Теоретическое введение
Существуют различные способы выражения концентрации растворов.
Массовая доля w компонента раствора определяется как отношение массы данного компонента Х, содержащегося в данной массе раствора к массе всего раствора m. Массовая доля – безразмерная величина, её выражают в долях от единицы:
(0 1). (3.1)
Массовый процент
представляет собой массовую долю, умноженную на 100:
(0%
100%), (3.2)
где w (X) – массовая доля компонента раствора X; m(X) – масса компонента раствора X; m – общая масса раствора.
Мольная доля Nкомпонента раствора равна отношению количества вещества данного компонента X к суммарному количеству вещества всех компонентов в растворе.
Для бинарного раствора, состоящего из растворённого вещества и растворителя (например, Н 2 О), мольная доля растворённого вещества равна:
. (3.3)
Мольный процент
представляет мольную долю, умноженную на 100:N(X), % = (N(X)·100)%. (3.4)
Объёмная доля
j компонента раствора определяется как отношение объёма данного компонента Х к общему объёму раствора V. Объёмная доля – безразмерная величина, её выражают в долях от единицы:(0 1). (3.5)
Объёмный процент
представляет собой объёмную долю, умноженную на 100.Молярность с м определяется как отношение количества растворённого вещества X к объёму раствора V:
. (3.6)
Основной единицей молярности является моль/л. Пример записи молярной концентрации: с м (H 2 SO 4 ) = 0,8 моль/л или 0,8М.
Нормальность с н определяется как отношение количества эквивалентов растворённого вещества X к объёму раствора V:
Основной единицей нормальности является моль-экв/л. Пример записи нормальной концентрации: с н (H 2 SO 4 ) = 0,8 моль-экв/л или 0,8н.
Титр Т показывает, сколько граммов растворённого вещества X содержится в 1 мл или в 1 см 3 раствора:
где m(X) – масса растворённого вещества X, V – объём раствора в мл.
Моляльность раствора m показывает количество растворённого вещества X в 1 кг растворителя:
где n(X) – число моль растворённого вещества X, m о – масса растворителя в кг.
Мольное (массовое и объёмное) отношение – это отношение количеств (масс и объёмов соответственно) компонентов в растворе.
Необходимо иметь ввиду, что нормальность с н всегда больше или равна молярности с м. Связь между ними описывается выражением:
с м = с н× f(Х). (3.10)
Для получения навыков пересчёта молярности в нормальность и наоборот рассмотрим табл. 3.1. В этой таблице приведены значения молярности с м, которые необходимо пересчитать в нормальность с н и величины нормальности с н, которые следует пересчитать в молярность с м.
Пересчёт осуществляем по уравнению (3.10). При этом нормальность раствора находим по уравнению:
с н = с м /f(Х). (3.11)
Результаты расчётов приведены в табл. 3.2.
Таблица 3.1
К определению молярности и нормальности растворов
|
Тип химического превращения |
||||
|
Реакции обмена |
6н FeCl 3 |
|||
|
1,5M Fe 2 (SO 4) 3 |
0,1н Ва(ОН) 2 |
|||
|
в кислой среде |
в нейтральной среде |
Таблица 3.2
Значения молярности и нормальности растворов
|
Тип химического превращения |
||||
|
Реакции обмена |
0,4н |
|||
|
1,5M Fe 2 (SO 4) 3 |
0,1н Ва(ОН) 2 |
|||
|
Реакции окисления-восстановления |
0,05М KMnO 4 в кислой среде |
в нейтральной среде |
Между объёмами V и нормальностями с н реагирующих веществ существует соотношение:
V 1 с н,1 =V 2 с н,2 , (3.12)
которое используется для практических расчётов.
Примеры решения задач
Рассчитать молярность, нормальность, моляльность, титр, мольную долю и мольное отношение для 40 мас.% раствора серной кислоты, если плотность этого раствора равна 1,303 г/см 3 . Определить объём 70 мас.% раствора серной кислоты (r = 1,611 г/см 3 ), который потребуется для приготовления 2 л 0,1н раствора этой кислоты.2 л 0,1н раствора серной кислоты содержат 0,2 моль-экв, т.е. 0,1 моль или 9,8 г. Масса 70%-го раствора кислоты m = 9,8/0,7 = 14 г. Объём раствора кислоты V = 14/1,611 = 8,69 мл.
