КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Практическое занятие
Тест 14. Самоактуализация. Найдите тест по ссылке в Интернете, выполните его, результаты тестирования выпишите в отчет. Тест САТ- http://sa-test.narod.ru Задание 1. Определить массовую долю, молярную концентрацию, моляльную концентрацию и мольную долю раствора, полученного растворением 8 г гидроксида натрия в 92 мл воды, плотность полученного раствора составляет 1,06 г/мл. Дано: М (NaOH) = 40 г/моль, ρ (Н2О) = 1г/мл =1000 г/л, m (NaOH) = 8 г. Решение.
n = m |/M = 8/40 = 0,2 моль.
3. Найдем объем полученного раствора: Vр-ра = mр-ра/ ρр-ра = 100/1,06 = 94,3 мл = = 0,0943 л.
Моляльная концентрация В находится как отношение количества растворенного вещества на 1 кг растворителя (в данном случае воды).
Масса воды равна 92 г = 0,092 кг. В таком случае В = 0,2/ 0,092 = 2,17 моль/кг H2O.
5. Молярная (или мольная) доля рассчитывается по формуле χ = n в-ва /(n в-ва +n H2O) Найдем предварительно количество вещества воды n = 92/ 18 = 5,11моль. Тогда χ = 0,2/(0,2 + 5,11) = 0,0377 (3,77 мольн.%).
Далее рекомендуется напомнить студентам основные виды операций с растворами. К ним относятся процессы с постоянством массы растворенного вещества. Если в систему вводится растворитель(чаще вода) – это разбавление; если из системы удаляется часть растворителя, то в таком случае говорят об упаривании. Сливание раствора с массой m1 и массовой долей ω 1 и раствора массой m2 c массовой долей ω 2 называется смешением. В этом случае массовая доля растворенного вещества в полученном растворе ω3 рассчитывается по формуле:
ω3 = (m1 • ω1 + m2 • ω2)/(m1 +m2)
Можно выделить два процесса, при проведении которых масса растворителя постоянна, а масса (количество вещества) растворенного вещества меняется. Это концентрирование, когда к уже существующему раствору прибавляется некоторое дополнительное количество растворенного вещества; причем добавка может иметь любое агрегатное состояние, в зависимости от вида растворенного вещества. При изменении температуры растворимость веществ меняется, поэтому часть растворенного вещества может выделиться из раствора в виде осадка. Такие процессы называются кристаллизацией. Массу добавляемого или выделяющегося вещества обозначим х. Тогда формулы для определения массовой доли в получаемых растворах ω2 будут иметь следующий вид:
ω2= (mв-ва(в исх. р-ре)+ х)/(m1 + x) (концентрирование)
ω2= (mв-ва(в исх. р-ре)- х)/(m1 – x) ( кристаллизация)
Можно напомнить, что молярная концентрация легко находится по известной массовой доле и плотности раствора. ρ р-ра• ω с = --------- [моль/л] Мв-ва где плотность раствора (ρ р-ра) имеет размерность[г/л], молярная масса растворенного вещества Мв-ва [моль/л].
Задание 2. Какой объем 98%-й серной кислоты с плотностью 1,84 г/мл надо взять, чтобы после разбавления получить 0,5 л 0,4М раствора этой кислоты. Дано: исходный раствор: ρ1 = 1,84 г/мл = 1840 г/л, ω1 (H2SO4) = 0,98; конечный раствор: V2 = 0,5л, с2 =0,5 моль/л; M(H2SO4) = 98 г/моль. V1-? Решение: Поскольку имеет место процесс разбавления, то масса растворенного вещества остается постоянной. Учтем, что в исходном растворе масса растворенного вещества была задана через массовую долю, а в конечном – через молярную концентрацию. ρ1V1ω1 = C 2 V 2 M Выразим V1: V1 = C 2 V 2 M/ (ρ1 ω1) = 0,4•0,5•98/(1840•0,98) = 0, 0109 л = 10,9 мл.
