Пример 3. К 1 литру 20 %-ного раствора HCl (d = 1,100 г/см3) добавили 400 см3 5 %-ного раствора HCl (d = 1,024 г/см3)

Пример 2.

Пример 1.

К 1 литру 20 %-ного раствора HCl (d = 1,100 г/см³) добавили 400 см³ 5 %-ного раствора HCl (d = 1,024 г/см³). Вычислите процентную концентрацию полученного раствора.

Решение.

Раствор - это термодинамически устойчивая многокомпонентная кон-денсированная система. Состав раствора выражается через концентрацию, которая показывает количество растворенного вещества, содержащегося в определенном объеме или массе раствора или растворителя.

В условии задачи требуется рассчитать процентную концентрацию (С %), которая показывает, сколько граммов вещества растворено в 100 граммах раствора:

С% = m´100/d´V,

где m - масса растворенного вещества, г; d - плотность раствора, г/см³; V - объем раствора, мл.

Рассчитаем массу HCl, содержащейся в 1000´1,100 = 1100 г раствора из соотношения:

в 100 г 20 %-ного раствора HCl содержится 20 г HCl,

в 1100 г раствора HCl содержится Х г HCl.

Отсюда, X = 1100 ´ 20/1000 = 220 г;

400 см³ 5 %-ного раствора HCl весят m = d ´ V = 400 ´ 1,024 = 409,6 г, а количество HCl в этом растворе определим из соотношения:

в 100 г 5 %-ного раствора HCl содержится 5 г HCl,

в 409,6 г - Х г HCl.

Найдем X: X = 409,6 ´ 5/100 = 20,48 г.

Общая масса раствора после сливания будет 1100 + 409,6 = 1509,6 г. Количество растворенной в нем кислоты будет 220 + 20,48 =240,48 г.

Процентную концентрацию полученного раствора вычислим из соотношения:

в 1509,6 г раствора HCl содержится 240,48 г HCl,

в 100 г раствора HCl содержится Х г HCl.

Отсюда X = 100 ´ 240,48 / 1509,6 = 15,93 г, а C % = 15,93 %.

Вычислите молярную концентрацию раствора сульфата калия, 20 мл которого содержат 1,74 г этой соли.

Решение.

Молярная концентрация указывает на количество молей вещества в 1000 мл раствора. Ее вычисляют по формуле, [моль/л]:

С_M = m ´ 1000 / M ´ V,

где m - масса растворенного вещества, г; М - молярная масса растворенного вещества, г; V - объем раствора, мл.

Молярная масса сульфата калия (К₂SO₄) равна: 39,10 + 32,06 + 4 ´ 16 = 174 г/моль.

Рассчитаем массу сульфата калия, содержащегося в 1 литре раствора, из соотношения:

в 20 мл раствора К₂SO₄ содержится 1,74 г К₂SO₄;

в 1000 мл - Х г К₂SO₄.

Тогда Х = (1000 ´ 1,74) / 20 = 87 г.

Молярная масса сульфата калия 174,26 г/моль, а 87 г этой соли составят 87: 174,26 = 0,5 молей.

Итак, в 1 литре раствора сульфата калия содержится 0,5 молей этой соли. Следовательно, раствор 0,5 молярный (0,5 М). Эту же задачу можно решить по формуле

С_М = m ´ 1000 / M ´ V = 1,74 ´ 1000 / 174,26 ´ 20 = 0,5 моль/л.

Сколько граммов оксида кальция содержится в 200 мл 0,3H раствора? Рассчитайте титр раствора.

Решение.

Нормальная концентрация (С_Н) показывает, сколько эквивалентов вещества содержится в 1 литре раствора, ее рассчитывают по формуле, [экв/л]:

С_Н = m ´ 1000 / m_Э ´ V.

Здесь m - масса растворенного вещества, г; m_Э - молярная масса эквивалента вещества, г/моль; V - объем раствора, мл.

Титр раствора (Т) показывает, сколько граммов вещества содержится в 1 мл раствора. Титр раствора связан с нормальной концентрацией соотношением, [г/мл]:

Т = С_Н ´ m_Э / 1000.

Рассчитаем молярную массу эквивалента гидроксида кальция (см. пример 1.3):

m_ЭCa(OH)₂ = M[Ca(OH)₂] / n = 74 / 2 = 37 г/моль

и массу Ca(OH)₂ в 200 мл раствора по формуле

С_Н = m ´ 1000/m_Э ´ V m = C_H ´ m_Э ´ V / 1000 =

= 0,3 ´37 ´ 200 / 1000 = 2,22 экв/л.

