрата калия потребуется
для приготовления 2 литров 5%-ного раствора этого вещества, если
плотность полученного раствора 1,05 г/мл?
Решение:
Объем исходного раствора можно найти из
формулы для расчета молярной концентрации:
C
M(1)
=
)
(
1
)
KNO
(
)
KNO
(
3
3
1
ра
р
V
M
m
.
Для нахождения объема надо знать моляр-
ную
концентрацию
исходного
раствора
(С
М(1)
=1,2М), молярную массу нитрата калия
Дано
:
С
М(1)
= 1,2М
V
2
(р-ра)
= 2 л = 2000 мл
ω
2
(KNO
3
) = 5%
ρ
2
= 1,05 г/мл
V
1
(р-ра)
= ?
13
(M
(KNO
3
)
= 101 г/моль) и массу растворенного вещества.
При разбавлении раствора масса растворенного вещества не из-
меняется, то есть масса нитрата калия в исходном и в полученном
растворе одинакова.
Для того чтобы найти массу растворенного вещества
в полученном растворе, надо знать массу этого раствора:
m
2
(р-ра)
= V
2
(р-ра)
.
ρ
2
(р-ра)
= 2000
.
1,05 = 2100 г.
Теперь из формулы для расчета массовой доли можно найти
массу нитрата калия:
105
100
5
2100
%
100
)
(
2
)
(
2
)
(
2
3
3
KNO
ра
р
KNO
m
m
г.
Выразим из исходной формулы объем и подставим все извест-
ные величины:
мл
л
KNO
М
KNO
ра
р
M
C
m
V
866
866
,
0
101
2
,
1
105
)
(
)
1
(
)
(
)
(
1
3
3
Ответ:
V
1
(р-ра)
= 866 мл.
Пример 9.
Для нейтрализации 50 мл серной кислоты потребо-
валось 25 мл 0,2н раствора щелочи. Определите нормальность рас-
твора кислоты.
Решение:
Используем закон эквивалентов для раство-
ров
С
Н
(к-ты)
.
V
(к-ты)
= C
H
(щ)
.
V
(щ)
Тогда
С
Н
(к-ты)
=
н
ты
к
щ
щ
Н
V
V
С
1
,
0
50
25
2
,
0
)
(
)
(
)
(
.
Ответ:
С
Н
(к-ты)
= 0,1н.
Дано
:
V
(к-ты)
= 50 мл
V
(щ)
= 25 мл
С
Н
(щ)
= 0,2н
С
Н
(к-ты)
= ?
14
Пример 10.
Сколько граммов цинка можно растворить в 100 мл
2н соляной кислоты?
Решение:
Для решения этой задачи используем
закон эквивалентов:
n
Э(к-ты)
= n
Э(Zn)
.
Так как кислота взята в виде раствора,
то число эквивалентов кислоты
n
Э(к-ты)
= С
Н
(к-ты)
.
V
(к-ты)
.
Цинк участвует в реакции в виде чистого вещества. Тогда чис-
ло эквивалентов цинка
)
(
)
(
)
(
Zn
M
Zn
m
Zn
n
Э
э
.
Подставив это выражение в исходную формулу, получим закон экви-
валентов в виде:
)
(
)
(
)
(
)
(
Zn
M
Zn
m
ты
к
V
ты
к
C
Э
Н
.
Молярная масса эквивалента цинка может быть рассчитана, как
молярная масса эквивалента простого вещества:
5
,
32
2
65
z
A
(Zn)
M
Э
.
Тогда массу цинка можно выразить из закона эквивалентов и рассчи-
тать
г
Zn
M
ты
к
V
ты
к
C
Zn
m
Э
Н
5
,
6
5
,
32
1
,
0
2
)
(
)
(
)
(
)
(
.
Ответ:
m
(Zn)
= 6,5 г.
Дано
:
V
(к-ты)
= 100 мл = 0,1 л
С
Н
(к-ты)
= 2н
m
(Zn)
= ?
|