Масса 100 л аммиака (н.у.) m = 17·100/22,4 = 75,9 г.
Масса раствора m = 5000 + 75,9 = 5075,9 г.
Массовая доля NH 3 равна 75,9/5075,9 = 0,0149 или 1,49 %.
Количество вещества NH 3 равно 100/22,4 = 4,46 моль.
Объём раствора V = 5,0759/0,992 = 5,12 л.
Молярность раствора с м = 4,46/5,1168 = 0,872 моль/л.
Плотности растворов NaCl
3.2. Определите молярность 0,2 н раствора сульфата магния, взаимодействующего с ортофосфатом натрия в водном растворе.
3.4. Определите молярность 0,1 н раствора KMnO 4 , взаимодействующего с восстановителем в кислой среде.
Любое вещество состоит из частиц определенной структуры (молекул или атомов). Молярная масса простого соединения рассчитывается по периодической системе элементов Д.И. Менделеева. Если необходимо выяснить данный параметр у сложного вещества, то подсчет получается долгим, и в данном случае цифру смотрят в справочнике или химическом каталоге, в частности Sigma-Aldrich.
Понятие молярной массы
Молярная масса (М) - вес одного моля вещества. Данный параметр по каждому атому можно найти в периодической системе элементов, он расположен прямо под названием. При расчете массы соединений цифра обычно округляется до целой или десятой доли. Для окончательного понимания того, откуда берется данное значение, необходимо разобраться в понятии «моль». Это количество вещества, содержащее число частиц последнего, равное 12 г устойчивого изотопа углерода (12 С). Атомы и молекулы веществ варьируют по своему размеру в широких пределах, при этом их число в моле постоянно, однако масса увеличивается и, соответственно, объем.
Понятие «молярная масса» тесно связано с числом Авогадро (6,02 х 10 23 моль -1). Эта цифра обозначает постоянное количество единиц (атомов, молекул) вещества в 1 моле.
Значение молярной массы для химии
Химические вещества вступают в различные реакции между собой. Обычно в уравнении любого химического взаимодействия указано, сколько молекул или атомов при этом используется. Такие обозначения получили название стехиометрические коэффициенты. Обычно они указываются перед формулой. Поэтому количественная характеристика реакций зиждется на количестве вещества и молярной массе. Именно они четко отражают взаимодействие друг с другом атомов и молекул.
Расчет молярной массы
Атомный состав любого вещества или смеси из компонентов известной структуры можно посмотреть по периодической системе элементов. Неорганические соединения, как правило, записываются брутто-формулой, то есть без обозначения структуры, а только числа атомов в молекуле. Органические вещества для подсчета молярной массы обозначаются таким же образом. Например, бензол (C 6 H 6).
Каким образом рассчитывается молярная масса? Формула включает тип и количество атомов в молекуле. По таблице Д.И. Менделеева проверяются молярные массы элементов, и каждая цифра умножается на число атомов в формуле.
Исходя из молекулярной массы и типа атомов, можно рассчитать их количество в молекуле и составить формулу соединения.
Молярная масса элементов
Часто для проведения реакций, расчетов в аналитической химии, расстановки коэффициентов в уравнениях требуется знание молекулярной массы элементов. Если в молекуле содержится один атом, то данное значение будет равно таковому у вещества. При наличии двух и более элементов молярная масса умножается на их число.
Значение молярной массы при подсчете концентраций
Данный параметр используется для пересчета практически всех способов выражения концентраций веществ. Например, часто возникают ситуации определения массовой доли исходя из количества вещества в растворе. Последний параметр выражается в единице измерения моль/литр. Для определения нужного веса количество вещества умножается на молярную массу. Получено значение уменьшается в 10 раз.
