Практикум по общей химии. Охинов Б.Д - 21 стр.

UptoLike

Рубрика: 

41
где g масса растворенного вещества (г), )мл(V объем рас-
твора (мл). Например, если в 1 мл раствора содержится 0,05 г
растворенного вещества, то титр этого раствора будет равен 0,05
г/мл.
Данные четыре способа выражения концентрации (а также
массу индивидуального вещества) можно связать воедино при
помощи формулы:
экв
экв
экв
M
эквэквэкв
M
VT
1000
VC
M1000
VMC
M100
V
M100
m
M
g
=
=
=
ρ
ω
=
ω
=
В данной формуле объем раствора
V имеет размерность
мл, а массы как растворенного вещества
g , так и раствора
m
представлены в граммах.
Приготовление растворов заданной концентрации
В химической практике растворы готовят обычно тремя
методами: растворением сухого безводного вещества; растворе-
нием кристаллогидрата или разбавлением концентрированного
раствора известной концентрации. Но в любом случае перед
приготовлением раствора нужно рассчитать необходимую массу
вещества или объем концентрированного раствора.
Пример 1. Какая масса безводного нитрата натрия по-
требуется для 200 мл 15%-ного раствора плотностью 1,16
г/мл? Расчеты можно провести при помощи формулы, связы-
вающей различные типы концентраций, но выберем из нее толь-
ко два блока: фрагмент с массой индивидуального вещества и
фрагмент с концентрацией, данной в условиях задания:
)NaNO(M100
V
)NaNO(M
)NaNO(g
3экв3экв
3
ρω
=
.
Выразив из полученного уравнения массу нитрата натрия
и подставив числовые значения в требуемой размерности, полу-
чаем
)г(8,34
100
20016,115
100
V
)NaNO(g
3
=
=
ρ
ω
=
.
Ответ: для приготовления 200 мл 15%-ного раствора необ-
ходимо взять 34,8 г безводного нитрата натрия.
Аналогичным образом поступают в случае иных способов
42
представления концентрации раствора.
Пример 2. Какая масса безводного сульфата магния по-
требуется для приготовления 0,8 л 0,5 М раствора
4
MgSO ?
Выберем из формулы, объединяющей различные типы концен-
траций, блоки с массой индивидуального вещества и с молярной
концентрацией:
)MgSO(M1000
V)MgSO(MC
)MgSO(M
)MgSO(g
4экв
4M
4экв
4
= ;
)г(48
1000
8001205,0
1000
V)MgSO(MC
)MgSO(g
4M
4
=
=
= .
Пример 3. Какая масса безводного карбоната калия необ-
ходима для приготовления 0,4 л 0,15 н. раствора?
1000
VC
)COK(M
)COK(g
экв
32экв
32
= ;
)г(14,4
1000
6940015,0
1000
)COK(MVC
)COK(g
32эквэкв
32
=
=
=
.
Как рассчитывается молярная масса эквивалента различ-
ных веществ, смотри в разделе «Эквиваленты».
Пример 4. Какая масса медного купоросакристалло-
гидрата
OH5CuSO
24
понадобится для приготовления 300
мл раствора сульфата меди
4
CuSO с титром 0,08 г/мл? В дан-
ном примере расчеты несколько усложняются тем фактом, что
исходным веществом является кристаллогидрат
OH5CuSO
24
,
а растворенным веществомсульфат меди
4
CuSO :
)CuSO(M
VT
)OH5CuSO(M
)OH5CuSO(g
4экв24экв
24
=
;
=
=
)CuSO(M
)OH5CuSO(MVT
)OH5CuSO(g
4экв
24экв
24
)г(5,37
80
12530008,0
=
= .
где g – масса растворенного вещества (г), V(мл) – объем рас-      представления концентрации раствора.
твора (мл). Например, если в 1 мл раствора содержится 0,05 г           Пример 2. Какая масса безводного сульфата магния по-
растворенного вещества, то титр этого раствора будет равен 0,05   требуется для приготовления 0,8 л 0,5 М раствора MgSO4 ?
г/мл.                                                             Выберем из формулы, объединяющей различные типы концен-
      Данные четыре способа выражения концентрации (а также       траций, блоки с массой индивидуального вещества и с молярной
массу индивидуального вещества) можно связать воедино при         концентрацией:
помощи формулы:                                                                 g(MgSO 4 )    C ⋅ M(MgSO 4 ) ⋅ V
   g       ω⋅ m      ω⋅ρ⋅ V     C ⋅ M ⋅ V C экв ⋅ V T ⋅ V                                    = M                     ;
       =          =           = M           =        =                        M экв (MgSO 4 ) 1000 ⋅ M экв (MgSO 4 )
