Способы выражения концентраций растворов

Введение

Данное пособие предназначено для студентов I курса фармацевтического факультета заочной формы обучения.

Методические указания по курсу общей и неорганической химии включают краткие теоретические сведения практически по всем разделам общей химии, типовые задачи с решениями, контрольные вопросы по всему курсу и таблицу контрольных заданий.

Основная цель пособия – обеспечить понимание студентами фундаментальных понятий и законов химии, сформировать основные расчетные навыки, помочь оценить и усвоить тот уровень знаний, который будет им необходим при изучении курсов аналитической, органической, физической химии, а также в практической деятельности.

1.1. Молярная концентрация (с(Х)) – количество вещества (Х), содержащегося в 1 дм³ раствора.

с(Х) = =

Допускаемые обозначения: 1М HCl – c(HCl) = 1 моль/дм³

0,1МHCl – c(HCl) = 0,1 моль/дм³ – децимолярный раствор;

0,01МHCl – c(HCl) = 0,01 моль/дм³ – сантимолярный раствор.

1.2. Эквивалент вещества Х(f _эк(Х)) – условная или реальная частица, эквивалентная одному протону в обменных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Фактор эквивалентности (f _эк(Х)) – доля реальной частицы, соответствующей эквиваленту.

Пример: определите f _эк(Х) для соединений а) H₂SO₄ (в условиях полного и частичного обмена протонов); б) Al(OH)₃ (в условиях полного и частичного обмена анионов гидроксила); в) Fe₂(SO₄)₃.

Решение:

а) H₂SO₄ + 2KOH ® K₂SO₄ + H₂O (f эк(H₂SO₄) = )

H₂SO₄ + KOH ® KНSO₄ + H₂O (f эк(H₂SO₄) = 1)

б) Al(OH)₃ + 3HCl ® AlCl₃ + 3H₂O (f эк(Al(OH)₃) = )

Al(OH)₃ + 2HCl ® AlOHCl₂ + 2H₂O (f эк(Al(OH)₃) = )

Al(OH)₃ + HCl ® Al(OH)₂Cl + H₂O (f эк(Al(OH)₃) = 1)

в) f эк(Fe₂(SO₄)₃) = = = , где

q – заряд катиона металла;

n – число катионов металла в формуле соли.

Соответственно,

М(f эк(Х)Х) = f эк(Х)*М(Х)

n(f эк(Х)Х) =

Молярная концентрация эквивалента вещества (Х) (с(f эк(Х)Х) – количество вещества эквивалента, содержащегося в 1дм³ раствора:

с(f эк (Х)Х) = ;

Допускаемые обозначения:

1н H₂SO₄ – с(H₂SO₄) = 1 моль/дм³

0,1н H₂SO₄ – с(H₂SO₄) = 0,1 моль/дм³ (децинормальный)

0,01н H₂SO₄ – с(H₂SO₄) = 0,01 моль/дм³ (сантинормальный)

1.3. Моляльность (с_m(X)) – количество вещества (Х), содержащегося в 1 кг растворителя.

с_m(Х) =

1.4. Массовая доля растворенного вещества (w) – масса вещества (Х), содержащегося в 100 г раствора.

w =

Допускается выражать массовую долю в долях единицах, в процентах (%), промилле (%_о – тысячная часть), в миллионных долях (млн^–1).

1.5. Титр раствора (Т(Х)) – масса вещества (Х), содержащегося в 1 мл раствора.

Т(Х) =

1.6. Молярная доля вещества (c) – отношение количества вещества компонента (Х) к общему количеству вещества системы.

c(Х) =

Пример: В 100 мл раствора содержится 12 г CaCl₂ (пл. 1,074 г/мл). Определите: а) с(СаCl₂); б) с(СаCl₂); в) с_m(СаCl₂); г) Т(СаCl₂); д) w(СаCl₂).

Решение:

а) с(СаCl₂) = = = = 1,081 моль/л;

б) с(СаCl₂)====2,162 моль/л;

в) m(H₂O)=m_р-ра – m(СaСl₂) = r*V_р-ра – m(СaСl₂) =
1,074 г/мл * 100 мл – 12 г = = 95,4 г

с_m(СаCl₂) = = = =
1,133 моль/кг

г) Т(СаCl₂) = = = 0,12 г/мл

д) w(СаCl₂) = = = = 0,1117 (11,17%)

Между различными способами выражения концентрации существует взаимосвязь:

1) w(Х) = = =

2) с(Х) = = с(f эк(Х)Х) * f эк(Х) =

3) с(f эк(Х)Х) = = =

4) с_m(X) =

5) Т = = =

Пример: Плотность раствора с w%(H₂SO₄) = 15% равна r = 1,105 г/мл. Определите: а) с(H₂SO₄); б) с(1/2H₂SO₄); в) с_m(H₂SO₄); г) Т(H₂SO₄).

Решение:

а) с(H₂SO₄) = = = 1,69 моль/л

б) с(1/2H₂SO₄) = = = 3,38 моль/л

в) с_m(H₂SO₄) = = = 1,8 моль/кг

г) Т(H₂SO₄) = = = 0,1658 г/мл

Дата добавления: 2014-10-31