Συγκεντρώσεις διαλύματος
Velikiy Novgorod
Παράδειγμα 1
Λύση:
ω(NaCl) = = 0,125 ή 12,5%
Απάντηση: ω(NaCl) = 0,125 ή 12,5%.
Παράδειγμα 2
Λύση:
= 
m (FeSO 4) \u003d \u003d 22,8 g,
ω(FeSO 4) = = 0,076 ή 7,6%
Απάντηση: ω(FeSO 4) = 0,076 ή 7,6%.
Παράδειγμα 3Προσδιορίστε το κλάσμα μάζας του υδροχλωρικού οξέος εάν 350 λίτρα HCl (n.o.) διαλύθηκαν σε 1 λίτρο νερού.
Λύση:
Η μάζα του HCl προσδιορίζεται από τον τύπο:
m(HCl) = n(HCl) m(HCl) = m(HCl) = 36,5 = 570,3 g.
Μάζα διαλύματος m (r-ra) \u003d m (HCl) + m (H 2 O) \u003d m (HCl) + V (H 2 O) ρ (H 2 O)
ω(HCl) = 
= 0,363 ή 36,3%
Απάντηση: ω(HCl) = 0,363 ή 36,3%.
Παράδειγμα 4Προσδιορίστε τον όγκο του υδροχλωρίου, μετρημένο σε N.C., και τον όγκο του νερού που απαιτείται για την παρασκευή 500 g διαλύματος με κλάσμα μάζας HCl 20%.
Λύση:
Βρείτε τη μάζα του HCl:
Υπολογίστε τον όγκο του HCl:
Υπολογίστε m(H 2 O):
V(H2O) = = = 400 ml
Απάντηση
Ή διαλύτης κατά βάρος του διαλύματος
Παράδειγμα 5Προσδιορίστε τη μάζα του νιτρικού νατρίου και του νερού που απαιτείται για την παρασκευή 800 g διαλύματος με ω(NaNO 3) = 12%.
Λύση:
Μάζα διαλυμένου αλατιού:
m (NaNO 3) \u003d ω (NaNO 3) m (διάλυμα) \u003d 0,12 800 \u003d 96 g.
m (p-ra) \u003d m (NaNO 3) + m (H 2 O)
m (H 2 O) \u003d m (διάλυμα) - m (NaNO 3) \u003d 800 - 96 \u003d 704 g.
Απάντηση: m (NaNO 3) \u003d 96 g, m (H 2 O) \u003d 704 g.
Παράδειγμα 6Προσδιορίστε τη μάζα του κρυσταλλικού ένυδρου CuSO 4 5H 2 O και του νερού που απαιτείται για την παρασκευή 0,4 kg διαλύματος με ω (CuSO 4) = 8%.
Λύση(δείτε παράδειγμα 2):
ω(CuSO4) = = 
m (H 2 O) \u003d m (διάλυμα) - m (CuSO 4 5H 2 O)
m (CuSO 4 5H 2 O) \u003d n (CuSO 4 5H 2 O) M (CuSO 4 5H 2 O)
n(CuSO4 5H2O) = n(CuSO4) =
m (CuSO 4) \u003d ω (CuSO 4) m (p-ra) \u003d 0,08 400 \u003d 32 g.
n(CuSO 4) = = 0,2 mol.
Επομένως m (CuSO 4 5H 2 O) \u003d 0,2 250 \u003d 50 g
Μάζα νερού m (H 2 O) \u003d 400 - 50 \u003d 350 g
Απάντηση: m (CuSO 4 5H 2 O) \u003d 50 g, m (H 2 O) \u003d 350 g.
Υπολογισμός της μάζας ενός διαλύματος ορισμένης συγκέντρωσης
Μοριακή συγκέντρωση
Μοριακή συγκέντρωση (μοριακότητα)είναι ο αριθμός των mol μιας ουσίας που περιέχεται σε 1 λίτρο διαλύματος.
С(Х) = , mol/l
όπου X είναι η ποσότητα της ουσίας, mol.
V είναι ο όγκος του διαλύματος, l.
Ο όγκος του διαλύματος σχετίζεται με τη μάζα του διαλύματος ως εξής:
όπου ρ είναι η πυκνότητα του διαλύματος, g/mL.
Μοριακή ισοδύναμη συγκέντρωσηείναι ο αριθμός των mol της ισοδύναμης ουσίας που περιέχεται σε 1 λίτρο διαλύματος.
C(X) = , mol/l
όπου n( X) είναι η ποσότητα της ισοδύναμης ουσίας, mol.
V είναι ο όγκος του διαλύματος, l.
όπου m(X) είναι η μοριακή μάζα της διαλυμένης ουσίας.
m(X) είναι η μάζα της διαλυμένης ουσίας.
m είναι η μάζα του διαλύματος.
ω(Χ) είναι το κλάσμα μάζας του διαλύματος.
Η μοριακή συγκέντρωση του ισοδυνάμου είναι πάντα μεγαλύτερη ή ίση με τη μοριακή συγκέντρωση. Αυτή η διάταξη χρησιμοποιείται κατά τον έλεγχο των δεδομένων που λαμβάνονται.
Η μοριακή συγκέντρωση του ισοδύναμου ονομάζεται συχνά κανονική και συμβολίζεται
1,0 Ν; 0,5 n. και τα λοιπά.
Οι παραπάνω τύποι υπολογισμού σας επιτρέπουν να προσδιορίσετε τον όγκο του διαλύματος, την ποσότητα της ουσίας και την ποσότητα της ισοδύναμης ουσίας:
V= ή V=
n(X) = C(X) V ή n( X) = C( X) V
Βιβλιογραφία
1. Korovin N.V.Γενική χημεία. - Μ.: Λύκειο, 2002. - 558 σελ.
2. Nikolsky A.B., Suvorov A.V.Χημεία: Φροντιστήριογια τα πανεπιστήμια. - Αγία Πετρούπολη: Himizdat, 2001. - 512 σελ.
3. Γκλίνκα Ν. Λ.Εργασίες και ασκήσεις για γενική χημεία. - Μ.: Integral-Press, 2004. - 240 σελ.
4. Εργασίες και ασκήσεις γενικής χημείας: Σχολικό βιβλίο / B. I. Adamson, O. N. Goncharuk, V. N. Kamyshova και άλλοι./ Εκδ. Ν. Β. Κοροβίνα. - Μ.: Γυμνάσιο, 2003. - 255 σελ.
5. Suvorov A. V., Nikolsky A. B.Ερωτήσεις και εργασίες γενικής χημείας. - Αγία Πετρούπολη: Himizdat, 2002. - 304 σελ.
Συγκεντρώσεις διαλύματος
Κατευθυντήριες γραμμέςστην ανεξάρτητη εργασία των μαθητών
Velikiy Novgorod
Συγκεντρώσεις ψητήρων: Οδηγίες για ανεξάρτητη εργασία μαθητών / Σύνθ. V.P. Kuzmicheva, G.N. Olisova, N.I. Ulyanova. - Veliky Novgorod: NovGU, 2006.
1. Υπολογισμός του κλάσματος μάζας της διαλυμένης ουσίας……………………………………………………….4
1. 1. Υπολογισμός της μάζας μιας διαλυμένης ουσίας ή διαλύτη από τη μάζα του διαλύματος ...... 5
1. 2. Υπολογισμός της μάζας διαλύματος ορισμένης συγκέντρωσης για δεδομένη μάζα διαλυμένης ουσίας ή διαλύτη………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………
1. 3. Αραίωση και συγκέντρωση διαλυμάτων……………………………………………………….7
1. 4. Υπολογισμοί που σχετίζονται με την ανάμειξη των διαλυμάτων…………………………………………………9
1. 5. Καθήκοντα για ανεξάρτητη εργασία………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………
2. Μοριακή συγκέντρωση…………………………………………………………………………..14
15
2. 2. Υπολογισμοί που σχετίζονται με την αραίωση και τη συγκέντρωση διαλυμάτων…………………..17
2. 3. Υπολογισμοί που σχετίζονται με την ανάμειξη διαλυμάτων διαφορετικών συγκεντρώσεων………………17
2. 4. Υπολογισμοί του ισοζυγίου υλικού χημικών διεργασιών: περίσσεια (ανεπάρκεια)
αντιδραστήρια………………………………………………………………………………………………….19
2. 5. Εργασίες για ανεξάρτητη εργασία…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Λογοτεχνία…………………………………………………………………………………………………… 25
1. Υπολογισμός του κλάσματος μάζας της διαλυμένης ουσίας
Παράδειγμα 1Υπολογίστε το κλάσμα μάζας του χλωριούχου νατρίου στο διάλυμα εάν 40 g από αυτό διαλύονται σε 280 ml νερού.