 M экв 100 ⋅ M экв 100 ⋅ M экв 1000 ⋅ M экв   1000     M экв
                                                                                 C ⋅ M (MgSO 4 ) ⋅ V 0,5 ⋅ 120 ⋅ 800
      В данной формуле объем раствора V имеет размерность          g (MgSO 4 ) = M                   =                 = 48 (г ) .
мл, а массы как растворенного вещества g , так и раствора m
                                                                                        1000                 1000
                                                                       Пример 3. Какая масса безводного карбоната калия необ-
представлены в граммах.                                           ходима для приготовления 0,4 л 0,15 н. раствора?
                                                                                       g(K 2CO3 )        C ⋅V
      Приготовление растворов заданной концентрации                                                   = экв    ;
      В химической практике растворы готовят обычно тремя                             M экв (K 2CO3 )     1000
методами: растворением сухого безводного вещества; растворе-                     C ⋅ V ⋅ M экв (K 2 CO 3 ) 0,15 ⋅ 400 ⋅ 69
нием кристаллогидрата или разбавлением концентрированного         g (K 2 CO 3 ) = экв                     =                = 4,14 (г )
раствора известной концентрации. Но в любом случае перед                                 1000                  1000
приготовлением раствора нужно рассчитать необходимую массу                                       .
вещества или объем концентрированного раствора.                        Как рассчитывается молярная масса эквивалента различ-
      Пример 1. Какая масса безводного нитрата натрия по-         ных веществ, смотри в разделе «Эквиваленты».
требуется для 200 мл 15%-ного раствора плотностью 1,16                 Пример 4. Какая масса медного купороса – кристалло-
г/мл? Расчеты можно провести при помощи формулы, связы-           гидрата CuSO4 ⋅ 5 H 2O – понадобится для приготовления 300
вающей различные типы концентраций, но выберем из нее толь-       мл раствора сульфата меди CuSO4 с титром 0,08 г/мл? В дан-
ко два блока: фрагмент с массой индивидуального вещества и        ном примере расчеты несколько усложняются тем фактом, что
фрагмент с концентрацией, данной в условиях задания:
                                                                  исходным веществом является кристаллогидрат CuSO 4 ⋅ 5H 2O ,
              g( NaNO3 )           ω⋅ρ⋅ V
                            =                      .              а растворенным веществом – сульфат меди CuSO 4 :
             M экв ( NaNO3 ) 100 ⋅ M экв ( NaNO3 )
                                                                              g(CuSO 4 ⋅ 5H 2O)               T⋅V
     Выразив из полученного уравнения массу нитрата натрия                                            =                  ;
и подставив числовые значения в требуемой размерности, полу-                 M экв (CuSO 4 ⋅ 5H 2O) M экв (CuSO 4 )
чаем                                                                                          T ⋅ V ⋅ M экв (CuSO 4 ⋅ 5H 2O)
                        ω ⋅ ρ ⋅ V 15 ⋅ 1,16 ⋅ 200                        g(CuSO 4 ⋅ 5H 2O) =                                 =
        g( NaNO 3 ) =            =                = 34,8 (г ) .                                       M экв (CuSO 4 )
                         100            100                                           0,08 ⋅ 300 ⋅ 125
     Ответ: для приготовления 200 мл 15%-ного раствора необ-                        =                  = 37,5 (г ) .
ходимо взять 34,8 г безводного нитрата натрия.                                               80
     Аналогичным образом поступают в случае иных способов
                                  41                                                              42