Способы выражения состава раствора

Вопросы к семинару

1. Определение моля и эквивалента. Как рассчитать фактор эквивалентности?

2. Закон Авогадро. Мольная масса и мольный объем вещества и его эквивалентов. Для каких соединений они имеют переменные значения? Закон эквивалентов.

3. Как найти практически и . Формула Клапейрона-Менделеева.

4. При каких условиях реальные газы можно рассматривать как идеальные?

5. Сколько атомов в моле вещества? а молекул в 100 мл воды при 4⁰С?

6. Решить каждому студенту одну из следующих задач по [6] (№10 и №11), (с №1 по №9), (с №12 по №16).

Состав раствора выражают разными способами: в массовых, объемных или молярных долях, или указывая его молярную концентрацию и др. [8].

Массовая доля соединения () показывает, какую часть (т.е. долю) от массы всей системы, состоящей из k компонентов, составляет масса данного вещества.

Объемная доля соединения () используется для газообразных систем и равна отношению объема данного газа к объему всей системы, состоящей из k газов.

Молярная доля вещества () равна отношению количества данного соединения к числу молей всей системы, содержащей k компонентов.

Доли рассчитывают по соответствующим формулам:

, , .

Молярная концентрация показывает количество растворенного вещества, которое находится в 1л раствора. Ее обозначение – C. Например, запись моль/л означает, что в 1 л раствора – одна десятая моля хлороводорода; а моль указывает на то, что 1 л раствора содержит 1 моль эквивалентов перманганата калия, то есть или 0,2 моль его.

Возможна и другая запись молярной концентрации, например: 0,1М НСl – децимолярный раствор; или , т.е. – это двунормальный раствор. (Если молярная концентрация выражена через моли эквивалентов, то обозначается С_f и при ее названии используется термин «нормальная».)

Молярная концентрация раствора, который приготовлен из навески растворенного вещества m (г) в мерной колбе объема V (мл), рассчитывается по формуле: . (Для расчета С_f вместо М подставляют ).

Рассмотрим на конкретных примерах, как осуществляется переход от одного способа выражения концентрации раствора к другому.

Пример 1. Определить массовую долю азотной кислоты в 12M ее растворе, плотность которого () равна 1,33 г/мл.

Массовая доля кислоты определяется формулой: .

Масса 1 л 12M раствора кислоты равна: г;

а масса растворенного вещества: .

Следовательно, , а .

Пример 2. Рассчитать молярную и нормальную концентрации фосфорной кислоты с массовой долей кислоты в растворе 3% ( г/мл).

Искомые концентрации определяются формулами: и .

Если взять 100 г раствора, указанного в задаче, то получим:

, . И тогда: , а .

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «Приготовление растворов»

(Приготовленные растворы обязательно сдавать препаратору!)

1. Приготовление раствора заданного состава. Определить состав концентрированной серной кислоты, имеющейся в лаборатории, с помощью ареометра и, проведя необходимые расчеты, приготовить из нее 100 мл раствора с массовой долей кислоты, указанной преподавателем. В присутствии препаратора измерить плотность полученного раствора и сравнить ее значение с представленным в табл. 8. Рассчитать ошибку определения. Чем она может быть вызвана?

2. Определение влажности воздушно-сухой соли. Исходя из точной навески дихромата калия, указанной преподавателем по таблице 9, приготовить 100 мл раствора. Измерить его плотность в присутствии препаратора и рассчитать влажность исходной соли. Пример расчета: пусть приготовили 100мл раствора из 8,7г K₂Cr₂O₇. Его плотность – 1,0533г/мл, значит, m(раствора) = 105,53г, а (K₂Cr₂O₇) = 7,986% (находим по табл. 8 интерполяцией). То есть m(сухой соли) =105,53г_* 7,986% = 8,4276, следовательно, влажность соли: (8,7–8,4276)/8,7=3,1%.

Таблица 8. Плотность водных растворов при 18⁰С

w, %	H2SO4	K2Cr2O7
	1,013	1,0122
	1,027	1,0264
	1,040	1,0408
	1,055	1,0554
	1,069	1,0703
	1,083	–

Таблица 9. Задания к определению влажности соли K₂Cr₂O₇

№ задания
Навеска соли, г	3,9	6,8	8,7	4,6	2,4	7,2	6,4	7,9

Дата добавления: 2014-11-20