Растворы. Способы выражения концентрации растворов

Растворы.

Способы выражения концентрации растворов. 

Раствор – это гомогенная система, состоящая из двух или более

                  компонентов, содержание которых  можно изменять в 

                  определенных пределах без нарушения  однородности.

Концентрация  – показывает, сколько вещества растворено в данном

                              растворе или растворители.

Концентрации  вещества можно выразить:

I. Массовая доля (w%), процентная концентрация (С%) – показывает сколько единиц массы вещества растворено  в 100 единицах массы раствора (количество грамм растворенного вещества  в 100 граммах раствора).

 

,

где   V – объем раствора, P- плотность раствора.

Нахождение  массы растворенного вещества:

  или

Примеры:

1. 5% раствор поваренной соли.

Это значит, что в  100 грамм этого раствора содержится 5 грамм поваренной соли и 95 грамм воды. 

2. Какова  массовая доля соли в растворе, если в 200 г воды растворили 50 г соли?

 
 
 
 
 

II. Молярная концентрация раствора (С_м) – количество вещества растворенного в 1000 мл раствора (1 л)  (выражается числом молей в одном литре раствора).

1м  одномолярный раствор = 1 моль/л

2 м  двумолярный раствор =2 моль/л

0,1 м  децимолярный раствор

0,2 м  двудецимолярный раствор

0,01 м  сантимолярный раствор

0,001 м  милимолярный раствор

(м),

где  М – молярная масса растворенного вещества, V – объем полученного раствора

или 

(моль/л)

Нахождение  массы растворенного вещества:

Примеры:

1. Приготовить децимолярный раствор сульфата натрия.

С_м=0,1 м

М (Na₂SО₄)=142 г/моль

 m(Na₂SО₄)=142 0,1=14,2 г

      Отвешиваем 14,2 г сульфата натрия, высыпаем в  мерную колбу и доливаем воды до 1 литра.

2. Приготовить  600 мл 2 м раствора карбоната натрия.

 

III. Нормальная концентрация или эквивалентная (С_н, С_э, С_N) –выражается числом эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора.

(н),

где Э – эквивалент растворенного вещества, V – объем

или 

(экв/л)

Нахождение  массы растворенного вещества:

      Эквивалент – реальная или условная частица вещества, которая химически равноценна одному иону водорода (для обменных реакций) или одному электрону (для окислительно – восстановительных реакций). Фактически это частица, обладающая одной единицей валентности или оперирующая одним электроном.

Эквиваленты сложных веществ находятся:

;

;

;

.

Примеры:

1. Приготовить 400 мл сантинормального раствора сульфата натрия.

С_н=0,01 н                                 

V=400 мл

М(Na₂SO₄)=142 г/моль            преобразуем формулу

Э(Na₂SO₄)=71 

      m(Na₂SO₄)=0,01 71 400 1000=0,284 г 

  2. Определить  нормальную концентрацию раствора  содержащего 30 г хлорида алюминия   в 500 мл раствора.

 

 

IV. Моляльная концентрация (С_m)– выражается числом молей  растворенного вещества в 1000 гр растворителя

=  
 
 

     V. Титр (T)-   сколько грамм растворенного вещества содержится в 1 мл раствора.

     

 

Переходы  концентраций.

      Переход от процентной концентрации к молярной концентрации:

 или    

          Переход от процентной концентрации  к нормальной концентрации:

   или           

     Переход от молярной концентрации к процентной концентрации:

         Переход от нормальной концентрации  к процентной концентрации:

 

     Примеры:

     1. Определить  нормальную концентрацию 20 % - ного раствора серной кислоты  , если ρ=1,14 г/см³.

 

Способы вычисления при приготовлении  разбавленных растворов  из концентрированных.

1)  

;

2)

 
 
 

Пример:

Для получения суперфосфата применяют 65%-ный раствор серной кислоты. Сколько 92%-ного раствора серной кислоты и  воды потребуется для приготовления 1 т этого раствора?

 

Способы вычисления при смешивании растворов.

Метод «креста», диагональная схема,  правило  смешивания, «Андреевский крест»

Используется  для решения задач для двух компонентов смеси при условии, что свойство компонентов поддаются  аддитивному сложению.

А- m,  масса, объем или количество первого компонента;

В - m,  масса, объем или количество второго компонента;

А+В , m,  масса, объем или количество смеси;

Х₁- свойство первого компонента;

Х₂- свойство второго компонента;

Х –  свойство смеси.

Свойства: плотность твердого вещества, относительная  плотность, относительно атомная масса, относительно молекулярная масса, молярная масса, концентрации (С%, С_н, С_м, С_m), стехиометрический множитель.

,

отношение компонентов обратно пропорционально  разности величин свойств (концентраций)  компонентов и смеси

диагональная  схема

                                 х₁                                        х-х₂

 

Х

 х₂                                      х₁-х 

Правило смешения не применимо к расчету объемов растворов, концентрация которых выражается через отношение к объему (кроме слабо разбавленных) 
 

     Пример:

     В каком отношении должны быть взяты  объемы 0,5 н раствора и 0,1 раствора, чтобы  получить 0,2 н раствор?

 
 

Расчет  массы воды, которая  прибавляется к раствору для разбавления  его. 

, или