Молярная масса используется для подсчета нормальности вещества. Данный параметр используется в аналитической химии для проведения методов титри- и гравиметрического анализа при необходимости точного проведения реакции.
Измерение молярной массы
Первый исторический опыт заключался в измерении плотности газов по отношению к водороду. Далее были проведены исследования коллигативных свойств. К ним относится, например, осмотическое давление, определение разницы кипения или замерзания между раствором и чистым растворителем. Это параметры напрямую коррелируют с количеством частиц вещества в системе.
Иногда измерение молярной массы проводится у вещества неизвестного состава. Раньше применяли такой способ, как изотермическая перегонка. Его суть заключается в помещении раствора вещества в камеру, насыщенную парами растворителя. В данных условиях происходит конденсация паров и температура смеси повышается, достигает равновесия и начинает снижаться. Выделившаяся теплота испарения рассчитывается по изменению показателя нагрева и охлаждения раствора.
Основным современным методом измерения молярной массы является масс-спектрометрия. Это основной способ идентификации смесей веществ. С помощью современных приборов данный процесс происходит автоматически, только первоначально нужно подобрать условия разделения соединений в пробе. Метод масс-спектрометрии основан на ионизации вещества. В результате образуются различные заряженные фрагменты соединения. На масс-спектре обозначается отношение массы к заряду ионов.
Определение молярной массы для газов
Молярная масса любого газа или пара измеряется просто. Достаточно использовать контроль. Один и тот же объем газообразного вещества равен по количеству вещества другому при одинаковой температуре. Известным способом измерения объема пара является определение количество вытесненного воздуха. Такой процесс осуществляется с использованием бокового отвода, ведущего к измерительному устройству.
Практическое использование молярной массы
Таким образом, понятие молярной массы в химии используется повсеместно. Для описания процесса, создания полимерных комплексов и других реакций необходим расчет данного параметра. Важным моментом является определение концентрации действующего вещества в фармацевтической субстанции. Например, с использованием культуры клеток исследуются физиологические свойства нового соединения. Кроме того, молярная масса важна при проведении биохимических исследований. Например, при изучении участия в обменных процессах элемента. Сейчас структура многих ферментов известна, поэтому есть возможность подсчитать их молекулярную массу, которая в основном измеряется килодальтонах (кДа). Сегодня известны молекулярные массы почти всех составляющих крови человека, в частности, гемоглобина. Молекулярная и молярная масса вещества в определенных случаях являются синонимами. Отличия их заключаются в том, что последний параметр является средним для всех изотопов атома.
Любые микробиологические эксперименты при точном определении влияния вещества на систему ферментов проводятся с использованием молярных концентраций. Например, в биокатализе и других областях, где необходимо исследование энзиматической активности, применяются такие понятия, как индукторы и ингибиторы. Для регуляции активности фермента на биохимическом уровне необходимо исследование с использованием именно молярных масс. Данный параметр вошел прочно в области таких естественных и инженерных наук, как физика, химия, биохимия, биотехнология. Процессы, охарактеризованные таким образом, становятся более понятными с точки зрения механизмов, определения их параметров. Переход от фундаментальной науки к прикладной не обходится без показателя молярной массы, начиная от физиологических растворов, буферных систем и заканчивая определением дозировок фармацевтических веществ для организма.
Массовый процент задает процентное соотношение элементов в химическом соединении. Для нахождения массового процента необходимо знать молярную массу (в граммах на моль) входящих в соединение элементов или количество граммов каждого компонента, необходимое для того, чтобы получить заданный раствор. Массовый процент вычисляется довольно просто: достаточно поделить массу элемента (или компонента) на массу всего соединения (или раствора).
Шаги
Определение массового процента по заданным массам
- массовый процент = (масса компонента/общая масса соединения) x 100 .
- Масса интересующего вас компонента должна быть в условии задачи. Если масса не дана, перейдите к следующему разделу, в котором рассказано о том, как определять массовый процент при неизвестной массе.
- Общая масса химического соединения находится путем сложения масс всех элементов (компонентов), которые входят в состав этого соединения (или раствора).