Λύση:
Μάζα διαλύματος m (r-ra) \u003d m (NaCl) + m (H 2 O)
m(H 2 O) \u003d V (H 2 O) ρ (H 2 O) \u003d 280 ml 1 g / ml \u003d 280 g,
ω(NaCl) = = 0,125 ή 12,5%
Απάντηση: ω(NaCl) = 0,125 ή 12,5%.
Παράδειγμα 2 41,7 g κρυσταλλικού ένυδρου FeSO 4 7H 2 O διαλύθηκαν σε 258,3 g νερού. Προσδιορίστε το κλάσμα μάζας του FeS0 4 στο προκύπτον διάλυμα.
Λύση:
Αρχικά, υπολογίζουμε τη μάζα του διαλύματος:
m (διάλυμα) \u003d m (FeSO 4 7H 2 O) + m (H 2 O) \u003d 41,7 + 258,3 \u003d 300 g
m (FeSO 4) \u003d n (FeSO 4) m (FeSO 4) \u003d n (FeSO 4 7H 2 O) m (FeSO 4) \u003d
m (HCl) \u003d ω (HCl) m (διάλυμα) \u003d 0,2 500 \u003d 100 g.
Υπολογίστε τον όγκο του HCl:
V(HCl) \u003d n (HCl) V M \u003d 22,4 l / mol \u003d 61,37 l.
Υπολογίστε m(H 2 O):
m (H 2 O) \u003d m (διάλυμα) - m (HCl) \u003d 500 - 100 \u003d 400 g.
V(H2O) = = = 400 ml
Απάντηση: V (HCl) \u003d 61,37 l, V (H 2 O) \u003d 400 ml.
Υπολογισμός μάζας διαλυμένης ουσίας
Μεθοδολογία επίλυσης προβλημάτων στη χημεία
Κατά την επίλυση προβλημάτων, πρέπει να καθοδηγηθείτε από μερικούς απλούς κανόνες:
- Διαβάστε προσεκτικά την κατάσταση του προβλήματος.
- Γράψτε τι δίνεται.
- Μετατρέψτε, εάν είναι απαραίτητο, μονάδες φυσικών μεγεθών σε μονάδες SI (ορισμένες μη συστημικές μονάδες επιτρέπονται, για παράδειγμα, λίτρα).
- Γράψτε, εάν χρειάζεται, την εξίσωση της αντίδρασης και τακτοποιήστε τους συντελεστές.
- Λύστε το πρόβλημα χρησιμοποιώντας την έννοια της ποσότητας της ουσίας και όχι τη μέθοδο κατάρτισης αναλογιών.
- Γράψτε την απάντηση.
Για να προετοιμαστεί με επιτυχία στη χημεία, θα πρέπει κανείς να εξετάσει προσεκτικά τις λύσεις στα προβλήματα που δίνονται στο κείμενο, καθώς και να λύσει ανεξάρτητα έναν επαρκή αριθμό από αυτά. Είναι στη διαδικασία επίλυσης προβλημάτων που θα διορθωθούν οι βασικές θεωρητικές διατάξεις του μαθήματος της χημείας. Είναι απαραίτητο να λυθούν προβλήματα καθ' όλη τη διάρκεια της μελέτης της χημείας και της προετοιμασίας για τις εξετάσεις.
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις εργασίες σε αυτήν τη σελίδα ή μπορείτε να κάνετε λήψη μιας καλής συλλογής εργασιών και ασκήσεων με τη λύση τυπικών και περίπλοκων εργασιών (M. I. Lebedeva, I. A. Ankudimova): λήψη.
Mole, μοριακή μάζα
Μοριακή μάζα είναι ο λόγος της μάζας μιας ουσίας προς την ποσότητα μιας ουσίας, δηλ.
М(х) = m(x)/ν(x), (1)
όπου M(x) είναι η μοριακή μάζα της ουσίας X, m(x) είναι η μάζα της ουσίας X, ν(x) είναι η ποσότητα της ουσίας X. Η μονάδα SI για τη μοριακή μάζα είναι kg/mol, αλλά g/mol χρησιμοποιείται συνήθως. Η μονάδα μάζας είναι g, kg. Η μονάδα SI για την ποσότητα μιας ουσίας είναι το mol.
Οποιος λύθηκε το πρόβλημα της χημείαςμέσω της ποσότητας της ύλης. Θυμηθείτε τον βασικό τύπο:
ν(x) = m(x)/ М(х) = V(x)/V m = N/N A , (2)
όπου V(x) είναι ο όγκος της ουσίας Х(l), Vm είναι ο μοριακός όγκος αερίου (l/mol), N είναι ο αριθμός των σωματιδίων, N A είναι η σταθερά Avogadro.
1. Προσδιορίστε τη μάζαιωδιούχο νάτριο NaI ποσότητα ουσίας 0,6 mol.
Δεδομένος: ν(NaI)= 0,6 mol.
Να βρω: m(NaI) =?
Λύση. Η μοριακή μάζα του ιωδιούχου νατρίου είναι:
M(NaI) = M(Na) + M(I) = 23 + 127 = 150 g/mol
Προσδιορίστε τη μάζα του NaI:
m(NaI) = ν(NaI) M(NaI) = 0,6 150 = 90 g.
2. Προσδιορίστε την ποσότητα της ουσίαςατομικό βόριο που περιέχεται σε τετραβορικό νάτριο Na 2 B 4 O 7 βάρους 40,4 g.
Δεδομένος: m(Na 2 B 4 O 7) \u003d 40,4 g.
Να βρω: ν(Β)=;
Λύση. Η μοριακή μάζα του τετραβορικού νατρίου είναι 202 g/mol. Προσδιορίστε την ποσότητα της ουσίας Na 2 B 4 O 7:
ν (Na 2 B 4 O 7) \u003d m (Na 2 B 4 O 7) / M (Na 2 B 4 O 7) \u003d 40,4 / 202 \u003d 0,2 mol.
Θυμηθείτε ότι 1 mol μορίου τετραβορικού νατρίου περιέχει 2 mol άτομα νατρίου, 4 mol άτομα βορίου και 7 mol άτομα οξυγόνου (βλ. τον τύπο του τετραβορικού νατρίου). Τότε η ποσότητα της ουσίας ατομικού βορίου είναι: ν (Β) \u003d 4 ν (Na 2 B 4 O 7) \u003d 4 0,2 \u003d 0,8 mol.
Υπολογισμοί για χημικούς τύπους. Μαζική μετοχή.
Το κλάσμα μάζας μιας ουσίας είναι ο λόγος της μάζας μιας δεδομένης ουσίας στο σύστημα προς τη μάζα ολόκληρου του συστήματος, δηλ. ω(X) =m(X)/m, όπου ω(X) είναι το κλάσμα μάζας της ουσίας X, m(X) είναι η μάζα της ουσίας X, m είναι η μάζα ολόκληρου του συστήματος. Το κλάσμα μάζας είναι μια αδιάστατη ποσότητα. Εκφράζεται ως κλάσμα μονάδας ή ως ποσοστό. Για παράδειγμα, το κλάσμα μάζας του ατομικού οξυγόνου είναι 0,42, ή 42%, δηλ. ω(Ο)=0,42. Το κλάσμα μάζας του ατομικού χλωρίου σε χλωριούχο νάτριο είναι 0,607, ή 60,7%, δηλ. ω(Cl)=0,607.
3. Προσδιορίστε το κλάσμα μάζαςνερό κρυστάλλωσης σε διένυδρο χλωριούχο βάριο BaCl 2 2H 2 O.
Λύση: Η μοριακή μάζα του BaCl 2 2H 2 O είναι:
M (BaCl 2 2H 2 O) \u003d 137+ 2 35,5 + 2 18 \u003d 244 g / mol
Από τον τύπο BaCl 2 2H 2 O προκύπτει ότι 1 mol διένυδρου χλωριούχου βαρίου περιέχει 2 mol H 2 O. Από αυτό μπορούμε να προσδιορίσουμε τη μάζα του νερού που περιέχεται στο BaCl 2 2H 2 O:
m(H 2 O) \u003d 2 18 \u003d 36 g.
Βρίσκουμε το κλάσμα μάζας του νερού κρυστάλλωσης σε διένυδρο χλωριούχο βάριο BaCl 2 2H 2 O.
ω (H 2 O) \u003d m (H 2 O) / m (BaCl 2 2H 2 O) \u003d 36/244 \u003d 0,1475 \u003d 14,75%.
4. Από δείγμα πετρώματος βάρους 25 g που περιείχε τον ορυκτό αργεντίτη Ag 2 S, απομονώθηκε άργυρος βάρους 5,4 g. Προσδιορίστε το κλάσμα μάζαςαργεντίτης στο δείγμα.
Δεδομένος: m(Ag)=5,4 g; m = 25 g.
Να βρω: ω(Ag 2 S) =?
Λύση: προσδιορίζουμε την ποσότητα της ουσίας αργύρου στον αργεντίτη: ν (Ag) \u003d m (Ag) / M (Ag) \u003d 5,4 / 108 \u003d 0,05 mol.
Από τον τύπο Ag 2 S προκύπτει ότι η ποσότητα της ουσίας αργεντίτη είναι η μισή ποσότητα της ουσίας αργύρου. Προσδιορίστε την ποσότητα της ουσίας αργεντίτη:
ν (Ag 2 S) \u003d 0,5 ν (Ag) \u003d 0,5 0,05 \u003d 0,025 mol
Υπολογίζουμε τη μάζα του αργεντίτη:
m (Ag 2 S) \u003d ν (Ag 2 S) M (Ag 2 S) \u003d 0,025 248 \u003d 6,2 g.
Τώρα προσδιορίζουμε το κλάσμα μάζας του αργεντίτη σε ένα δείγμα βράχου, βάρους 25 g.
ω (Ag 2 S) \u003d m (Ag 2 S) / m \u003d 6,2 / 25 \u003d 0,248 \u003d 24,8%.
Παραγωγή χημικών τύπων
5. Προσδιορίστε τον απλούστερο σύνθετο τύποκάλιο με μαγγάνιο και οξυγόνο, εάν τα κλάσματα μάζας των στοιχείων σε αυτή την ουσία είναι 24,7, 34,8 και 40,5%, αντίστοιχα.
Δεδομένος: ω(Κ)=24,7%; ω(Mn)=34,8%; ω(Ο)=40,5%.
Να βρω: σύνθετος τύπος.
Λύση: για υπολογισμούς, επιλέγουμε τη μάζα της ένωσης, ίση με 100 g, δηλ. m=100 g. Οι μάζες καλίου, μαγγανίου και οξυγόνου θα είναι:
m (K) = m ω (K); m (K) \u003d 100 0,247 \u003d 24,7 g;
m (Mn) = m ω(Mn); m (Mn) = 100 0,348 = 34,8 g;
m (O) = m ω(O); m (O) \u003d 100 0,405 \u003d 40,5 g.
Καθορίζουμε την ποσότητα των ουσιών ατομικού καλίου, μαγγανίου και οξυγόνου:
ν (K) \u003d m (K) / M (K) \u003d 24,7 / 39 \u003d 0,63 mol
ν (Mn) \u003d m (Mn) / M (Mn) \u003d 34,8 / 55 \u003d 0,63 mol
ν (O) \u003d m (O) / M (O) \u003d 40,5 / 16 \u003d 2,5 mol
Βρίσκουμε την αναλογία των ποσοτήτων των ουσιών:
ν(Κ) : ν(Μn) : ν(Ο) = 0,63: 0,63: 2,5.
Διαιρώντας τη δεξιά πλευρά της εξίσωσης με έναν μικρότερο αριθμό (0,63) παίρνουμε:
ν(K) : ν(Mn) : ν(O) = 1: 1: 4.
Επομένως, ο απλούστερος τύπος της ένωσης KMnO 4.
6. Κατά την καύση 1,3 g της ουσίας, σχηματίστηκαν 4,4 g μονοξειδίου του άνθρακα (IV) και 0,9 g νερού. Βρείτε τον μοριακό τύποουσία αν η πυκνότητα υδρογόνου της είναι 39.
Δεδομένος: m(in-va) \u003d 1,3 g; m(CO2)=4,4 g; m(H2O)=0,9 g; D H2 \u003d 39.
Να βρω: ο τύπος της ουσίας.
Λύση: Ας υποθέσουμε ότι η ουσία που αναζητάτε περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο, επειδή κατά την καύση του σχηματίστηκαν CO 2 και H 2 O. Στη συνέχεια είναι απαραίτητο να βρεθούν οι ποσότητες των ουσιών CO 2 και H 2 O για να προσδιοριστούν οι ποσότητες των ουσιών του ατομικού άνθρακα, υδρογόνου και οξυγόνου.
ν (CO 2) \u003d m (CO 2) / M (CO 2) \u003d 4,4 / 44 \u003d 0,1 mol;
ν (H 2 O) \u003d m (H 2 O) / M (H 2 O) \u003d 0,9 / 18 \u003d 0,05 mol.
Καθορίζουμε την ποσότητα των ουσιών του ατομικού άνθρακα και του υδρογόνου:
ν(C)= ν(CO2); v(C)=0,1 mol;
ν(Η)= 2 ν(Η2Ο); ν (Η) \u003d 2 0,05 \u003d 0,1 mol.
Επομένως, οι μάζες άνθρακα και υδρογόνου θα είναι ίσες:
m(C) = ν(C) M(C) = 0,1 12 = 1,2 g;
m (H) \u003d ν (H) M (H) \u003d 0,1 1 \u003d 0,1 g.
Καθορίζουμε την ποιοτική σύνθεση της ουσίας:
m (in-va) \u003d m (C) + m (H) \u003d 1,2 + 0,1 \u003d 1,3 g.
Κατά συνέπεια, η ουσία αποτελείται μόνο από άνθρακα και υδρογόνο (δείτε την κατάσταση του προβλήματος). Ας προσδιορίσουμε τώρα το μοριακό του βάρος, με βάση το δεδομένο στην συνθήκη καθήκονταπυκνότητα μιας ουσίας σε σχέση με το υδρογόνο.
M (in-va) \u003d 2 D H2 \u003d 2 39 \u003d 78 g / mol.
ν(C): ν(Η) = 0,1: 0,1
Διαιρώντας τη δεξιά πλευρά της εξίσωσης με τον αριθμό 0,1, παίρνουμε:
ν(C) : ν(Η) = 1: 1
Ας πάρουμε τον αριθμό των ατόμων άνθρακα (ή υδρογόνου) ως "x", στη συνέχεια, πολλαπλασιάζοντας το "x" με τις ατομικές μάζες άνθρακα και υδρογόνου και εξισώνοντας αυτό το ποσό με το μοριακό βάρος της ουσίας, λύνουμε την εξίσωση:
12x + x \u003d 78. Ως εκ τούτου, x \u003d 6. Επομένως, ο τύπος της ουσίας C 6 H 6 είναι βενζόλιο.
Μοριακός όγκος αερίων. Νόμοι των ιδανικών αερίων. Κλάσμα όγκου.
Ο μοριακός όγκος ενός αερίου είναι ίσος με την αναλογία του όγκου του αερίου προς την ποσότητα της ουσίας αυτού του αερίου, δηλ.
Vm = V(X)/ ν(x),
όπου V m είναι ο μοριακός όγκος του αερίου - μια σταθερή τιμή για οποιοδήποτε αέριο υπό δεδομένες συνθήκες. V(X) είναι ο όγκος του αερίου X. ν(x) - η ποσότητα της αέριας ουσίας X. Ο μοριακός όγκος των αερίων υπό κανονικές συνθήκες (κανονική πίεση p n \u003d 101 325 Pa ≈ 101,3 kPa και θερμοκρασία Tn \u003d 273,15 K ≈ 273 K) είναι V m \u003d 22. /mol.
Σε υπολογισμούς που αφορούν αέρια, είναι συχνά απαραίτητο να μεταβείτε από αυτές τις συνθήκες σε κανονικές συνθήκες ή αντίστροφα. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι βολικό να χρησιμοποιήσετε τον τύπο που ακολουθεί από τον συνδυασμένο νόμο αερίων των Boyle-Mariotte και Gay-Lussac:
──── = ─── (3)
Όπου p είναι η πίεση. V είναι ο όγκος. T είναι η θερμοκρασία στην κλίμακα Kelvin. ο δείκτης "n" υποδεικνύει κανονικές συνθήκες.
Η σύνθεση των μιγμάτων αερίων εκφράζεται συχνά χρησιμοποιώντας ένα κλάσμα όγκου - την αναλογία του όγκου ενός δεδομένου συστατικού προς τον συνολικό όγκο του συστήματος, δηλ.
όπου φ(X) είναι το κλάσμα όγκου της συνιστώσας Χ. V(X) είναι ο όγκος του στοιχείου X. V είναι ο όγκος του συστήματος. Το κλάσμα όγκου είναι μια αδιάστατη ποσότητα, εκφράζεται σε κλάσματα μονάδας ή ως ποσοστό.
7. Τι Ενταση ΗΧΟΥπαίρνει σε θερμοκρασία 20 ° C και πίεση 250 kPa αμμωνία βάρους 51 g;
Δεδομένος: m(NH3)=51 g; p=250 kPa; t=20°C.
Να βρω: V(NH 3) \u003d?
Λύση: προσδιορίστε την ποσότητα της ουσίας αμμωνίας:
ν (NH 3) \u003d m (NH 3) / M (NH 3) \u003d 51/17 \u003d 3 mol.
Ο όγκος της αμμωνίας υπό κανονικές συνθήκες είναι:
V (NH 3) \u003d V m ν (NH 3) \u003d 22,4 3 \u003d 67,2 l.
Χρησιμοποιώντας τον τύπο (3), φέρνουμε τον όγκο της αμμωνίας σε αυτές τις συνθήκες [θερμοκρασία T \u003d (273 + 20) K \u003d 293 K]:
p n TV n (NH 3) 101,3 293 67,2
V (NH 3) \u003d ──────── \u003d ────────── \u003d 29,2 l.
8. Προσδιορίστε Ενταση ΗΧΟΥ, το οποίο θα λάβει υπό κανονικές συνθήκες ένα μείγμα αερίων που περιέχει υδρογόνο, βάρους 1,4 g και άζωτο, βάρους 5,6 g.
Δεδομένος: m(N2)=5,6 g; m(H2)=1,4; Καλά.
Να βρω: V(μίγμα)=?
Λύση: βρείτε την ποσότητα της ουσίας υδρογόνο και άζωτο:
ν (N 2) \u003d m (N 2) / M (N 2) \u003d 5,6 / 28 \u003d 0,2 mol
ν (H 2) \u003d m (H 2) / M (H 2) \u003d 1,4 / 2 \u003d 0,7 mol
Εφόσον υπό κανονικές συνθήκες αυτά τα αέρια δεν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, ο όγκος του μείγματος αερίων θα είναι ίσος με το άθροισμα των όγκων των αερίων, δηλ.
V (μίγματα) \u003d V (N 2) + V (H 2) \u003d V m ν (N 2) + V m ν (H 2) \u003d 22,4 0,2 + 22,4 0,7 \u003d 20,16 l.
Υπολογισμοί με χημικές εξισώσεις
Οι υπολογισμοί σύμφωνα με χημικές εξισώσεις (στοιχειομετρικοί υπολογισμοί) βασίζονται στο νόμο της διατήρησης της μάζας των ουσιών. Ωστόσο, σε πραγματικές χημικές διεργασίες, λόγω ατελούς αντίδρασης και διαφόρων απωλειών ουσιών, η μάζα των προϊόντων που προκύπτουν είναι συχνά μικρότερη από αυτή που θα έπρεπε να σχηματιστεί σύμφωνα με το νόμο διατήρησης της μάζας των ουσιών. Η απόδοση του προϊόντος αντίδρασης (ή το κλάσμα μάζας της απόδοσης) είναι η αναλογία της μάζας του πράγματι ληφθέντος προϊόντος, εκφρασμένη ως ποσοστό, προς τη μάζα του, η οποία θα πρέπει να σχηματιστεί σύμφωνα με τον θεωρητικό υπολογισμό, δηλ.
η = /m(X) (4)
Όπου η είναι η απόδοση προϊόντος, %; m p (X) - η μάζα του προϊόντος X που λαμβάνεται στην πραγματική διαδικασία. m(X) είναι η υπολογισμένη μάζα της ουσίας Χ.
Σε εκείνες τις εργασίες όπου η απόδοση του προϊόντος δεν προσδιορίζεται, θεωρείται ότι είναι ποσοτική (θεωρητική), δηλ. η=100%.
9. Ποια μάζα φωσφόρου πρέπει να καεί για να πάρειςοξείδιο του φωσφόρου (V) βάρους 7,1 g;
Δεδομένος: m(P 2 O 5) \u003d 7,1 g.
Να βρω: m(P) =?
Λύση: γράφουμε την εξίσωση για την αντίδραση καύσης του φωσφόρου και ταξινομούμε τους στοιχειομετρικούς συντελεστές.
4P+ 5O 2 = 2P 2 O 5
Προσδιορίζουμε την ποσότητα της ουσίας P 2 O 5 που λαμβάνεται στην αντίδραση.
ν (P 2 O 5) \u003d m (P 2 O 5) / M (P 2 O 5) \u003d 7,1 / 142 \u003d 0,05 mol.
Από την εξίσωση αντίδρασης προκύπτει ότι ν (P 2 O 5) \u003d 2 ν (P), επομένως, η ποσότητα της ουσίας φωσφόρου που απαιτείται στην αντίδραση είναι:
ν (P 2 O 5) \u003d 2 ν (P) \u003d 2 0,05 \u003d 0,1 mol.
Από εδώ βρίσκουμε τη μάζα του φωσφόρου:
m(Р) = ν(Р) М(Р) = 0,1 31 = 3,1 g.
10. Μαγνήσιο βάρους 6 g και ψευδάργυρος βάρους 6,5 g διαλύθηκαν σε περίσσεια υδροχλωρικού οξέος. Τι όγκουδρογόνο, μετρημένο υπό κανονικές συνθήκες, ξεχωρίζωεν?
Δεδομένος: m(Mg)=6 g; m(Zn)=6,5 g; Καλά.
Να βρω: V(H 2) =?
Λύση: σημειώνουμε τις εξισώσεις αντίδρασης για την αλληλεπίδραση μαγνησίου και ψευδαργύρου με το υδροχλωρικό οξύ και ταξινομούμε τους στοιχειομετρικούς συντελεστές.
Zn + 2 HCl \u003d ZnCl 2 + H 2
Mg + 2 HCl \u003d MgCl 2 + H 2
Προσδιορίζουμε την ποσότητα των ουσιών μαγνησίου και ψευδαργύρου που αντέδρασαν με το υδροχλωρικό οξύ.
ν(Mg) \u003d m (Mg) / M (Mg) \u003d 6/24 \u003d 0,25 mol
ν (Zn) \u003d m (Zn) / M (Zn) \u003d 6,5 / 65 \u003d 0,1 mol.
Από τις εξισώσεις αντίδρασης προκύπτει ότι η ποσότητα της ουσίας του μετάλλου και του υδρογόνου είναι ίσες, δηλ. ν (Mg) \u003d ν (Η 2); ν (Zn) \u003d ν (H 2), προσδιορίζουμε την ποσότητα υδρογόνου που προκύπτει από δύο αντιδράσεις:
ν (Н 2) \u003d ν (Mg) + ν (Zn) \u003d 0,25 + 0,1 \u003d 0,35 mol.
Υπολογίζουμε τον όγκο του υδρογόνου που απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα της αντίδρασης:
V (H 2) \u003d V m ν (H 2) \u003d 22,4 0,35 \u003d 7,84 l.
11. Κατά τη διέλευση υδρόθειου με όγκο 2,8 λίτρων (κανονικές συνθήκες) μέσω περίσσειας διαλύματος θειικού χαλκού (II), σχηματίστηκε ένα ίζημα βάρους 11,4 g. Καθορίστε την έξοδοπροϊόν αντίδρασης.
Δεδομένος: V(H2S)=2,8 l; m(ίζημα)= 11,4 g; Καλά.
