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) |
Способы выражения концентрации растворов
РАСТВОРЫ
Идеальные растворы – растворы, которые образуются без изменения объема растворителя и без теплового эффекта, т.е. DVр-ра = 0 и DНр-ра = 0. В этом случае предполагается, что между молекулами растворителя и молекулами растворенного вещества отсутствует межмолекулярное взаимодействие. К идеальным растворам с некоторым приближением относят разбавленные растворы органических веществ и газов в воде (растворы неэлектролитов). Реальные растворы - растворы кислот, оснований, солей в воде (электролиты), образование которых сопровождается взаимодействием молекул растворителя и растворенного вещества, изменением объема растворителя и выделением или поглощением тепла. К реальным - относятся также концентрированные растворы неэлектролитов.
В зависимости от содержания растворенного вещества растворы бывают разбавленные, концентрированные, насыщенные и перенасыщенные. Количественная характеристика способности вещества растворяться до образования насыщенного раствора называется растворимостью. Растворимость определяется как: а) количество вещества в граммах, которое необходимо растворить в 100 г растворителя для получения насыщенного раствора (m(г) / 100 (г));
б) количество молей растворенного вещества, которое содержится в 1 л насыщенного раствора (моль / л). В химической практике применяются растворы с различным содержанием растворенного вещества. Для таких растворов используют следующие способы выражения концентрации растворенного вещества: массовая доля и мольная доля растворенного вещества, молярная и моляльная концентрации, молярная концентрация эквивалента. Для представления расчетных формул в настоящем практикуме введены следующие обозначения: раствор(y) = растворенное вещество (x) + растворитель (z), тогда, -параметры растворенного вещества - m(x) масса, M(x) молярная масса, Э(х) эквивалент, nм(х)- число молей, nэ(х) – число эквивалентов; -параметры раствора - m(y)– масса, V(y) - объем, r(y) - плотность; -параметры растворителя - m(z) - масса, V(z) - объем, nм(z) - число молей, r(z)- плотность. 2.1 Массовая доля (С%) или процентная концентрация определяет, какую частьмасса растворенного вещества составляет от массы раствора (обычно в процентах), и рассчитывается как отношение:
С% = m(х) •100% или С% = m(х) •100% m(у)) m(х)+m(z) Определение процентной концентрации можно сделать конкретной, если принять массу раствора за 100 г, тогда С% = m(х) т.е. процентная концентрация (в %) показывает, сколько граммов растворенного вещества содержится в каждых 100 г раствора. Рассмотрим 5% раствор KCI. в 100 г (у) раствора - содержится 5 г растворенного вещества (х) или в 95 г (z) растворителя - содержится 5 г (х). Очевидно, что полученный результат будет справедлив для любого растворенного веществ, независимо от его природы (соль, кислота, основание и т.д.), так как концентрация не включает индивидуальную характеристику растворенного вещества – молярную массу (М г/моль).
2.2 Молярная концентрация (См) или молярность определяет, сколько молей растворенного вещества содержится в каждом литре данного раствора, и рассчитывается как отношение количества растворенного вещества в молях nм(х), содержащегося в растворе, к объему этого раствора:
nм(х) моль m(х) m(х) • ρ(у) СМ = ————— = ————— = ———————— V(y) л М(х) V(y) М(х)•[(m(z)+m(х)] Рассмотрим пример: пусть дан 0,8 молярный раствор K2SO4, плотность которого равна 1,02 г/мл. В соответствии с определением СМ, это значит: в 1л раствора содержится - 0,8 моля соли, или в 1л раствора содержится - 0,8 * 174 г/моль = 139,2 г соли, или в (1 л *1,02 кг/л) кг раствора содержится - 0,8 моля (139,2 г) соли.
2.3 Моляльная концентрация (Cm) или моляльность определяет, сколько молей растворенного вещества приходятся на каждый килограмм растворителя, и рассчитывается как отношение количества растворенного вещества в молях n(х) к массе растворителя: nм(х) моль m(х) m(х) Сm ————— = ———— = ——————— m(z) кг М(х) m(z) М(х)•[m(y)-m(х)] Рассмотрим пример: пусть дан 0,8 моляльный раствор K2SO4, плотность которого равна 1,01 г/мл. В соответствии с определением Сm, это значит: на 1кг растворителя приходится - 0,8 моля соли, или на 1кг растворителя приходится - 0,8 * 174 г/моль (139,2 г) соли, или в [1000 г(z) +139,2г(х)] (л) раствора содержится - 0,8 моля (139,2 г) соли. 1,01 г/мл 10-3 мл/л
2.4 Молярная концентрация эквивалента (СN) или нормальность определяет, сколько молей эквивалента растворенного вещества содержится в каждом литре раствора, и рассчитывается как отношение количества растворенного вещества в молях эквивалента nэ(х), содержащегося в растворе, к объему этого раствора:
nэ(х) моль m(х) СМ СN = ————— = ——————— = ———— V(у) л Э(х) М(х) • V (y) Э(х) Пример: для 1,6 N раствор K2SO4, плотность которого равна 1,02 г/мл или 1,02 кг/л. В соответствии с определением СN, известно: в 1л раствора содержится - 1,6 эквивалентов соли, или в 1л раствора содержится - 1,6 моль (экв.) * ½ *174 г/моль = 139,2 г соли, или в (1 л *1,02 кг/л) кг раствора содержится - 1,6 (nэ) эквивалентов соли.
2.5 Мольная доля (Сm) показывает, какую часть число молей растворенного вещества составляет от суммы числа молей растворенного вещества и растворителя в растворе. Для двухкомпонентного раствора состоящего из растворителя и одного растворенного вещества мольная доля рассчитывается по уравнению:
n(х) m(x)/M(х) n(х) + n(z) m(х)/M(x) + m(z)/M(z) где nм(z) - число молей растворителя, в котором растворили nм(х) молей растворенного вещества. Очевидно, численное значение Сmвсегда меньше единицы (или 100%). Рассмотрим пример: рассчитать число молей K2SO4, массу K2SO4 и массу растворителя Н2О, если мольная доля соли в растворе равна 0,01. Поскольку этот способ выражения концентрации раствора является относительным, можно произвольно задать число молей растворителя, например, nм(z) = 0,99 (молей). Тогда 0,01 = nм (K2SO4) / nм(K2SO4) + 0,99, число молей nм (K2SO4) равно - 0,01 моль, масса (K2SO4) = 0,01 моль* 174 г/моль = 1,74 г; масса растворителя (воды) равна 0,99 моль*18 г/моль=17,82 г
Дата добавления: 2015-03-31; Просмотров: 485; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |