Сборник задач и упражнений по химии - 51 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

5.2. РАСТВОРИМОСТЬ ВЕЩЕСТВ.
НАСЫЩЕННЫЕ РАСТВОРЫ
Растворимость (S) вещества определяется концентрацией его насыщенного раствора. Обычно раствори-
мость твердых веществ и жидкостей выражают значением
коэффициента растворимости, т.е. массой веще-
ства, растворяющегося при данных условиях в 100 г растворителя с образованием насыщенного раствора.
Растворимость газов характеризуют
коэффициентом абсорбции, который выражает объем газа, рас-
творяющегося в одном объеме растворителя с образованием насыщенного раствора. Согласно закону Ген-
ри:
масса газа, растворяющегося при постоянной температуре в данном объеме жидкости, прямо про-
порциональна парциальному давлению газа
. Из закона Генри следует, что объем растворяющегося газа (а зна-
чит, и коэффициент абсорбции) не зависит при данной температуре от парциального давления газа.
П р и м е р 71. При 60 °С насыщенный раствор KNO
3
содержит 52,4 % соли. Рассчитайте коэффициент
растворимости соли при этой температуре.
Решение. Коэффициент растворимости находим из пропорции:
в 47,6 г Н
2
О растворяется 52,4 г KNO
3
;
в 100 г Н
2
О растворяется х г KNO
3
;
х = 100⋅52,4 / 47,6 = 110 г.
Таким образом, растворимость KNO
3
при 60 °С составляет 110 г в 100 г Н
2
О.
П р и м е р 72.
Коэффициенты абсорбции кислорода и азота при 0 °С равны соответственно 0,049 и 0,023.
Газовую смесь, содержащую 20 % (об.) О
2
и 80 % (об.) N
2
, взболтали с водой при 0 °С до получения насыщенного
раствора. Определите f % (об.) растворенных в воде газов.
Решение. По условию задачи в 1 дм
3
воды растворяется 49 см
3
О
2
и 23 см
3
N
2
. Однако непосредственно
сравнивать эти объемы нельзя, так как парциальные давления растворенных газов различны и составляют соот-
ветственно 0,2 и 0,8 от общего давления газовой смеси. Если принять последнее за единицу, то объемы раство-
ренных азота и кислорода, приведенные к этому давлению, будут равны 49⋅0,2 = 9,8 см
3
О
2
и
23⋅0,8 = 18,4 см
3
N
2
; общий объем растворенных газов составит, 9,8 + 18,4 = 28,2 см
3
Находим f % (об.) каждого газа:
9,8⋅100/28,2 = 34,75 % (об.) О
2
и 18,4⋅100/28,2 = 65,25 % (об.) N
2
.
П р и м е р 73. При охлаждении насыщенного при 100 °С раствора до 14 °С выкристаллизовалась соль
массой 112 г. Сколько было взято воды и соли для перекристаллизации, если растворимость соли при 100 °С
равна 52,7 г, а при 14 °С – 7,9 г?
Решение. С учетом растворимости соли при 100 °С и 14 °С при охлаждении насыщенного раствора выкри-
сталлизовывается (52,7 – 7,9) = 44,8 г соли / 100 г воды. Следовательно, для получения соли массой 112 г потре-
буется 112⋅100/44,8 = 250 г воды. При растворении 52,7 г при 100 °С и последующем охлаждении до 14 °С вы-
кристаллизовывалось 44,8 г соли. Следовательно, для получения соли массой 112 г после перекристаллизации
следует взять 52,7⋅112/44,8 = 131,75 г соли.
П р и м е р 74. Растворимость NH
4
Br при 30 °С равна 81,8 г. При охлаждении насыщенного при 30 °С
раствора массой 300 г до 0 °С выпадает осадок массой 36,8 г. Определите растворимость соли при 0 °С.
Решение. С учетом растворимости бромида аммония при 30 °С масса раствора составит 100 + 81,8 = 181,8
г. Тогда масса соли в растворе массой 300 г будет равна 81,8⋅300 / 181,8 = 134,98 г, а масса воды (300 – 134,98) =
165,02 г.
Так как при охлаждении 300 г раствора до 0 °С выпадает соль массой 36,8 г, то в растворе останется бромид
аммония массой 134,98 – 36,8 = 98,18 г и растворимость соли составит 98,18⋅100/165,02 = 59,5 г/100 г воды.
П р и м е р 75. Сколько граммов KNO
3
выпадет в осадок при охлаждении насыщенного при 60 °С рас-
твора массой 200 г до 0 °С, если растворимость соли при этих температурах составляет 110 г и 15 г, соответст-
венно.
Решение. С учетом растворимости при 60 °С масса раствора составит 210 г, тогда в насыщенном растворе
массой 200 г будет содержаться нитрат калия массой 110⋅200/210 = 104,76 г и вода массой (200 – 104,76) = 95,24
г. При охлаждении этого раствора до 0 °С с учетом растворимости при этих условиях в растворе останется соль
массой 15⋅95,24/100 = 14,29 г.
Тогда при охлаждении раствора массой 200 г от 60 °С до 0 °С выпадает в осадок нитрат калия массой
(104,76 – 14,29) = 90, 47 г.
П р и м е р 76. Определите объем (н.у.) аммиака, выделившегося при нагревании насыщенного при 10
о
С
раствора аммиака массой 503,7 г до 50
о
С. Растворимость аммиака при данных температурах равна 67,9 г и 22,9
г, соответственно.

Страницы