-
Вычислите общую массу соединения. Если вы знаете массы всех составляющих соединение компонентов, просто сложите их, и таким образом вы найдете общую массу получившегося соединения или раствора. Эту массу вы используете в качестве знаменателя в уравнении для массового процента.
- Пример 1: Чему равен массовый процент 5 граммов гидроксида натрия, растворенного в 100 граммах воды?
- Общая масса раствора равна сумме количества гидроксида натрия и воды: 100 г + 5 г дают 105 г.
- Пример 2: Сколько хлорида натрия и воды необходимо для получения 175 граммов 15-процентного раствора?
- В этом примере даны общая масса и необходимый процент, и требуется найти количество вещества, которое необходимо добавить в раствор. При этом общая масса составляет 175 граммов.
- Пример 1: Чему равен массовый процент 5 граммов гидроксида натрия, растворенного в 100 граммах воды?
-
Определите массу заданного компонента. Если вас просят вычислить "массовый процент", следует найти, сколько процентов от общей массы вещества составляет масса определенного компонента. Запишите массу заданного компонента. Это будет числитель в формуле для массового процента.
- Пример 1: масса заданного компонента - гидрохлорида натрия - составляет 5 граммов.
- Пример 2: в этом примере масса заданного компонента неизвестна, и ее следует найти.
-
Подставьте значения в уравнение для массового процента. После того как вы определите все необходимые величины, подставьте их в формулу.
- Пример 1: массовый процент = (масса компонента/общая масса соединения) x 100 = (5 г/105 г) x 100.
- Пример 2: необходимо преобразовать формулу для массового процента так, чтобы можно было найти неизвестную массу химического компонента: масса компонента = (массовый процент*общая масса соединения)/100 = (15*175)/100.
-
Вычислите массовый процент. После подстановки всех значений в формулу для массового процента произведите необходимые вычисления. Поделите массу компонента на общую массу химического соединения или раствора и умножьте на 100. В результате у вас получится массовый процент данного компонента.
- Пример 1: (5/105) x 100 = 0,04761 x 100 = 4,761%. Таким образом, массовый процент 5 граммов гидрохлорида натрия, растворенного в 100 граммах воды, составляет 4,761%.
- Пример 2: переписанное выражение для массового процента компонента имеет вид (массовый процент*общая масса вещества)/100, откуда находим: (15*175)/100 = (2625)/100 = 26,25 граммов хлорида натрия.
- Необходимое количество воды находим путем вычитания массы компонента из общей массы раствора: 175 – 26,25 = 148,75 граммов воды.
Определение массового процента, когда массы не заданы
-
Выберите формулу для массового процента химического соединения. Основное уравнение для нахождения массового процента выглядит следующим образом: массовый процент = (молярная масса элемента/общая молекулярная масса соединения) x 100. Молярная масса вещества - это масса одного моля данного вещества, в то время как молекулярная масса представляет собой массу одного моля всего химического соединения. Чтобы получить проценты, результат деления умножается на 100.
- В начале решения задачи запишите равенство: массовый процент = (молярная масса элемента/общая молекулярная масса соединения) x 100 .
- Обе величины измеряются в граммах на моль (г/моль).
- Если вам не даны массы, массовый процент какого-либо элемента в заданном веществе можно найти, используя молярную массу.
- Пример 1: Найти массовый процент водорода в молекуле воды.
- Пример 2: Найти массовый процент углерода в молекуле глюкозы.
-
Запишите химическую формулу . Если в примере не даны химические формулы заданных веществ, следует записать их самостоятельно. Если же в задании даны необходимые формулы химических веществ, данный шаг можно пропустить и перейти сразу к следующему шагу (найти массу каждого элемента).
- Пример 1: запишите химическую формулу воды, H 2 O.
- Пример 2: запишите химическую формулу глюкозы, C 6 H 12 O 6 .
-
Найдите массу каждого элемента, входящего в соединение. Определите молярный вес каждого элемента в химической формуле по таблице Менделеева . Как правило, масса элемента указывается под его химическим символом. Выпишите молярные массы всех элементов, которые входят в рассматриваемое соединение.
