Важнейшие главы курса химии. Павлов А.И. - 13 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

24 25
Важнейшие главы курса химии
Глава 4. РАСТВОРЫ. КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ
Раствором называется гомогенная (однородная) система, состоя-
щая из двух или более компонентов. Гомогенность означает, что меж-
ду компонентами раствора отсутствуют поверхности раздела.
Газообразным раствором можно считать любую смесь газов.
Например, воздух. Это смесь азота, кислорода, углекислого газа и дру-
гих газов, между которыми нет поверхностей раздела.
К растворам относятся сплавы некоторых металлов. Это так на-
зываемые твердые сплавы.
Однако наибольшее значение имеют жидкие растворы, состоящие
из растворителя и растворенных веществ. Наиболее распространен-
ным растворителем является вода и водные растворы.
Отношение количества растворенного вещества к массе (или объе-
му) раствора (или растворителя) называют концентрацией раствора.
Концентрация раствора может быть выражена несколькими спо-
собами: как массовая доля растворенного вещества (или процентная
концентрация), как молярная концентрация (или молярность), как нор-
мальная концентрация (или нормальность), как моляльная концентра-
ция, как титр раствора.
Пример 1. Вычислить: а) процентную (ω (%)); б) молярную (С
м
);
в) нормальную (С
н
); г) моляльную (С
m
) концентрации раствора Н
3
РО
4
,
полученного при растворении 18 г кислоты в 282 см
3
воды, если плот-
ность его 1,031 г/ см
3
. Чему равен титр (Т) этого раствора?
Решение. Выполним расчет концентрации раствора различными
способами:
а) процентная концентрация показывает число граммов вещества,
содержащегося в 100 г раствора. Так как массу 282 см
3
воды можно
принять равной 282 г (ρ = 1 г/см
3
), то масса полученного раствора рав-
на 18 + 282 = 300 г, следовательно,
в 300 г раствора содержится 18 г растворенного вещества;
в 100 г раствора содержится Х г растворенного вещества, т. е.
ω ( %) = (100 ⋅ 18)/300 = 6 (%);
б) молярность показывает число молей растворенного вещества,
содержащегося в 1 л раствора.
Находим массу 1 л раствора, учитывая его плотность ρ = m/v, отсюда
m = ρ
⋅ v, т. е. m = 1,031⋅
1000 = 1031 г.
Массу кислоты в литре раствора находим из соотношения
300 г – 18 г,
1031 г – Х г; Х = (1031⋅ 18)/300 = 61,86 г.
Молярность раствора получим делением числа граммов Н
3
РО
4
в 1 л раствора на молярную массу Н
3
РО
4
(98 г/моль):
С
м
= 61,86/98 = 0,63 М,
где М соответствует единице измерения моль/л;
в) нормальность показывает число эквивалентных масс
растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора.
Эквивалентная масса Н
3
РО
4
будет равна: m
э
= М/3 = 98/3 =
= 32,66 г/моль, тогда С
н
= 61,86/32,66 = 1,89 н., где н. соответствует
единице измерения: эквивалентная масса, деленная на литр раствора;
г) моляльная концентрация показывает число молей растворенного
вещества, содержащихся в 1000 г растворителя.
Массу Н
3
РО
4
в 1000 г растворителя находим из соотношения:
на 282 г воды приходится 18 г кислоты,
на 1000 г воды приходится Х г кислоты.
Масса кислоты (Х) = (1000 ⋅ 18)/282 = 68,83 г, отсюда моляльность
С
m
= 63,8/98 = 0,65 моль/1000 г растворителя;
д) титром раствора называется количество граммов растворенного
вещества в 1 см
3
(мл) раствора. Так как в 1 л раствора содержится 61,86 г
кислоты, то Т
Н
3
РО
4
= 61,86/1000 = 0,06186 г/см
3
.
Зная нормальность раствора и эквивалентную массу (m
э
)
растворенного вещества, титр легко найти по формуле
Т = С
н
⋅
m
э
/1000.
Пример 2. На нейтрализацию 50 см
3
раствора кислоты израсхо-
довано 25 см
3
раствора щелочи. Чему равна нормальность кислоты?
Решение. Так как вещества взаимодействуют между собой в эк-
вивалентных количествах, то растворы равной нормальности реагиру-
ют в равных объемах. При разных нормальностях объемы растворов
реагирующих веществ обратно пропорциональны их нормальностям,
т. е. V
1
/V
2
= С
н2
/С
н1
, таким образом 50/25 = 0,5/С
н. кислоты
, отсюда С
н. кислоты
=
= (25 ⋅ 0,5)/50 = 0,25 н.
Глава 4. Растворы. Концентрация растворов

Страницы