Приклади розв’язання типових задач. Приклад 43. За 293 К в 2 кг води максимально розчиняється 1,51 кг кальція хлориду

Приклад 43. За 293 К в 2 кг води максимально розчиняється 1,51 кг кальція хлориду. Визначити розчинність.

Рішення.

Відповідно з формулою:

.

Розчинність розраховуємо

Розчинність СаС1₂ у воді при 293 К складає 75,5 г/(100г Н₂О).

Приклад 44. Визначити розчинність і масову частку (%) розчиненої речовини в розчині, якщо 7,28 г її міститься у 42,34 г насиченого розчину.

Рішення.

Для визначення розчинності потрібно знайти кількість грамів речовини, розчиненої у 100 г розчинника.

Маса розчинника дорівнює: 42,34 – 7,28 = 35,06 г.

Складаємо пропорцію:

у 35,06 г розчинника міститься ─ 7,28 г речовини,

а у 100,00 г розчинника міститься ─ х речовини.

Звідси х = 100∙7,28 / 35,06 = 20,8 г, тобто у 100 г розчинника при даних умовах може розчинитися 20,8 г речовини.

Масова частка розчиненої речовини визначається за формулою:

.

Приклад 45. Скільки грамів 5%-го розчину КС1 можна приготувати із 75г КС1?

Рішення.

а) У 100 г 5%-го розчину міститься 5 г КС1, а у х г 5%-го розчину міститься 75 г КС1.

х = 75∙100 / 5 = 1500 г розчину.

б) Відповідно до визначення масова частка розчиненої речовини запишемо рівняння з однією невідомою (m_{розчину}):

, звідси

Приклад 46. У 175 г води розчинено 25 г мідного купоросу СuSО₄·5Н₂О. Яка масова частка (%) купрум (ІІ) сульфату у цьому розчині?

Рішення.

Якщо розчинена речовина не містить у своєму складі кристалізаційної води, то при розрахунках, пов'язаних з визначенням масової частки, її формула до уваги не приймається. Але якщо розчинена речовина є кристалогідратом, в розрахунках потрібно врахувати кристалізаційну воду, тобто визначити, скільки безводного СuSО₄ міститься у 25 г СuSО₄ ∙5Н₂О:

Розрахуємо мольну масу кристалогідрата і безводної солі:

М(СuSО₄ ∙ 5Н₂О) = 64 + 32 + 4∙16+ 5∙(2∙1+16) = 250 г/моль;

М(СuSО₄) = 64 + 32 + 4∙16 = 160 г/моль.

Так як у 1 моль мідного купоросу міститься 1 моль купрум (ІІ) сульфату. Знайдемо скільки міститься СuSО₄ у 25 г кристалогідрату:

у 250 г СuSО₄ ∙ 5Н₂О міститься ─ 160 г СuSО₄,

а у 25 г СuSО₄ ∙ 5Н₂О міститься ─ х г СuSО₄

знаходимо, що х = 25 ∙160 / 250 = 16 г.

Маса кристалічної води сировини складає:

25 – 16 = 9 г.

Загальна маса розчину складається з маси СuSО₄ та Н₂О дорівнює

16 + (9 + 175) = 200 г.

Масова частка розчиненої речовини визначається за формулою:

.

Приклад 47. До 400 см³ 20% розчину сульфатної кислоти з густиною 1,14 г/см³ додали 200 см³ води. Яка масова частка розчину, що утворився?

Рішення.

Знаходимо масу вихідного розчину:

m = ρ ∙ V;

m = 1,14∙400 = 456 г.

Розраховуємо кількість Н₂SО₄ в цьому розчині:

, звідси

Маса розчину, що утворився після додавання води, дорівнює:

456 + 200 = 656 г.

Розраховуємо масову частку Н₂SО₄:

Отже, утворився розчин з масовою часткою 13,9 % Н₂SО₄.