Задание 3. С какой массой 10%-го раствора некоторой соли надо смешать 500 г 40%-го раствора этой же соли, чтобы получить 15%-й раствор. Дано: ω 1 = 10% = 0,1, m2= 500 г, ω 2 = 40% = 0,4, ω 3 = 15% = 0,15; m1-?
Решение: При смешении массы растворов суммируются, значит масса конечного раствора m3 будет равна: m3 = m1+ m2, масса растворенного вещества в 1-м растворе m1•ω1, масса растворенного вещества во 2-м растворе, m2• ω2. Тогда, по закону сохранения массы, можем записать: mв-ва 1 +mв-ва2 = mв-ва3, или
m1• ω 1 + m2• ω 2 = (m1 + m2)• ω 3 m1 •0,1 + 500•0,4 = (m1 + 500)•0,15. m1•0,1 + 200 = m1 •0,15 + 75 0,05 m1 = 125, m1 = 2500 г.
Кристаллогидраты. Кристаллогидратами называются вещества, содержащие в формульной единице, кроме основного вещества, несколько молекул воды. Большинство кристаллогидратов образуют соли: CuSO4•5H2O, CaSO4•2H2O, Na2CO3•10H2O, хотя существуют гидраты серной кислоты, некоторых щелочей, органических веществ. Молярная масса кристаллогидрата (М кр) складывается из молярной массы безводной части (М б/в) и молярной массы воды, умноженной на число молекул гидратной воды. Так, молярная масса медного купороса (CuSO4•5H2O) или пентагидрата сульфата меди (II) равна: Мкр = Мб/в +5•М(H2O) =160 +5•18 = 250 г/моль. Для формул кристаллогидратов важным является то, что количество вещества кристаллогидрата равно количеству вещества безводной соли: n (кристаллогидрата) = n (безводной соли), или
m(б/в) / M (б/в)= m(кр)/M(кр). Отметим, что массовая доля вещества в растворе рассчитывается именно по массе безводной соли. Задание 4. Какую массу кристаллической соды (Na2CO3•10H2O) надо растворить в 100 г 1% -го раствора карбоната натрия, чтобы получить 5%-й раствор этой соли? Дано: m1= 100 г, ω 1 = 1% = 0,01, ω 2 = 5% = 0,05, М(Na2CO3) = 106 г/моль, М (Na2CO3•10H2O) = 286 г/моль. Найти m(кр) -? Решение. Обозначим массу добавляемого кристаллогидрата за Х. Тогда масса конечного раствора составит 100 +Х. Масса карбоната натрия в исходном растворе равна 100•0,01 = 1г. Масса безводного карбоната натрия, содержащегося в кристаллогидрате выражается как Х•М(б/в)/ М(кр) = Х•106/286 = 0,3706•Х. В таком случае общая масса безводной соли в конечном растворе составит величину 1+ 0,3706•Х. Тогда, зная, что массовая доля в конечном растворе составит 5%, составим уравнение: 1+0,3706•Х 0,05 = ----------------- 100 + Х Отсюда находим Х = 12,47г.
Растворимость. Коэффициент растворимости. Растворимость характеризует способность вещества растворяться в данном растворителе. С количественной точки зрения растворимость представляет собой массу вещества, способную раствориться в определенном объеме (или массе) растворителя при данной температуре с образованием насыщенного раствора. Называется эта характеристика – коэффициент растворимости. Обозначается эта величина ks,(иногда S). Чаще всего используется масса вещества, приходящаяся на 100 г воды.