Зная нормальность раствора, можно рассчитать его титр:

Т = С_н ´ m_Э / 1000 = 0,3 ´ 37 / 1000 = 0,0111 г/мл.

Задания

14l. Вычислите молярную и нормальную концентрации 20%-ного раствора хлорида кальция, плотность которого 1,178 г/см³. Ответ: 2,1 М; 4,2 н.

142. Чему равна нормальность 30%-ного раствора NaOH, плотность которого 1,328 г/см³? К 1 л этого раствора прибавили 5 л воды. Вычислите процентную концентрацию полученного раствора. Ответ: 9,96 н.; 6.3%.

143. К 3 л 10%-ного раствора HNO₃, плотность которого 1,054 г/см³, прибавили 5 л 2%-ного раствора той же кислоты плотностью 1,009 г/см³. Вычислите процентную и молярную концентрации полученного раствора, если считать, что его объем равен 8 л. Ответ: 5,0%; 0,82 М.

144. Вычислите нормальную и моляльную концентрации 20,8%-ного раствора HNO₃, плотность, которого 1,12 г/см³. Сколько граммов кислоты содержится в 4 л этого раствора? Ответ: 3,70 н.; 4,17 м; 931,8 г.

145. Вычислите молярную, нормальную и моляльную концентрации 16%-ного раствора хлорида алюминия, плотность которого 1,149 г/см³.

Ответ: 1,38 М; 4,14 н; 1,43 м.

146. Сколько и какого вещества останется в избытке, если к 75 см³ 0,3 н. раствора H₂SO₄ прибавить 125 см³ 0,2 н. раствора КОН? Ответ: 0,14 г КОН.

147. Для осаждения в виде AgCl всего серебра, содержащегося в 100 см³ раствора AgNO₃, потребовалось 50 см³ 0,2 н раствора НСl. Чему равна нормальность раствора AgNO₃? Сколько граммов АgCl выпало в осадок? Ответ: 0,1 н; 1,433 г.

148. Какой объем 20,01 %-ного раствора НСl (плотность 1,100 г/см³) требуется для приготовления 1 л 10,17%-ного раствора (плотность 1,050 г/см³)? Ответ: 485,38 см³.

149. Смешали 10 см³ 10%-ного раствора HNO₃ (плотность 1,056 г/см³) и 100 см³ 30%-ного раствора HNO₃ (плотность 1,184 г/см³). Вычислите процентную концентрацию полученного раствора. Ответ: 28,38%.

150. Какой объем 50%-ного раствора КОН (плотность 1,538 г/см³) требуется для приготовления 3 л 6%-ного раствора (плотность 1,048 г/см³)? Ответ: 245,5см³.

151. Какой объем 10%-ного раствора карбоната натрия (плотность 1,105 г/см³) требуется для приготовления 5 л 2%-ного раствора (плотность 1,02 г/см³)? Ответ: 923,1 см³.

162. На нейтрализацию 31 см³ 0,16 н. раствора щелочи требуется 217 см³ раствора H₂SO₃. Чему равны нормальность и титр раствора H₂SO₄?

Ответ: 0,023 н.; 1,127×10^–3 г/см³.

153. Какой объем 0,3 н. раствора кислоты требуется для нейтрализации раствора, содержащего 0,32 г NaOH в 40 см³? Ответ: 26,6 см³.

154. На нейтрализацию I л раствора, содержащего 1,4 г КОН, требуется 50 см³ раствора кислоты. Вычислите нормальность раствора кислоты.

Ответ: 0.53 н.

155. Сколько граммов HNO₃ содержалось в растворе, если на нейтрализацию его потребовалось 35 см³ 0,4 н. раствора NaOH? Чему равен титр раствора NaOH? Ответ: 0,882 г, 0,016 г/см³.

156. Сколько граммов NaNO₃ нужно растворить в 400 г воды, чтобы приготовить 20%-ный раствор? Ответ: 100 г.

157. Смешали 300 г 20%-ного раствора и 500 г. 40%-ного раствора NaCl. Чему равна процентная концентрация полученного раствора? Ответ: 32,5%.

158. Смешали 247 г 62%-ного и 145 г 18%-ного раствора серной кислоты. Какова процентная концентрация раствора после смешения?

Ответ: 45,72%.

159. Из 700 г 60%-ной серной кислоты выпариванием удалили 200 г воды. Чему равна концентрация оставшегося раствора? Ответ: 84%.

160. Из 10 кг 20%-ного раствора при охлаждении выделилось 400 г соли. Чему равна процентная концентрация охлажденного раствора? Ответ 16,7%.

Свойства растворов

Дата добавления: 2014-10-31