-
Умножьте молярную массу каждого элемента на его мольную долю. Определите, сколько молей каждого элемента содержится в данном химическом веществе, то есть мольные доли элементов. Мольные доли даются числами, стоящими в формуле внизу символов элементов. Умножьте молярную массу каждого элемента на его молярную долю.
- Пример 1: под символом водорода стоит 2, а под символом кислорода 1 (эквивалентно отсутствию числа). Таким образом, молярную массу водорода следует умножить на 2: 1,00794 X 2 = 2,01588; молярную массу кислорода оставляем прежней, 15,9994 (то есть умножаем на 1).
- Пример 2: под символом углерода стоит 6, под водородом 12 и под кислородом 6. Умножая молярные массы элементов на эти числа, находим:
- углерод: (12,0107*6) = 72,0642
- водород: (1,00794*12) = 12,09528
- кислород: (15,9994*6) = 95,9964
Выберите уравнение для определения массового процента химического соединения. Массовый процент находится по следующей формуле: массовый процент = (масса компонента/общая масса соединения) x 100. Для получения процентов результат деления умножается на 100.
Вам понадобится
- Нужно определить, к какому варианту относится ваша задача. В случае первого варианта вам понадобится таблица Менделеева. В случае второго - надо знать, что раствор состоит из двух компонентов: растворенного вещества и растворителя. И масса раствора равна массам этих двух компонентов.
Инструкция
В случае первого варианта задачи:
По Менделеева находим молярную массу вещества. Молярная сумме атомных масс , входящих в состав вещества.
Например, молярная масса (Mr) гидрокисда кальция Са(ОН)2: Mr(Са(ОН)2) = Ar(Ca) + (Ar(O) + Ar(H))*2 = 40 + (16 + 1)*2 = 74.
Если нет мерной посуды, в которую можно перелить воду, вычислите объем сосуда, в котором она находится. Объем всегда равен произведению площади основания на высоту, и с сосудами постой формы обычно проблем не возникает. Объем воды в банке будет равен площади круглого основания на высоту, заполненную водой. Умножив плотность? на объем воды V, вы получите массу воды m: m=?*V.
Видео по теме
Обратите внимание
Определить массу можно и зная количество воды и ее молярную массу. Молярная масса воды равна 18, поскольку состоит из молярных масс 2 атомов водорода и 1 атома кислорода. MH2O = 2MH+MO=2·1+16=18 (г/моль). m=n*M, где m – масса воды, n – количество, M – молярная масса.
Что такое массовая доля элемента ? Из самого названия можно понять, что это величина, указывающая, в каком соотношении находятся масса элемента , входящего в состав вещества, и общая масса этого вещества. Она выражается в долях единицы: процентах (сотых долях), промилле (тысячных) и т.д. Как можно вычислить массу какого-либо элемента ?
Инструкция
Для наглядности рассмотрите хорошо известный всем углерод, без которого не было бы . Если углерод представляет собою вещество (например, ), то его массовую долю можно смело принять за единицу или за 100%. Разумеется, алмаз тоже содержит примеси других элементов, но в большинстве случаев, в столь малых количествах, что ими можно пренебречь. А вот в таких модификациях углерода, как или , содержание примесей довольно высокое, и пренебрежение недопустимо.
Если же углерод входит в состав сложного вещества, надо действовать следующим образом: запишите точную формулу вещества, затем, зная молярные массы каждого элемента , входящего в его состав, вычислите точную молярную массу этого вещества (разумеется, с учетом «индекса» каждого элемента ). После этого определить массовую долю , разделив общую молярную массу элемента на молярную массу вещества.
Например, нужно найти массовую долю углерода в уксусной кислоте. Напишите формулу уксусной кислоты: СН3СООН. Для облегчения подсчетов преобразуйте ее в вид: С2Н4О2. Молярная масса этого вещества складывается из молярных масс элементов: 24 + 4 + 32 = 60. Соответственно, массовая доля углерода в этом веществе вычисляется так: 24/60 = 0,4.