Приклад 48. В наявності є два розчини глюкози: 45%-вий і 18%-вий. Потрібно приготувати 540 г 30%-вого розчину.

Рішення.

Складаємо схему для розрахунку вагових частин (ч) кожного з розчинів відповідно до правила «Хреста», які потрібно змішати:

Загальна кількість масових частин розчину що готується складає

12 ч. + 15 ч. = 27 ч.

Отже, 45%-вий розчин потрібно змішати з 18%-вим у співвідношенні відповідно 12/15 вагових частин.

Далі розраховуємо яку масу складає одна вагова частина, знаючи що розчин який потрібно приготувати повинен мати масу 540 г й складатися з 27 ч. Звідси х = 540 / 27 = 20 г.

В результаті, 45%-вого розчину потрібно взяти 12 частин або 240г, а 18%-вого – 15 частин або 300 г.

Якщо необхідно приготувати новий розчин шляхом розведення більш концентрованого розчину водою, розрахунок виконується аналогічно, приймаючи воду за розчин 0%-вої концентрації.

Приклад 49. Приготувати 200 г 15%-вого розчину лугу виходячи із 40%-вого розчину.

Рішення.

Розрахунок виконується як і у попередньому прикладі:

Увесь розчин вагою 200 г складає 40 ч.

Отже, щоб приготувати 200 г 15%-вого розчину лугу виходячи із 40%-вого розчину потрібно взяти 15 частин або 75 г 40%-вого розчину, а води – 25 частин, або 125 г.

При необхідності збільшення концентрації розчину шляхом змішування його з твердою речовиною, останню прирівнюють до розчину з концентрацією 100%. Розрахунки не відрізняються від наведених вище.

Приклад 50. Із 20%-вого розчину лугу необхідно приготувати 500 г 50% -вого розчину додавання сухого лугу.

Рішення.

Складаємо схему для розрахунку вагових частин 20%-вого розчину і сухої речовини, які потрібно змішати.

Увесь розчин вагою 500 г складає 80 ч.

Отже, для виконання завдання потрібно взяти 500∙50/80 = 312,5 г 20%-вого розчину, а сухого лугу – 500∙30/80 = 187,5 г.

Приклад 51. Розрахувати молярність розчину, якщо відомо, що 9,8 г сульфатної кислоти, розчинено 100 см³ розчину.

Рішення.

Розрахуємо мольну масу Н₂SО₄:

М(Н₂SО₄) = 2·1 + 32 + 4·16 = 98 г/моль.

моль/ дм³ (М)

Отже, концентрація сульфатної кислоти – 1 моль/л.

Приклад 52. Скільки грамів калій нітрату потрібно для приготування 200 см³ 2М розчину?

Рішення.

Розрахуємо мольну масу КNO₃:

М(КNO₃) = 39 + 14 + 3·16 = 101 г/моль.

Розраховуємо скільки грамів КNO₃ знаходиться у 200 см³ 2М розчину.

, звідси г

Отже, для приготування 200 см³ 2М розчину потрібно 40,4 г КNO₃

Приклад 53. Скільки см³ 22%-вого розчину НС1, густина якого 1,11 г/см³, потрібно для приготування 250см³ 0,5М розчину?

Рішення.

Знаходимо, скільки грамів НС1 міститься у 250 см³ 0,5М водного розчину:

г

Визначаємо, в якій кількості 22%-вого розчину знаходиться 4,56 г НС1:

, звідси

г

Переводимо масу розрахованої 22%-вої НС1 у об'єм:

см³

Таким чином, для приготування 250 см³ 0,5М розчину необхідно взяти 18,6 см³ 22%-вої НС1.

Приклад 54. 50 см³ 0,3 М розчину солі розчинили водою до 80 см³. Яка молярна концентрація солі у розчині, що утворився?

Рішення.