Να βρω: η =?
Λύση: γράφουμε την εξίσωση αντίδρασης για την αλληλεπίδραση υδρόθειου και θειικού χαλκού (II).
H 2 S + CuSO 4 \u003d CuS ↓ + H 2 SO 4
Προσδιορίστε την ποσότητα της ουσίας υδρόθειου που εμπλέκεται στην αντίδραση.
ν (H 2 S) \u003d V (H 2 S) / V m \u003d 2,8 / 22,4 \u003d 0,125 mol.
Από την εξίσωση αντίδρασης προκύπτει ότι ν (H 2 S) \u003d ν (СuS) \u003d 0,125 mol. Έτσι μπορείτε να βρείτε τη θεωρητική μάζα του CuS.
m(CuS) \u003d ν (CuS) M (CuS) \u003d 0,125 96 \u003d 12 g.
Τώρα προσδιορίζουμε την απόδοση του προϊόντος χρησιμοποιώντας τον τύπο (4):
η = /m(X)= 11,4 100/ 12 = 95%.
12. Τι βάροςΤο χλωριούχο αμμώνιο σχηματίζεται από την αλληλεπίδραση υδροχλωρίου βάρους 7,3 g με αμμωνία βάρους 5,1 g; Τι αέριο θα περισσέψει; Προσδιορίστε τη μάζα της περίσσειας.
Δεδομένος: m(HCl)=7,3 g; m(NH 3) \u003d 5,1 g.
Να βρω: m(NH 4 Cl) =? m(υπερβολή) =?
Λύση: γράψτε την εξίσωση αντίδρασης.
HCl + NH 3 \u003d NH 4 Cl
Αυτό το καθήκον είναι για «υπερβολή» και «έλλειψη». Υπολογίζουμε την ποσότητα υδροχλωρίου και αμμωνίας και προσδιορίζουμε ποιο αέριο περισσεύει.
ν(HCl) \u003d m (HCl) / M (HCl) \u003d 7,3 / 36,5 \u003d 0,2 mol;
ν (NH 3) \u003d m (NH 3) / M (NH 3) \u003d 5,1 / 17 \u003d 0,3 mol.
Η αμμωνία είναι σε περίσσεια, οπότε ο υπολογισμός βασίζεται στην ανεπάρκεια, δηλ. με υδροχλώριο. Από την εξίσωση αντίδρασης προκύπτει ότι ν (HCl) \u003d ν (NH 4 Cl) \u003d 0,2 mol. Προσδιορίστε τη μάζα του χλωριούχου αμμωνίου.
m (NH 4 Cl) \u003d ν (NH 4 Cl) M (NH 4 Cl) \u003d 0,2 53,5 \u003d 10,7 g.
Προσδιορίσαμε ότι η αμμωνία είναι σε περίσσεια (ανάλογα με την ποσότητα της ουσίας, η περίσσεια είναι 0,1 mol). Υπολογίστε τη μάζα της περίσσειας αμμωνίας.
m (NH 3) \u003d ν (NH 3) M (NH 3) \u003d 0,1 17 \u003d 1,7 g.
13. Τεχνικό καρβίδιο ασβεστίου βάρους 20 g υποβλήθηκε σε επεξεργασία με περίσσεια νερού, λαμβάνοντας ακετυλένιο, περνώντας από το οποίο μέσα από περίσσεια βρωμίου νερού σχηματίστηκε 1,1,2,2-τετραβρωμοαιθάνιο βάρους 86,5 g. Προσδιορισμός κλάσμα μάζας SaS 2 σε τεχνικό καρβίδιο.
Δεδομένος: m = 20 g; m(C 2 H 2 Br 4) \u003d 86,5 g.
Να βρω: ω (CaC 2) =?
Λύση: σημειώνουμε τις εξισώσεις αλληλεπίδρασης του καρβιδίου του ασβεστίου με το νερό και της ακετυλίνης με το βρωμιούχο νερό και τακτοποιούμε τους στοιχειομετρικούς συντελεστές.
CaC 2 + 2 H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + C 2 H 2
C 2 H 2 + 2 Br 2 \u003d C 2 H 2 Br 4
Βρείτε την ποσότητα της ουσίας τετραβρωμοαιθάνιο.
ν (C 2 H 2 Br 4) \u003d m (C 2 H 2 Br 4) / M (C 2 H 2 Br 4) \u003d 86,5 / 346 \u003d 0,25 mol.
Από τις εξισώσεις αντίδρασης προκύπτει ότι ν (C 2 H 2 Br 4) \u003d ν (C 2 H 2) \u003d ν (CaC 2) \u003d 0,25 mol. Από εδώ μπορούμε να βρούμε τη μάζα του καθαρού καρβιδίου του ασβεστίου (χωρίς ακαθαρσίες).
m (CaC 2) \u003d ν (CaC 2) M (CaC 2) \u003d 0,25 64 \u003d 16 g.
Προσδιορίζουμε το κλάσμα μάζας του CaC 2 σε τεχνικό καρβίδιο.
ω (CaC 2) \u003d m (CaC 2) / m \u003d 16/20 \u003d 0,8 \u003d 80%.
Λύσεις. Κλάσμα μάζας του συστατικού διαλύματος
14. Θείο βάρους 1,8 g διαλύθηκε σε βενζόλιο με όγκο 170 ml Η πυκνότητα του βενζολίου είναι 0,88 g / ml. Καθορίσει κλάσμα μάζαςθείο σε διάλυμα.
Δεδομένος: V(C6H6) =170 ml; m(S) = 1,8 g; ρ(C6 C6)=0,88 g/ml.
Να βρω: ω(S) =?
Λύση: για να βρεθεί το κλάσμα μάζας του θείου στο διάλυμα, είναι απαραίτητο να υπολογιστεί η μάζα του διαλύματος. Προσδιορίστε τη μάζα του βενζολίου.
m (C 6 C 6) \u003d ρ (C 6 C 6) V (C 6 H 6) \u003d 0,88 170 \u003d 149,6 g.
Βρείτε τη συνολική μάζα του διαλύματος.
m (διάλυμα) \u003d m (C 6 C 6) + m (S) \u003d 149,6 + 1,8 \u003d 151,4 g.
Υπολογίστε το κλάσμα μάζας του θείου.
ω(S) =m(S)/m=1,8 /151,4 = 0,0119 = 1,19%.
15. Θειικός σίδηρος FeSO 4 7H 2 O βάρους 3,5 g διαλύθηκε σε νερό βάρους 40 g. Προσδιορισμός κλάσμα μάζας θειικού σιδήρου (II)στο διάλυμα που προκύπτει.
Δεδομένος: m(Η2Ο)=40 g; m (FeSO 4 7H 2 O) \u003d 3,5 g.
Να βρω: ω(FeSO 4) =?
Λύση: βρείτε τη μάζα του FeSO 4 που περιέχεται στο FeSO 4 7H 2 O. Για να το κάνετε αυτό, υπολογίστε την ποσότητα της ουσίας FeSO 4 7H 2 O.
ν (FeSO 4 7H 2 O) \u003d m (FeSO 4 7H 2 O) / M (FeSO 4 7H 2 O) \u003d 3,5 / 278 \u003d 0,0125 mol
Από τον τύπο του θειικού σιδήρου προκύπτει ότι ν (FeSO 4) \u003d ν (FeSO 4 7H 2 O) \u003d 0,0125 mol. Υπολογίστε τη μάζα του FeSO 4:
m (FeSO 4) \u003d ν (FeSO 4) M (FeSO 4) \u003d 0,0125 152 \u003d 1,91 g.
Λαμβάνοντας υπόψη ότι η μάζα του διαλύματος αποτελείται από τη μάζα του θειικού σιδήρου (3,5 g) και τη μάζα του νερού (40 g), υπολογίζουμε το κλάσμα μάζας του θειικού σιδήρου στο διάλυμα.
ω (FeSO 4) \u003d m (FeSO 4) / m \u003d 1,91 / 43,5 \u003d 0,044 \u003d 4,4%.
Εργασίες για ανεξάρτητη λύση
- 50 g ιωδιούχου μεθυλίου σε εξάνιο υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με μέταλλο νατρίου και απελευθερώθηκαν 1,12 λίτρα αερίου, μετρημένα υπό κανονικές συνθήκες. Προσδιορίστε το κλάσμα μάζας του ιωδιούχου μεθυλίου στο διάλυμα. Απάντηση: 28,4%.
