Разбавление раствора

Пересчет концентраций растворов из одних единиц в другие

При пересчете процентной концентрации в молярную и наоборот, необходимо помнить, что процентная концентрация рассчитывается на определенную массу раствора, а молярная и нормальная - на объем, поэтому для пересчета необходимо знать плотность раствора. Если мы обозначим: с - процентная концентрация; M - молярная концентрация; N - нормальная концентрация; э - эквивалентная масса, r - плотность раствора; m - мольная масса, то формулы для пересчета из процентной концентрации будут следующими:

M = (c • r • 10) / m

N = (c • r • 10) / э.

Этими же формулами можно воспользоваться, если нужно пересчитать нормальную или молярную концентрацию на процентную.

Пример

Какова молярная и нормальная концентрация 12%-ного раствора серной кислоты, плотность которого r = 1,08 г/см³?

Решение

Мольная масса серной кислоты равна 98. Следовательно,

m_(H2SO4) = 98 и э_(H2SO4) = 98: 2 = 49.

Подставляя необходимые значения в формулы, получим:

а) Молярная концентрация 12% раствора серной кислоты равна

M = (12 • 1,08 • 10) / 98 = 1,32 M

б) Нормальная концентрация 12% раствора серной кислоты равна

N = (12 • 1,08 • 10) / 49 = 2,64 H.

Если эквивалентная масса вещества равна мольной массе (например, для HCl, KCl, KOH), то нормальная концентрация равна молярной концентрации. Так, 1 н раствор соляной кислоты будет одновременно 1 M раствором. Однако для большинства соединений эквивалентная масса не равна мольной и, следовательно, нормальная концентрация растворов этих веществ не равна молярной концентрации.

Для пересчета из одной концентрации в другую можно использовать формулы:

M = (N • Э) / m, N = (M • m) / Э.

В лабораторной практике с растворами производят разные манипуляции: выпаривание, разбавление, дистилляция, кристаллизация и т.д. Нет такого человека, которому не пришлось бы выполнять хотя бы некоторые из них.

В случаях приготовления растворов сильных кислот согласно правилам техники безопасности кислоту нужно лить в воду, но ни в коем случае не наоборот. Для запоминания этого лабораторного приема существует несколько мнемонических правил:

Сначала вода,

Потом кислота,

Иначе случится

Большая беда

· Не плюй в кислоту!

· Чай с лимоном (здесь нужно представить, как в чай Вы кладете дольку лимона).

Если необходимо из раствора одной концентрации приготовить более разбавленный раствор, то, исходя из определения массовой доли, получим выражения для значений массовых долей растворенного вещества в исходном растворе №1 (w₁) и полученном растворе №2 (w₂):

w₁ = m₁ / (r₁ • V₁), откуда V₁= m₁ /(w₁ • r₁)

w₂ = m₂ / (r₂ • V₂), m₂ = w₂ •r₂ • V₂

Раствор №2 получают, разбавляя раствор №1, поэтому m₁ = m₂. В формулу для V₁ следует подставить выражение для m₂. Тогда V₁= (w₂ • r₂ • V₂) / (w₁ • r₁)

или w₁ • r₁ • V₁ = w₂ • r₂ • V₂
m_{1(раствор)} m_{2(раствор)}

m_{1(раствор)} / m_{2(раствор)} = w₂ / w₁.

При одном и том же количестве растворенного вещества массы растворов и их массовые доли обратно пропорциональны друг другу.

Пример

Определите массу 3%-ного раствора пероксида водорода, который можно получить разбавлением водой 50 г его 3%-ного раствора.

m_{1(раствор)} / m_{2(раствор)} = w₂ / w₁

50 / x = 3 / 30

3•x = 50 • 30 = 1500

x = 500 г

Последнюю задачу можно также решить, используя "правило креста":

3 / 27 = 50 / x

x = 450 г воды

450 г + 50 г = 500 г.

Растворимость – способность вещества растворяться в том или ином растворителе. Она характеризуется концентрацией насыщенного раствора. Растворимость часто выражают количеством граммов растворяемого вещества в 100 граммах растворителя. Если раствор содержит растворенного вещества больше, чем это соответствует растворимости при данной температуре, то он называется пересыщенным. Возможность существования пересыщенного раствора объясняется трудностью возникновения центров кристаллизации. В случае растворения твердых или жидких веществ в жидкостях растворимость возрастает с повышением температуры, а для газов – убывает. На растворимость газов большое влияние оказывает давление.

Дата добавления: 2014-01-11