Для вирішення такого типу завдань знання формул розчинених речовин не потрібне. При розведенні розчину кількість розчиненої речовини не змінюється, але концентрація розчину зменшується у стільки разів, у скільки разів збільшується об'єм розчину.

Спочатку визначимо скільки моль солі міститься у 50 см³ 0,3 М розчину. Складаємо пропорцію:

0,3 моль міститься ─ у 1000 см³

х₁ міститься ─ у 50 см³

х₁ = 0,3∙50/1000 = 0,015 моль.

Тепер визначаємо, скільки моль солі міститься у 1 дм³ розчину після його розведення:

у 80 см³ міститься ─ 0,015 моль,

а у 1000 см³ міститься ─ х₂.

Звідси х₂ = 1000∙0,015 / 80 = 0,1875 моль.

Отже, концентрація солі у розведеному розчині – 0,1875 М.

Приклад 55. Визначити нормальність розчину сульфатної кислоти, в 250 см³ якого міститься 24,5 г Н₂SО₄.

Рішення.

Спосіб 1. Складаємо пропорцію, щоб визначити масу сульфатної кислоти об’ємом 1 дм³:

у 250 см³ розчину Н₂SО₄ міститься ─ 24,5 г кислоти

у 1000 см³ розчину Н₂SО₄ міститься ─ х г.

Звідси х = 1000 ∙24,5 / 250 = 98 г.

Еквівалент Н₂SО₄ дорівнює 1/2 молярної маси, тобто

Е_m = М(Н₂SО₄)/n = 98/2 = 49 г/моль.

Отже даний розчин є (98/49 = 2) двонормальним.

Спосіб 2. Підставляємо значення об’єму, маси і молярної маси еквівалента сульфатної кислоти в формулу:

н.

Приклад 56. У 2 дм³ розчину міститься 12,6 г НNО₃. Обчислити нормальність даного розчину.

Рішення.

Визначаємо молярну масу еквівалента нітратної кислоти:

Е_m = 63/1 = 63 г/моль.

Підставляємо значення об’єму, маси і молярної маси еквівалента сульфатної кислоти в формулу:

н.

Приклад 57. Для нейтралізації 40 см³ розчину сульфатної кислоти було витрачено 24 см³ 0,2 н розчину лугу. Визначити нормальність взятого розчину сульфатної кислоти.

Рішення.

Підставляємо значення об'ємів і концентрації лугу у формулу, що відображає закон еквівалентів:

С_н(NaOH)∙V(NaOH)=С_н(Н₂SО₄)V(Н₂SО₄).

С_н(Н₂SО₄) = С_н(NaOH)∙V(NaOH)/V(Н₂SО₄)= 0,2·24/40 = 0,12 н.

Таким чином, розчин сульфатної кислоти був 0,12 н.

Приклад 58. Обчислити моляльність розчину, що містить 10 г натрій гідроксиду в 1 дм³ води.

Рішення.

Густина води дорівнює 1 г/см³, тому маса розчинника дорівнює 1кг.

Розрахуємо мольну масу NаOН:

М(NаOН) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль.

Підставляємо значення маси розчиненої речовини, маси розчинника і мольної маси натрій гідроксиду в формулу:

моль/кг,

Приклад 59. Яка мольна частка йоду в розчині, що містить 20 г I₂ в 500 г СС1₄?

Рішення.

Мольна маса йоду в розчині дорівнює 126,9 г/моль, а чотирихлористого вуглецю – 154,0 г/моль.

Визначаємо число моль кожного компоненту розчину:

розчиненої речовини: ν(І₂) = 20/126,9 = 0,158 моль;

розчинника: ν(СС1₄) = 500/154,0 = 3,25 моль.

Знаходимо мольну частку йоду:

х(І₂) = 0,158/(0,158+3,25) =0,046.

Мольна частка розчинника

х(СС1₄) = 1– х(І₂) = 1 – 0,046 = 0,954

Дата добавления: 2014-11-07