- Κάποια ποσότητα αλκοόλης οξειδώθηκε για να σχηματίσει ένα μονοβασικό καρβοξυλικό οξύ. Κατά την καύση 13,2 g αυτού του οξέος, ελήφθη διοξείδιο του άνθρακα, για την πλήρη εξουδετέρωση του οποίου χρειάστηκαν 192 ml διαλύματος ΚΟΗ με κλάσμα μάζας 28%. Η πυκνότητα του διαλύματος ΚΟΗ είναι 1,25 g/ml. Προσδιορίστε τον τύπο για το αλκοόλ. Απάντηση: βουτανόλη.
- Το αέριο που ελήφθη από την αλληλεπίδραση 9,52 g χαλκού με 50 ml ενός διαλύματος 81% νιτρικού οξέος, με πυκνότητα 1,45 g / ml, πέρασε μέσω 150 ml ενός διαλύματος NaOH 20% με πυκνότητα 1,22 g / ml. Προσδιορίστε τα κλάσματα μάζας των διαλυμένων ουσιών. Απάντηση: 12,5% NaOH; 6,48% NaNO 3; 5,26% NaNO2.
- Προσδιορίστε τον όγκο των αερίων που απελευθερώθηκαν κατά την έκρηξη 10 g νιτρογλυκερίνης. Απάντηση: 7,15 l.
- Ένα δείγμα οργανικής ύλης βάρους 4,3 g κάηκε σε οξυγόνο. Τα προϊόντα της αντίδρασης είναι μονοξείδιο του άνθρακα (IV) με όγκο 6,72 λίτρα (κανονικές συνθήκες) και νερό με μάζα 6,3 γρ. Η πυκνότητα ατμών της αρχικής ουσίας για το υδρογόνο είναι 43. Προσδιορίστε τον τύπο της ουσίας. Απάντηση: C 6 H 14 .
Εργασία 3.
5 g κοινού άλατος (NaCl) διαλύθηκαν σε λίγο νερό. Ως αποτέλεσμα, ελήφθη ένα διάλυμα NaCl 4% σε νερό. Προσδιορίστε την ποσότητα του νερού που χρησιμοποιείται.
Δεδομένος:
μάζα επιτραπέζιου αλατιού: mNaCl) = 5 g;
κλάσμα μάζας NaCl στο προκύπτον διάλυμα: NaCl) = 4%.
Να βρω:
μάζα του νερού που χρησιμοποιείται.
Λύση:
Αυτό το πρόβλημα μπορεί να λυθεί με δύο τρόπους: χρησιμοποιώντας τύπο και αναλογία.
Εγώ τρόπο:
Αντικαθιστούμε τα δεδομένα από την συνθήκη στον πρώτο τύπο και βρίσκουμε τη μάζα του διαλύματος.
ΙΙ τρόπος:
Σχηματικά, ο αλγόριθμος λύσης μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής:
Το κλάσμα μάζας του νερού στο διάλυμα είναι: 100% - 4% = 96%.
Δεδομένου ότι το διάλυμα περιέχει 5 g αλατιού, τα οποία αποτελούν το 4%, μπορείτε να κάνετε την αναλογία:
5 g είναι 4%
x g αποτελούν το 96%
Απάντηση: m νερό = 120g.
Εργασία 4.
Μια ορισμένη ποσότητα καθαρού θειικού οξέος διαλύθηκε σε 70 g νερού. Το αποτέλεσμα ήταν ένα διάλυμα 10% H2SO4. Προσδιορίστε τη μάζα του θειικού οξέος που χρησιμοποιείται.
Δεδομένος:
μάζα νερού: m (H 2 O) \u003d 70 g;
κλάσμα μάζας H 2 SO 4 στο προκύπτον διάλυμα: H 2 SO 4) = 10%.
Να βρω:
μάζα θειικού οξέος που χρησιμοποιείται.
Λύση:
Είναι επίσης δυνατή η χρήση τόσο της αναλογίας όσο και της αναλογίας.
Εγώ τρόπο:
Ας αντικαταστήσουμε την τελευταία έκφραση στην αναλογία για το κλάσμα μάζας:
Αντικαθιστούμε τα δεδομένα από τη συνθήκη στον τύπο που προκύπτει:
Πήραμε μια εξίσωση με ένα άγνωστο Λύνοντάς το, βρίσκουμε τη μάζα του θειικού οξέος που χρησιμοποιείται:
ΙΙ τρόπος:
Σχηματικά, ο αλγόριθμος λύσης μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής:
Ας εφαρμόσουμε τον προτεινόμενο αλγόριθμο.
m (H 2 O) \u003d 100% - (H 2 SO 4) \u003d 100% - 10% \u003d 90%
Κάνουμε μια αναλογία:
70g make up 90%
x g make up 10%
Απάντηση: m (H 2 SO 4) \u003d 7,8 g.
Εργασία 5.
Λίγη ζάχαρη διαλύθηκε σε νερό. Ως αποτέλεσμα, ελήφθησαν 2 λίτρα διαλύματος 30% (ρ = 1,127 g/ml). Προσδιορίστε τη μάζα της διαλυμένης ζάχαρης και τον όγκο του νερού που χρησιμοποιήθηκε.
Δεδομένος:
όγκος διαλύματος: V διάλυμα = 2 l;
κλάσμα μάζας ζάχαρης σε διάλυμα: (ζάχαρη) = 30%;
πυκνότητα διαλύματος: Rδιάλυμα = 1,127 g / ml
Να βρω:
μάζα διαλυμένης ζάχαρης. όγκος του νερού που χρησιμοποιείται.
Λύση:
Σχηματικά, ο αλγόριθμος λύσης μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής.
ΛύσηΈνα ομοιογενές μείγμα δύο ή περισσότερων συστατικών ονομάζεται.
Οι ουσίες που αναμειγνύονται για να σχηματίσουν διάλυμα ονομάζονται συστατικά.
Τα συστατικά του διαλύματος είναι διαλυτό, που μπορεί να είναι περισσότερα από ένα, και διαλυτικό μέσο. Για παράδειγμα, στην περίπτωση διαλύματος ζάχαρης σε νερό, η ζάχαρη είναι η διαλυμένη ουσία και το νερό είναι ο διαλύτης.
Μερικές φορές η έννοια του διαλύτη μπορεί να εφαρμοστεί εξίσου σε οποιοδήποτε από τα συστατικά. Για παράδειγμα, αυτό ισχύει για εκείνα τα διαλύματα που λαμβάνονται με ανάμειξη δύο ή περισσότερων υγρών που είναι ιδανικά διαλυτά μεταξύ τους. Έτσι, συγκεκριμένα, σε ένα διάλυμα που αποτελείται από αλκοόλη και νερό, τόσο η αλκοόλη όσο και το νερό μπορούν να ονομαστούν διαλύτες. Ωστόσο, πιο συχνά σε σχέση με διαλύματα που περιέχουν νερό, παραδοσιακά συνηθίζεται να ονομάζουμε το νερό διαλύτη και το δεύτερο συστατικό ως διαλυμένη ουσία.
Ως ποσοτικό χαρακτηριστικό της σύνθεσης του διαλύματος, μια τέτοια έννοια χρησιμοποιείται συχνότερα ως κλάσμα μάζαςουσίες σε διάλυμα. Το κλάσμα μάζας μιας ουσίας είναι ο λόγος της μάζας αυτής της ουσίας προς τη μάζα του διαλύματος στο οποίο περιέχεται:
όπου ω (in-va) - κλάσμα μάζας της ουσίας που περιέχεται στο διάλυμα (g), Μ(v-va) - η μάζα της ουσίας που περιέχεται στο διάλυμα (g), m (p-ra) - η μάζα του διαλύματος (g).