Если нужно исчислить ее в процентном соотношении, соответственно, 0,4 * 100 = 40%. То есть в каждом уксусной кислоты содержится (приблизительно) 400 грамм углерода.
Разумеется, совершенно аналогичным образом можно найти массовые доли всех других элементов. Например, массовая в той же уксусной кислоте вычисляется так: 32/60 = 0,533 или примерно 53,3%; а массовая доля водорода равна 4/60 = 0,666 или примерно 6,7%.
Источники:
- массовые доли элементов
Массовая доля вещества показывает его содержание в более сложной структуре, например, в сплаве или смеси. Если известна общая масса смеси или сплава, то зная массовые доли составляющих веществ можно найти их массы. Найти массовую долю вещества, можно зная его массу и массу всей смеси. Эта величина, может выражаться в дольных величинах или процентах.
Растворы характеризуются своим количественным и качественным составом.
Количественный состав выражается долями (безразмерными относительными величинами): массовой, молярной, объемной.
Размерными величинами-концентрациями являются молярная, массовая и молярная массовая концентрация эквивалента.
1. Массовая доля
ω(А) = ·100%- ω(А) - массовая доля вещества А;
- m - масса раствора (г);
- m(A) - масса вещества А (г).
Массовой долей (процентной концентрацией) растворенного вещества А называется отношение массы вещества А к массе всего раствора m (масса растворителя + масса вещества).
Массовая доля выражается в процентах (долях единицы) или промилле (тысячной части процента).
Процентная концентрация показывает сколько вещества содержится в 100 г раствора.
Задача : В 150 г воды растворено 50 г вещества. Необходимо вычислить массовую долю вещества в растворе.
Решение :
- Вычисляем общую массу раствора: 150 + 50 = 200 г;
- Вычисляем массовую долю вещества в растворе: ω(А) = ·100% = 25%
2. Молярная доля
χ(A) = n(A)/·100%- χ(A) - молярная доля вещества А;
- n(A) - кол-во вещества А, моль;
- n(В) - кол-во вещества В (растворителя), моль.
Молярной долей (мольной долей) растворенного вещества А называют отношение кол-ва вещества А (в молях) к сумме количеств (молей) всех веществ, входящих в раствор.
Молярная доля выражается в процентах (долях единицы).
Задача : В 180 мл воды растворили 1,18 г хлорида натрия. Необходимо рассчитать молярную долю NaCl.
Решение :
- На первом этапе произведем расчет молей NaCl и H 2 O, необходимых для приготовления раствора (см. Молярная масса):
Молярная масса NaCl: М = 23 + 36 = 59 г/моль;
Кол-во моль для NaCl: n = m/M = 1,18/59 = 0,02 моль
Молярная масса H 2 O: М = 1·2 + 16 = 18 г/моль
Кол-во моль H 2 O: n = 180/18 = 10 моль. - Производим расчет молярной массы NaCl:
χ(NaCl) = n(NaCl)/·100%
χ(NaCl) = 0,02/(0,02+10) = 0,002 (0,2%).
3. Объемная доля
φ(A) = V(A)/V- φ(A) - объемная доля вещества А (доли единицы или %);
- V(A) - объем вещества А, мл;
- V - объем всего раствора, мл.
Объемной долей вещества А называют отношение объема вещества А к объему всего раствора.
Задача : Массовые доли (ω) кислорода и азота в газовой смеси равны 20% и 80% соответственно. Необходимо вычислить их объемные доли (φ) в газовой смеси.