ks = mв-ва / mводы. Связь с массовой долей вытекает из определения массовой доли: ω = ks /( ks +100)
Молярная концентрация эквивалента (эквивалентная концентрация). Данный вид концентрационных величин широко используется для описания процессов, сопровождающихся химическими реакциями. Известно, что вещества реагируют и образуются в количествах, пропорциональных коэффициентам в данной реакции. Так, в реакции: Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O, одной частице оксида железа соответствует шесть молекул хлороводорода. Соответственно, одной частице HCl соответствует 1/6 формульной единицы оксида железа. Другими словами, 1/6 частицы оксида железа (III) эквивалентна одному иону водорода Н+. На основании подобных наблюдений вводится понятие химического эквивалента. Эквивалентом в обменных реакциях называется реальная или условная частица, эквивалентная одному иону водорода Н+ . Так как в реакциях нейтрализации ион Н+ всегда реагирует с одним ионом ОН -, то можно определять эквивалент вещества и по гидроксид-ионам. Эквивалент не является жестко зафиксированным для какого-либо вещества. В зависимости от конкретной реакции меняется и величина эквивалента. Например, для реакции нейтрализации гидроксида алюминия соляной кислотой до средней соли: Al(OH)3+ 3HCl = AlCl3 + 3H2O Одной частице гидроксида алюминия соответствуют 3 иона Н+ . Значит, в этой реакции эквивалент равен 1/3 Al(OH)3. В реакции же неполной нейтрализации до основной соли: Al(OH)3 + HCl = Al(OH)2Cl + H20 на одну частицу гидроксида алюминия приходится один Н+. В таком случае, эквивалент и формульная единица совпадают. Для количественного описания вводятся две величины: эквивалентное число z и фактор эквивалентности f. Эквивалентное число показывает, сколько эквивалентов содержит формульная единица данного вещества. Величина z всегда целая 1, 2, 3 и т.д. Расчет удобно проводить по уравнению реакции: z равно числу ионов Н+ (или ОН -), приходящихся на одну формульную единицу определяемого вещества. Фактор эквивалентности – величина, обратная эквивалентному числу f = 1|/ z. Поэтому его значения – 1, 1/2, 1/3 ит.д. Фактор эквивалентности показывает, какая часть молекулы (или формульной единицы) вещества соответствует его эквиваленту.
Если эквивалент представляет собой часть молекулы (или формульной единицы), то целесообразно ввести следующие понятия: Молярная масса эквивалента М(1/z X) = M/z =M•f [г/моль] Эквивалентное количество n(1/z X) = mв-ва/M(1/z X) [моль] Молярная концентрация эквивалента с(1/z X) = n(1/z X)/Vр-ра [моль/л] Иногда используется подстрочная индексация этих величин: Мeq(X), neq(X), ceq(X) с обязательным указанием величины z или f.
Задание 5. Определите, как связаны молярное количество вещества и его эквивалентное количество; молярная концентрация и молярная концентрация эквивалента (самостоятельно). Закон эквивалентов. Дляреакции: aA + bB = cC + dD, где a,b,c,d – коэффициенты в реакции, а A,B.C D – реагенты и продукты, существует закономерность. Эквивалентные количества реагирующих и образующихся веществ равны. Это и есть закон эквивалентов.
neq(A) = neq(B) = neq(C) = neq(D), или для растворов
c eq(A)•Vp-pa(A)= c eq(B)•Vp-pa(B) = c eq(C)•Vp-pa(C) = c eq(D)•Vp-pa(D)
Задание 6. Показать справедливость закона эквивалентов для реакции: 2Al(OH)3 + 3 H2SO4 = Al2(SO4)3 + 6H2O n, 2 3 1 6 z 3 2 6 1 neq 6 6 6 6 Обсудить со студентами общие закономерности определения z и f, предложить самостоятельно разобраться с этими числами в следующем задании. Задание 7. Расставить коэффициенты, определить эквивалентные числа и факторы эквивалентности реагентов и продуктов для следующих реакций: КОН + H2SO4= KHSO4 + H2O MgCl2 + K3PO4 = Mg3(PO4)2 + KCl CaO + HCl = СaCl2 + H2O AlCl3 + NaOH = Na[Al(OH)4] + NaCl H3PO4 + KOH = K2HPO4 + H2O
Дата добавления: 2014-12-27; Просмотров: 1413; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |