Приготовление растворов и способы выражения их состава

По темам

Задача 1.

Условие. Имеется раствор с массовой долей Н₃РО_4, ω = 40% (пл. d = 1,254 г/мл). Необходимо вычислить молярную концентрацию и нормальность этого раствора в реакции нейтрализации фосфорной кислоты до гидрофосфата натрия.

Решение. Напишем уравнение реакции:

Н₃Р0₄ + 2NaOH = Na₂HP0₄ + 2Н₂О.

Найдем массу растворенного вещества m (НзР0₄) в определенном объеме раствора (Vp-pa). Массовая доля ω Н₃Р0₄ в растворе равна 40 %. Это значит, что в 100 г р-ра содержится 40 г Н₃Р0₄. Зная плотность раствора (d), можно найти объем 100 г раствора в литрах:

V(p-pa) = 100/(d ·1000) = 1/(d ·10) = 1/(10 ·1,254) = 0,080 (л).

Молярную концентрацию и нормальность (или молярную концентрацию эквивалента) раствора фосфорной кислоты можно вычислить по формулам (4) и (5) табл. 1 лекции по теме 2.

Молярная концентрация:

с (Н₃Р0₄) = n (Х/V) = m_x /M (X) V_р-ра = 40 г / (98 моль ·0,080 л) = 5,10 (моль/л).

Нормальность раствора:

N = с (1/2 Н₃Р0₄) = n (Э_х)/ V = m_x /M (Э_х) V = 40 г /(49 ·0,080 л) = 10,2 (моль/л) или

= с (1/2 Н₃Р0₄) = Z_x ·с (Х)·= 2 ·5,1 моль/л = 10,2 (моль/л), где Z_x – количество ионов водорода, взаимодействующих в данной реакции.

Задача 2.

Условие. Массовая доля ω уксусной кислоты в водном растворе равна 60 %. Определить моляльность и мольную долю кислоты в растворе.

Решение. Зная массовую долю ω (СН₃СООН) в растворе, определяем, что в 100 г раствора содержится 60 г СН₃СООН и 40 г воды. Найдем количества растворенной кислоты и растворителя:

п (Х) = п (СН₃СООН) = т (СН₃СООН)/М (СН₃СООН) = 60 г / 60 = 1 (моль),

n (Y) = п (Н₂0) = т (Н₂0)/М (Н₂0) = 40 г/18 = 2,22 (моль).

Найдем моляльность b (СН₃СООН) в растворе по формуле (6) табл. 1 лекции по теме 2:

b (СН₃СООН) = n (X) / m (растворителя) = 1/0,04 = 25 (моль/кг).

Мольную долю СН₃СООН в растворе определим по формуле (7) табл. 1 лекции по теме 2:

х % (Х) = х (СН₃СООН) = n (X) / n (X) + n (Y) = 1/ (1 + 2,22) = 0,31.

Задача 3.

Условие. В 200 мл раствора (V_р-ра) содержится т = 0,5884 г К₂Сг₂0₇. Рассчитать молярную концентрацию с (Х) и нормальность (N) этого раствора. Фактор эквивалентности f _экв (Х) дихромата (бихромата) калия равен 1/6, Z_x.= 6, а эквивалент Э_х = М (К₂Сг₂0₇) /6 =294,2/6 = 49,03

Решение. Находим:

молярность раствора с (К₂Сг₂0₇) = т (К₂Сг₂0₇)/(М (К₂Сг₂0₇) V_р-ра) = 0,5884 г/(294,2 ·0,2 л) = 0,01 (моль/л),

нормальность раствора N (К₂ Сг₂0₇) = т (К₂Сг₂0₇)/(Э_х (К₂Сг₂0₇) V_р-ра) =

= 0,5884/(49,03-0,2) = 0,06 (моль/л) или

N (К₂ Сг₂0₇) =с (К₂Сг₂0₇) / f _экв (К₂Сг₂0₇) = 0,01 ·1/6 = 0,01 ·6 =0,06 (моль/л).

Задача 4.

Условие. Сколько миллилитров (V_р-ра) исходного раствора серной кислоты с массовой долей ω (H₂S0₄), равной 40 % (пл. d = 1,30 г/мл), следует взять для приготовления 500 мл 0,1 н. раствора? Фактор эквивалентности H₂S0₄ равен 1/2.

Замечание: Молярная концентрация эквивалента (нормальность) как Вы должны помнить обозначается обычно следующими символами: с [ f _экв (Х) Х], с_н (Х), N (Х). Рядом с этими символами обязательно указывается значение фактора эквивалентности вещества X.

Решение. Нормальность исходного концентрированного раствора N (H₂S0₄ )

N (H₂S0₄ ) = n _э (H₂S0₄)/ V_р-ра = m (H₂S0₄)/Э(H₂S0₄) ·V_р-ра

где: m (H₂S0₄) = 40 г, так как ω (H₂S0₄) = 40 %, а Э(H₂S0₄) = ½ H₂S0₄ = 49

Итак, объем 100 г раствора H₂S0₄ с массовой долей ее 40 % равен 100/1,30 = 76,9 (мл) или 0,0769 (л);.

N(H₂S0₄) = 40/(49 ·0,0769) = 40/3,768 = 10,62 (моль/л).

При разбавлении раствора масса растворенного вещества не изменяется, т. е.

c₁ V₁ = c₂ V₂,

где с₁ и c₂ - молярные концентрации (или нормальности) двух растворов, a

V₁ и V₂ - объемы этих растворов.

Пользуясь этой формулой, рассчитаем объем концентрированного раствора, который надо взять для приготовления 500 мл 0,1 н. раствора H₂S0₄:

V_р-ра = 0,1 ·500/10,62 = 4,71 (мл).

Дата добавления: 2014-12-26