Από τον τύπο (1) προκύπτει ότι το κλάσμα μάζας μπορεί να πάρει τιμές από 0 έως 1, δηλαδή είναι ένα κλάσμα μιας μονάδας. Από αυτή την άποψη, το κλάσμα μάζας μπορεί επίσης να εκφραστεί ως ποσοστό (%), και σε αυτή τη μορφή εμφανίζεται σχεδόν σε όλα τα προβλήματα. Το κλάσμα μάζας, εκφρασμένο ως ποσοστό, υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τύπο παρόμοιο με τον τύπο (1), με τη μόνη διαφορά ότι ο λόγος της μάζας της διαλυμένης ουσίας προς τη μάζα ολόκληρου του διαλύματος πολλαπλασιάζεται επί 100%:
Για ένα διάλυμα που αποτελείται από μόνο δύο συστατικά, το κλάσμα μάζας διαλυμένης ουσίας ω(r.v.) και το κλάσμα μάζας διαλύτη ω(διαλύτης) μπορούν να υπολογιστούν αντίστοιχα.
Το κλάσμα μάζας μιας διαλυμένης ουσίας ονομάζεται επίσης συγκέντρωση διαλύματος.
Για ένα διάλυμα δύο συστατικών, η μάζα του είναι το άθροισμα των μαζών της διαλυμένης ουσίας και του διαλύτη:
Επίσης στην περίπτωση διαλύματος δύο συστατικών, το άθροισμα των κλασμάτων μάζας της διαλυμένης ουσίας και του διαλύτη είναι πάντα 100%:
Προφανώς, εκτός από τους τύπους που γράφτηκαν παραπάνω, θα πρέπει να γνωρίζει κανείς και όλους εκείνους τους τύπους που προέρχονται άμεσα μαθηματικά από αυτούς. Για παράδειγμα:
Είναι επίσης απαραίτητο να θυμάστε τον τύπο που σχετίζεται με τη μάζα, τον όγκο και την πυκνότητα μιας ουσίας:
m = ρ∙V
και πρέπει επίσης να γνωρίζετε ότι η πυκνότητα του νερού είναι 1 g / ml. Για το λόγο αυτό, ο όγκος του νερού σε χιλιοστόλιτρα είναι αριθμητικά ίσος με τη μάζα του νερού σε γραμμάρια. Για παράδειγμα, 10 ml νερού έχει μάζα 10 g, 200 ml - 200 g κ.λπ.
Για την επιτυχή επίλυση προβλημάτων, εκτός από τη γνώση των παραπάνω τύπων, είναι εξαιρετικά σημαντικό να φέρουμε τις δεξιότητες της εφαρμογής τους στον αυτοματισμό. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί μόνο με επίλυση ένας μεγάλος αριθμόςποικίλες εργασίες. Εργασίες από το πραγματικό ΧΡΗΣΗ εξετάσεωνσχετικά με το θέμα "Υπολογισμοί με χρήση της έννοιας του" κλάσματος μάζας μιας ουσίας σε διάλυμα "" μπορεί να λυθεί.
Παραδείγματα εργασιών για λύσεις
Παράδειγμα 1
Υπολογίστε το κλάσμα μάζας του νιτρικού καλίου σε διάλυμα που λαμβάνεται με ανάμειξη 5 g αλατιού και 20 g νερού.
Λύση:
Η διαλυμένη ουσία στην περίπτωσή μας είναι το νιτρικό κάλιο και ο διαλύτης είναι το νερό. Επομένως, οι τύποι (2) και (3) μπορούν να γραφτούν αντίστοιχα ως:
Από τη συνθήκη m (KNO 3) \u003d 5 g, και m (H 2 O) \u003d 20 g, επομένως:
Παράδειγμα 2
Ποια μάζα νερού πρέπει να προστεθεί σε 20 g γλυκόζης για να ληφθεί διάλυμα γλυκόζης 10%.
Λύση:
Από τις συνθήκες του προβλήματος προκύπτει ότι η διαλυμένη ουσία είναι η γλυκόζη και ο διαλύτης είναι το νερό. Τότε ο τύπος (4) μπορεί να γραφτεί στην περίπτωσή μας ως εξής:
Από την συνθήκη, γνωρίζουμε το κλάσμα μάζας (συγκέντρωση) της γλυκόζης και τη μάζα της ίδιας της γλυκόζης. Δηλώνοντας τη μάζα του νερού ως x g, μπορούμε να γράψουμε την ακόλουθη ισοδύναμη εξίσωση με βάση τον παραπάνω τύπο:
Λύνοντας αυτήν την εξίσωση βρίσκουμε το x:
εκείνοι. m(H 2 O) \u003d x g \u003d 180 g
Απάντηση: m (H 2 O) \u003d 180 g
Παράδειγμα 3
150 g ενός διαλύματος χλωριούχου νατρίου 15% αναμίχθηκαν με 100 g ενός διαλύματος 20% του ίδιου άλατος. Ποιο είναι το κλάσμα μάζας του αλατιού στο διάλυμα που προκύπτει; Δώστε την απάντησή σας στον πλησιέστερο ακέραιο.
Λύση:
Για την επίλυση προβλημάτων για την προετοιμασία λύσεων, είναι βολικό να χρησιμοποιήσετε τον ακόλουθο πίνακα:
όπου m r.v. , m r-ra and ω r.v. είναι οι τιμές της μάζας της διαλυμένης ουσίας, της μάζας του διαλύματος και του κλάσματος μάζας της διαλυμένης ουσίας, αντίστοιχα, μεμονωμένες για κάθε ένα από τα διαλύματα.
Από την προϋπόθεση, γνωρίζουμε ότι:
m (1) διάλυμα = 150 g,
ω (1) r.v. = 15%,
m (2) διάλυμα = 100 g,
ω (1) r.v. = 20%,
Εισάγοντας όλες αυτές τις τιμές στον πίνακα, παίρνουμε:
Θα πρέπει να θυμόμαστε τους ακόλουθους τύπους που είναι απαραίτητοι για τους υπολογισμούς:
ω r.v. = 100% ∙ m r.v. /m διάλυμα, m r.v. = m r-ra ∙ ω r.v. / 100%, m διάλυμα = 100% ∙ m r.v. /ω r.v.
Ας αρχίσουμε να συμπληρώνουμε τον πίνακα.
Εάν λείπει μόνο μία τιμή σε μια γραμμή ή στήλη, τότε μπορεί να μετρηθεί. Εξαίρεση αποτελεί η γραμμή με ω r.v., γνωρίζοντας τις τιμές σε δύο από τα κελιά του, η τιμή στο τρίτο δεν μπορεί να υπολογιστεί.
Από την πρώτη στήλη λείπει μια τιμή μόνο σε ένα κελί. Μπορούμε λοιπόν να το υπολογίσουμε:
m (1) r.v. = m (1) r-ra ∙ ω (1) r.v. /100% = 150 g ∙ 15%/100% = 22,5 g
Ομοίως, γνωρίζουμε τις τιμές σε δύο κελιά της δεύτερης στήλης, που σημαίνει:
m (2) r.v. = m (2) r-ra ∙ ω (2) r.v. /100% = 100 g ∙ 20%/100% = 20 g
Ας εισάγουμε τις υπολογιζόμενες τιμές στον πίνακα:
Τώρα έχουμε δύο τιμές στην πρώτη γραμμή και δύο τιμές στη δεύτερη γραμμή. Έτσι μπορούμε να υπολογίσουμε τις τιμές που λείπουν (m (3) r.v. και m (3) r-ra):
m (3) r.v. = m (1) r.v. + m (2)r.v. = 22,5 g + 20 g = 42,5 g
m (3) διάλυμα = m (1) διάλυμα + m (2) διάλυμα = 150 g + 100 g = 250 g.