Решение:
- Пусть общая масса газовой смеси равна 100 г:
m(O 2)=m·ω(O 2)=100·0,20=20 г
m(N 2)=m·ω(N 2)=100·0,80=80 г - По формуле n=m/M определяем кол-во молей веществ:
n(O 2)=20/32=0,625 моль
n(N 2)=80/28=2,85 моль - Определяем объем, занимающий газами (исходя из постуалата, что при нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л):
Составляем пропорцию:
1 моль газа = 22,4 л;
0,625 моль = х л
х = 22,4·0,625 = 14 л
Для азота по аналогии: 2,85·22,4 = 64 л
Общий объем равен: 14 + 64 = 78 л - Объемные доли газов в смеси:
φ(O 2) = 14/78 = 0,18 (18%)
φ(N 2) = 64/78 = 0,82 (82%)
4. Молярная концентрация (молярность)
c(A) = n(A)/V, моль/л- c(A) - молярная концентрация вещества А, моль/л;
- n(A) - кол-во растворенного вещества А, моль;
- V - объем всего раствора, л.
Молярной концентрацией растворенного вещества А называют отношение кол-ва растворенного вещества А (в молях) к объему всего раствора (л).
Таким образом, можно сказать, что молярная концентрация - это кол-во молей растворяемого вещества в 1 л раствора. Поскольку n(A)=m(A)/M(A) (см. Молярная масса), то формулу для молярной концентрации можно переписать следующим образом:
C(A) = m(A)/
- m(A) - масса вещества А, г;
- M(A) - молярная масса вещества А, г/моль.
Молярную концентрацию принято обозначать символом "М":
- 1М - одномолярный раствор;
- 0,1М - децимолярный раствор;
- 0,01М - сантимолярный раствор.
Задача : В 500 мл раствора содержится 10 г NaCl. Необходимо определить молярную концентрацию раствора.
Решение :
- Находим массу хлорида натрия в 1 л раствора (молярная концентрация - это число молей растворенного вещества в 1 л раствора):
500 мл раствора - 10 г NaCl
1000 мл - х
х = 20 г - Молярная концентрация NaCl:
c(NaCl) = m(NaCl)/ = 20/(59·1) = 0,34 моль/л
5. Массовая концентрация (титр)
ρ(A) = m(A)/V- ρ(A) - массовая концентрация вещества А, г/л;
- m(A) - масса вещества А, г;
- V - объем раствора, л.
Массовой концентрацией (титром) называют отношение массы растворенного вещества к объему раствора.
Задача : Определить молярную концентрацию 20% раствора HCl (ρ=1,1 г/мл).
Решение:
- Определяем объем 100 г раствора соляной кислоты:
V = m/ρ = 100/1,1 = 0,09 л - В 100 г 20% раствора соляной кислоты содержится 20 г HCl. Рассчитываем молярную концентрацию:
c(HCl) = m(HCl)/ = 20/(37·0,9) = 6 моль/л
6. Молярная концентрация эквивалента (нормальность)
c э (A) = n э (A)/V, моль/л- c э (A) - молярная концентрация эквивалента, моль/л;
- n э (A) - кол-во вещества эквивалентов, моль;
- V - объем раствора, л.
Молярной концентрацией эквивалента называют отношение кол-ва вещества эквивалента к объему раствора.
По аналогии с молярной концентрацией (см. выше):
C э (A) = m(A)/
Нормальным раствором называют раствор, в 1 л которого содержится 1 эквивалент растворенного вещества.
Молярную концентрацию эквивалента принято обозначать символом "н":
- 1н - однонормальный раствор;
- 0,1н - децинормальный раствор;
- 0,01н - сантинормальный раствор.
Задача : Какой объем 90% H 2 SO 4 (ρ = 1,82 г/мл) необходим для приготовления 100 мл сантинормального раствора?
Решение :
- Определяем кол-во 100% серной кислоты необходимой для приготовления 1 л однонормального раствора. Эквивалент серной кислоты составляет половину ее молекулярной массы:
M(H 2 SO 4) = 1·2 + 32 + 16·4 = 98/2 = 49.
Для приготовления 1 л сантинормального раствора потребуется 0,01-эквивалент: 49·0,01 = 0,49 г. - Определяем кол-во грамм 100% серной кислоты необходимой для получения 100 мл однонормального раствора (составляем пропорцию):
1л - 0,49 г
0,1л - х г
х = 0,049 г. - Решаем поставленную задачу:
х = 100·0,049/90 = 0,054 г.
V = m/ρ = 0,054/1,82 = 0,03 мл.
