Введение в химию. Стась Н.Ф. - 51 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

1. Концентрация растворов
Важнейшей характеристикой раствора является содержание в нем растворенного вещества, ко-
торое называется концентрацией раствора. Концентрацию раствора выражают многими способами,
но чаще всего применяютсядва способа.
1. Массовая доля растворенного вещества (). Это отношение массы растворѐнного вещества к
массе раствора. Например, 20%-й раствор гидроксида натрия – это такой раствор, в 100 кг (или г) ко-
торого содержится 20 кг (или 20 г) NaOH и 80 кг (или 80 г) воды.
Если растворенное вещество является жидким, то состав такого раствора может быть выражен
не только в массовых, но и в объемных долях или объемных процентах. Объемная доля растворенно-
го вещества (φ) – это отношение объема этого вещества к объему всего раствора. Например, если в
0,5 л раствора содержится 200 мл этанола, то его объемная доля равна 0,4, или 40 %.
2. Молярная концентрация (С
М
) – это количество растворенного вещества в одном литре рас-
твора. Например, в одном литре двумолярной (2 М) серной кислоты содержится 2 моль, то есть 196 г
H
2
SO
4
, а в таком же объѐме децимолярной (0,1 М) кислоты – 9,8 г H
2
SO
4
.
Плотность раствора отличается от плотности растворителя. Растворы неорганических соедине-
ний, молярная масса которых больше молярной массы воды (18 г/моль), имеют плотность больше
плотности воды, причем с увеличением концентрации растворов их плотность увеличивается.
Взаимосвязь плотности и концентрации раствора выражается в виде таблиц; такая таблица име-
ется в справочнике, которым пользуются студенты (таблица ).
C концентрацией растворов связано много различных расчѐтов, которые проводятся не только в
химии и химической технологии, но и в других областях техники, в которых применяются растворы.
Пример 1. В 1 л воды растворено 160 г NaOH. Выразите двумя способами концентрацию
раствора, плотность которого равна 1150 кг/м³.
Решение. При решении имеем в виду, что молярная масса NaOH равна 40 г/моль, объем 1 л –
это 1000 мл, масса одного литра воды равна 1 кг (или 1000 г), а плотность 1150 кг/м³ – это 1,15 г/мл.
1) Определяем массу полученного раствора:
m = m(H
2
O) + m(NaOH) = 1000 + 160 = 1160 = 11,16 кг
2) Находим объем раствора:
мл7,1008
15,1
1160m
V
3) Вычисляем количество гидроксида натрия в растворе:
моль00,4
40
160
)NaOH(M
)NaOH(m
)NaOH(n
4) Определяем массовую долю растворенного вещества:
%8,13100
1160
160
100
m
)NaOH(m
)NaOH(
5) Находим молярную концентрацию раствора:
С
М
=
0087,1
00,4
V
)NaOH(n
= 3,9655 моль/л
Пример 2. В 900 г воды растворили 100 г медного купороса CuSO
4
∙5H
2
O. Определите массовую
долю сульфата меди в растворе.
Решение. 1) Молярная масса безводного сульфата меди равна 160 г/моль, а кристаллогидрата –
250 г/моль. Находим массу CuSO
4
в чистом виде в 100 г кристаллогидрата:
г64
250
100160
)CuSO(m
4
2) Находим массу раствора:
m = 900 + 100 = 1000 г
3) Определяем массовую долю сульфата меди в растворе:

Страницы