Ας εισαγάγουμε τις υπολογισμένες τιμές στον πίνακα, παίρνουμε:
Τώρα έχουμε φτάσει κοντά στον υπολογισμό της επιθυμητής τιμής ω (3) r.v. . Στη στήλη που βρίσκεται είναι γνωστά τα περιεχόμενα των άλλων δύο κελιών, οπότε μπορούμε να το υπολογίσουμε:
ω (3)r.v. = 100% ∙ m (3) r.v. / m (3) διάλυμα = 100% ∙ 42,5 g / 250 g = 17%
Παράδειγμα 4
Σε 200 g ενός διαλύματος χλωριούχου νατρίου 15% προστέθηκαν 50 ml νερού. Ποιο είναι το κλάσμα μάζας του αλατιού στο διάλυμα που προκύπτει. Δώστε την απάντησή σας στο πλησιέστερο εκατοστό _______%
Λύση:
Πρώτα απ 'όλα, θα πρέπει να προσέξετε το γεγονός ότι αντί για τη μάζα του προστιθέμενου νερού, μας δίνεται ο όγκος του. Υπολογίζουμε τη μάζα του, γνωρίζοντας ότι η πυκνότητα του νερού είναι 1 g / ml:
μ εσωτ. (Η 2 Ο) = V εσωτ. (Η 2 Ο) ∙ ρ (H2O) = 50 ml ∙ 1 g/ml = 50 g
Εάν θεωρήσουμε το νερό ως διάλυμα χλωριούχου νατρίου 0% που περιέχει, αντίστοιχα, 0 g χλωριούχου νατρίου, το πρόβλημα μπορεί να λυθεί χρησιμοποιώντας τον ίδιο πίνακα όπως στο παραπάνω παράδειγμα. Ας σχεδιάσουμε έναν τέτοιο πίνακα και ας εισάγουμε τις τιμές που γνωρίζουμε σε αυτόν:
Στην πρώτη στήλη, δύο τιμές είναι γνωστές, οπότε μπορούμε να υπολογίσουμε την τρίτη:
m (1) r.v. = m (1)r-ra ∙ ω (1)r.v. /100% = 200 g ∙ 15%/100% = 30 g,
Στη δεύτερη γραμμή, δύο τιμές είναι επίσης γνωστές, οπότε μπορούμε να υπολογίσουμε την τρίτη:
m (3) διάλυμα = m (1) διάλυμα + m (2) διάλυμα = 200 g + 50 g = 250 g,
Εισαγάγετε τις υπολογισμένες τιμές στα κατάλληλα κελιά:
Τώρα έχουν γίνει γνωστές δύο τιμές στην πρώτη γραμμή, που σημαίνει ότι μπορούμε να υπολογίσουμε την τιμή του m (3) r.v. στο τρίτο κελί:
m (3) r.v. = m (1) r.v. + m (2)r.v. = 30 g + 0 g = 30 g
ω (3)r.v. = 30/250 ∙ 100% = 12%.
Υπολογισμός της μάζας ενός διαλύματος ορισμένης συγκέντρωσης από τη μάζα μιας διαλυμένης ουσίας ή ενός διαλύτη.
Υπολογισμός της μάζας μιας διαλυμένης ουσίας ή διαλύτη από τη μάζα του διαλύματος και τη συγκέντρωσή του.
Υπολογισμός του κλάσματος μάζας (σε ποσοστό) της διαλυμένης ουσίας.
Παραδείγματα τυπικών εργασιών για τον υπολογισμό του κλάσματος μάζας (σε ποσοστό) μιας διαλυμένης ουσίας.
Ποσοστό συγκέντρωσης.
Κλάσμα μάζας (σε ποσοστό) ή ποσοστιαία συγκέντρωση (ω) - δείχνει τον αριθμό των γραμμαρίων διαλυμένης ουσίας που περιέχονται σε 100 γραμμάρια διαλύματος.
Η εκατοστιαία συγκέντρωση ή το κλάσμα μάζας είναι ο λόγος της μάζας της διαλυμένης ουσίας προς τη μάζα του διαλύματος.
ω = msolv. in-va · 100% (1),
m λύση
όπου ω είναι η εκατοστιαία συγκέντρωση (%),
m sol. in-va - η μάζα της διαλυμένης ουσίας (g),
m διάλυμα - μάζα διαλύματος (g).
Το κλάσμα μάζας μετριέται σε κλάσματα μιας μονάδας και χρησιμοποιείται σε ενδιάμεσους υπολογισμούς. Εάν το κλάσμα μάζας πολλαπλασιαστεί επί 100%, προκύπτει η εκατοστιαία συγκέντρωση, η οποία χρησιμοποιείται κατά την έκδοση του τελικού αποτελέσματος.
Η μάζα του διαλύματος είναι το άθροισμα της μάζας της διαλυμένης ουσίας και της μάζας του διαλύτη:
m r-ra = m r-la + m sol. in-va (2),
όπου m r-ra είναι η μάζα του διαλύματος (g),
m p-la - η μάζα του διαλύτη (g),
m sol. in-va - η μάζα της διαλυμένης ουσίας (g).
Για παράδειγμα, εάν το κλάσμα μάζας της διαλυμένης ουσίας - θειικού οξέος στο νερό είναι 0,05, τότε η εκατοστιαία συγκέντρωση είναι 5%. Αυτό σημαίνει ότι ένα διάλυμα θειικού οξέος βάρους 100 g περιέχει θειικό οξύ βάρους 5 g και η μάζα του διαλύτη είναι 95 g.
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1 . Υπολογίστε το ποσοστό του κρυσταλλικού ένυδρου και του άνυδρου άλατος εάν 50 g CuSO 4 5H 2 O διαλύθηκαν σε 450 g νερού.
ΛΥΣΗ:
1) Η συνολική μάζα του διαλύματος είναι 450 + 50 = 500 g.
2) Το ποσοστό της κρυσταλλικής ένυδρης ένωσης βρίσκεται από τον τύπο (1):
X \u003d 50 100 / 500 \u003d 10%
3) Υπολογίστε τη μάζα του άνυδρου άλατος CuSO 4 που περιέχεται σε 50 g κρυσταλλικού ένυδρου:
4) Υπολογίστε τη μοριακή μάζα του CuSO 4 5H 2 O και του άνυδρου CuSO 4
M CuSO4 5H2O = M Cu + M s +4M o + 5M H2O = 64 + 32 + 4 16 + 5 18 = 250 g/mol
M CuSO4 \u003d M Cu + M s + 4M o \u003d 64 + 32 + 4 16 \u003d 160 g / mol
5) 250 g CuSO 4 5H 2 O περιέχει 160 g CuSO 4
Και σε 50 g CuSO 4 5H 2 O - X g CuSO 4
X \u003d 50 160 / 250 \u003d 32 g.
6) Το ποσοστό του ανύδρου άλατος του θειικού χαλκού θα είναι:
ω = 32 100 / 500 = 6,4%
ΑΠΑΝΤΗΣΗ : ω CuSO4 5H2O = 10%, ω CuSO4 = 6,4%.
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2 . Πόσα γραμμάρια αλατιού και νερού περιέχονται σε 800 g διαλύματος NaNO 3 12%;
ΛΥΣΗ:
1) Βρείτε τη μάζα της διαλυμένης ουσίας σε 800 g διαλύματος 12% NaNO 3:
800 12 / 100 = 96 γρ
2) Η μάζα του διαλύτη θα είναι: 800 -96 \u003d 704 g.
ΑΠΑΝΤΗΣΗ: Μάζα HNO 3 \u003d 96 g, μάζα H 2 O \u003d 704 g.
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 3 . Πόσα γραμμάρια διαλύματος MgSO 4 3% μπορούν να παρασκευαστούν από 100 g MgSO 4 7H 2 O;
ΛΥΣΗ :
1) Υπολογίστε τη μοριακή μάζα του MgSO 4 7H 2 O και MgSO 4
M MgSO4 7H2O = 24 + 32 + 4 16 + 7 18 = 246 g/mol
M MgSO4 = 24 + 32 + 4 16 = 120 g/mol
2) 246 g MgSO 4 7H 2 O περιέχει 120 g MgSO 4
100 g MgSO 4 7H 2 O περιέχει X g MgSO 4
X \u003d 100 120 / 246 \u003d 48,78 g
3) Σύμφωνα με την κατάσταση του προβλήματος, η μάζα του άνυδρου αλατιού είναι 3%. Από εδώ:
Το 3% της μάζας του διαλύματος είναι 48,78 g
Το 100% της μάζας του διαλύματος είναι X g
X \u003d 100 48,78 / 3 \u003d 1626 g
ΑΠΑΝΤΗΣΗ : η μάζα του παρασκευασμένου διαλύματος θα είναι 1626 γραμμάρια.
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 4. Πόσα γραμμάρια HC1 πρέπει να διαλυθούν σε 250 g νερού για να ληφθεί διάλυμα 10% HC1;
ΛΥΣΗ: 250 g νερού είναι 100 - 10 \u003d 90% της μάζας του διαλύματος, τότε η μάζα του HC1 είναι 250 10 / 90 = 27,7 g HC1.
ΑΠΑΝΤΗΣΗ : Η μάζα του HCl είναι 27,7 g.
Φόρτωση...