I. Способы выражения содержания растворенного вещества в растворе Концентрацией

• Название: I. Способы выражения содержания растворенного вещества в растворе Концентрацией
• Дата: 14.12.2021
• Размер: 63.51 Kb.
• Имя файла: sbornik_zadach_po_titrimetricheskomu_analizu.docx
• Тип: Документы; #303286
• страница: 2 из 5

ΙΙ. Расчет концентрации при смешении растворов.

Расчет концентраций при смешении растворов производят по правилу смешения:

Отношение массы одного компонента к массе второго обратно пропорционально отношению разности массовых долей каждого компонента и смеси в абсолютном значении.

Это правила выражают в виде диагональной схемы правила смешения, которая получила название правила креста или «конверт Пирсона».

Предположим, что смешивают два раствора с разной концентрацией. Масса первого раствора m₁, масса второго раствора m_2. Обозначим массовые доли растворенного вещества в смешиваемых растворов через ω₁ и ω₂. Массовую долю растворенного вещества в смеси примем за ω_см.

Тогда:

ω ₁ ω_см – ω₂ (массовые части 1-го раствора)

ω_см

ω ₂ ω₁ – ω_см (массовые части 2-го раствора)
То есть:

m₁ ω_см – ω₂

—— = ——————

m₂ ω₁ – ω_см
Аналогичную схему применяют для расчетов при смешении растворов с разной молярной или нормальной концентраций, однако вместо массовых долей берут соответственно молярные или нормальные концентрации растворов, а вместо их массы – объемы растворов:
С ₁ С_см – С₂ (объемные части 1-го раствора)

С_см

С ₂ С₁ – С_см (объемные части 2-го раствора)

То есть:

V₁ С_см – С₂

—— = ——————

V₂ С₁ – С_см

Расчеты также можно производить обычным алгебраическим способом, сопоставляя массы растворенного вещества и массы (или объемы) смешиваемых растворов.

ΙΙΙ. Примеры решения задач

1. Определение массовой доли вещества в растворе

Пример 1. В 420 г воды растворено 180 г нитрата кальция. Определить массовую долю (в %) нитрата кальция в растворе ?

Алгоритм решения

1. Записать данные условия задачи	Дано: m р.в.(Ca(NO3)2 ) = 180 г m в = 420 г ω (Ca(NO3)2) - ?
2. Определить массовую доли нитрата кальция в растворе по формуле (1)	m р.в. ω (Ca(NO3)2)= ———— * 100% m р-ра m р-ра = m р.в. + m в = 180г +420 г = 600г 180 г ω (Ca(NO3)2)= ———— * 100% = 30 % 420 г

Пример 2. Определите массовую долю (в %) хлорида калия в растворе, полученном при смешении 150 г 20% раствора и 250 г 40% раствора хлорида калия?

Алгоритм решения

1. Записать данные условия задачи	Дано: m1р-ра(KCl) = 150 г m2 р-ра(KCl) = 250 г ω1(KСl) = 20 % ω2(KСl) = 40 % ωсм(KСl) - ?
2. Найти массу хлорида калия в исходных растворах по формуле (1)	m1(KCl) = m1р-ра(KCl) • ω1(KСl) /100% = 150г • 20%/100% = 30 г m2(KCl) = m2р-ра(KCl) • ω2(KСl) /100% = 250г • 40%/100% = 100 г m(KCl) = m1(KCl) + m2(KCl) =30 г +50 г=130 г
3. Найти массу полученного раствора	mсм.р-ра (KCl) = m1р-ра(KCl) +m2р-ра(KCl)= 150г +250г = 400 г
4. Найти массовую долю полученного раствора по формуле (1)	m(KCl) ωсм (KCl) = ———— * 100% = m см.р-ра = 130 г/400г *100% = 32,5 %

Пример 3. Определить массу соли, содержащейся в растворе объемом 0,5 л , если массовая доля соли в этом растворе 20%, а плотность раствора 1,2 г/мл?
Алгоритм решения

1. Записать условия данной задачи	Дано: V = 0,5 л = 500 мл ω р.в. =20% ρ =1,2 г/мл m р.в. -?
2. Записать формулу определения массовой доли растворенного вещества (2) и из нее выразить массу соли.	mр.в. ω р.в. = ———— •100%, => ρ•V mр.в. = ω р.в. •ρ•V/100% mр.в. = 20% •1,2г/мл•500мл/100% = =120 г

2. Определение молярной, нормальной концентраций растворов

Пример1. 500 мл раствора серной кислоты содержат 196 г серной кислоты. Определить молярную и нормальную концентрации раствора серной кислоты?

Алгоритм решения

1. Записать данные условия задачи	Дано: V = 500 мл=0,5 л m(H2SO4)= 196 г См(H2SO4)-? Сн(H2SO4) -?
2. Определить молярную концентрацию по формуле (3)	m рв Cм = ————, (3) M•V М(H2SO4) = 98г/моль См(H2SO4) =196г/(98г/моль•0,5л)= =4моль/л
3.Определить нормальную концентрацию по формуле (4)	mрв Cн = ———— Mэ•V М(H2SO4) 98 Мэ ( H2SO4) =————— = ——— = 2 2 = 49 г/экв Сн(H2SO4) = 196г/(49г/экв•0,5л)=8экв/л

3. 
   Определение титра раствора
   

Пример 1. Определить титр раствора, в 150 мл которого содержится 7,5 г карбоната натрия?

Алгоритм решения

1. Записать данные условия задачи	Дано: V = 150 мл m(Na2СO3)= 7,5 г Т(Na2СO3)-?
2. Определить титр раствора карбоната натрия по формуле (11)	m р.в. Т = ———— V Т(Na2СO3) = 7,5г/150мл = 0,05 г/мл

Пример2. Определить титр уксусной кислоты по гидроксиду натрия для 0,4 Н раствора уксусной кислоты?

Алгоритм решения

1. Записать данные условия задачи	Дано: Сн(СН3СООН)= 0,4 экв/л Т СН3СООН/NaOH -?
2. Определить титр раствора уксусной кислоты по гидроксиду натрия по формуле (14)	Сн•Мэ опр.в-ва Т р-ра/опр.в-во = ——— 1000 М(NaОН) 40 Мэ(NaОН) = —— = — = = 40 г/экв 1 1 Т СН3СООН/NaOH = (0,4•40)/1000 = 0,016г/мл

4. Отношение между эквивалентными концентрациями и объемами растворов реагирующих веществ.
Пример1. Для нейтрализации 50 мл раствора серной кислоты израсходовано 25 мл 0,4 Н раствора щелочи. Определить нормальную концентрацию раствора серной кислоты.

Алгоритм решения

1. Записать данные условия задачи	Дано: V(H2SO4) =50 мл Vщелочи= 25 мл Сн щелочи = 0,4э/л Сн(-H2SO4) ?
2. Определить нормальную концентрацию серной кислоты из закона эквивалентов (формула 8)	Сн(H2SO4)• V(H2SO4) =Сн щелочи • Vщелочи Сн щелочи • Vщелочи Сн(H2SO4)= ———————— = V(H2SO4) =(0,4экв/л• 25мл)/50мл = 0,2 экв/л