Задачи с решением. Решение задач по химии на выражение концентрации раствора. Задание 1
 Скачать 18.63 Kb.
|
|
Вычисление молярной, моляльной, нормальнои концентрации растворов. Решение задач по химии на выражение концентрации раствора. Задание 1. Вычислите молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента 20%-ного раствора хлорида кальция плотностью 1,178 г/см 3 . Ответ: 2,1М; 4,2Н. Решение: а) Молярная (мольно-объемная) концентрация показывает число молей растворенного вещества, содержащегося в1 л раствора. Масса 1 л раствора составляет 1000 . 1,178 = 1178 г. Массу хлорида кальция в литре раствора находим из соотношения: 100 : 20 = 1178 : x; x = (1178 . 20)/100 = 235,6 г. Молярную концентрацию получим делением числа граммов СаCl 2 в 1 л раствора на молярную массу СаCl 2 (111,17 г/моль): C M = 235,6/111,17 = 2,1M. б) молярная концентрация эквивалента (или нормальность) показывает число эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Так как эквивалентная масса СаCl 2 = М/2 = 111,17/2 = 55,585 г/моль, то Cн = 235,6/55,585 = 4,2н. Ответ: 2,1М; 4,2Y. Задание 2. Чему равна молярная концентрация эквивалента 30%-ного раствора NаОН плотностью 1,328 г/см 3 ? К 1 л этого раствора прибавили 5 л воды. Вычислите массовую (процентную) долю полученного раствора. Ответ: 9,96 н.; 6,3%. Решение: а) молярная концентрация эквивалента (или нормальность) показывает число эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Масса 1 л раствора составляет1328 г (1000 . 1,328 = 1328 ). Массу NaOH в литре раствора находим из соотношения: 100 : 30 = 1328 : x; x = (1328 . 30)/100 = 398,4г. Так как эквивалентная масса NaOH = М/1 = 40/1 = 40 г/моль, то C н = 398,4/40 = 9,96н. б) Массовая концентрация показывает число граммов (единиц массы) вещества, содержащееся в 100 г (единиц массы) раствора. Масса раствора составляет 1328 + 5000 = 6328 г. Массовую (процентную) долю полученного раствора находим из соотношения: 6328 : 398,4 = 100 : х; х = (398,4 . 100)/6328 = 6,3%. Ответ: 9,96 н.; 6,3%. Задание 3. К 3 л 10%-ного раствора HNO3 плотностью 1,054 г/см 3 прибавили 5 л 2%-ного раствора той же кислоты плотностью 1,009 г/см 3 . Вычислите массовую (процентную) и молярную концентрации полученного раствора, объем которого равен 8 л. Ответ: 5,08%; 0,82М. Решение: Масса трёх литров 10%-ного раствора HNO 3 равна 3000 . 1,054 = 3162 г. В этом растворе содержится 3162 . 10/100 = 316,2 г HNO 3 . Масса 5 л 2%-ного раствора 5000 . 1,009 = 5045 г. В этом растворе содержится 5045 . 2/100 = 100,9 г HNO 3 . В общем объеме полученного раствора (8 л) содержание HNO 3 составляет 100,9 + 316,2 = 417,1 г. Масса раствора после смешения равна 3162 + 5045 = 8207 г. Массовую (процентную) концентрацию определим по уравнению: m(B) – масса растворённого вещества; m(ра-ра) – масса раствора, которая составляет сумму масс растворителя и растворённого вещества [m(ра-ра) = m(ра-ля) + m(В); - массовая доля растворённого вещества в процентах. Молярная концентрация раствора СМ = (417,1 . 1000)/(8000 . 63) = 0,83М, где 63 г/моль - молярная масса HNO 3 . Ответ: 5,08%; 0,82М. Задание 4. Вычислите молярную концентрацию эквивалента и моляльную концентрацию 20,8%-ного раствора HNO 3 плотностью 1,12 г/см3. Сколько граммов кислоты содержится в 4 л этого раствора? Ответ: 3,70 н.; 4,17 М; 931,8 г. Решение: Масса 1 л раствора HNO 3 составляет 1000 . 1 ,12 = 1120 г Массу кислоты в 1 л раствора находим из соотношения: 100 : 20,8 = 1120 : x; x = (1120 . 20,8)/100 = 232,96 г. а) молярная концентрация эквивалента (или нормальность) показывает число эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Так как эквивалентная масса HNO 3 = М/1 = 63/1 = 63 г/моль, то C н = 232,96/63 = 3,7н. б) моляльная концентрация (или моляльность) показывает число молей растворенного вещества, содержащихся в 1000 г растворителя. Массу HNO3 в 1000 г растворителя находим из соотношения: 1000 : x = (1120 – 232,96) : 232/96; x = (1120 . 232,96)/ (1120 – 232,96) = 262,63 г. Отсюда C m = 262,63/63 = 4,17M. Задание 5. Вычислите молярную концентрацию эквивалента, молярную и моляльную концентрации 16%-ного раствора хлорида алюминия плотностью 1,149 г/см3. Ответ. 4,14 н.; 1,38 М; 1,43 М. Решение: а) молярная концентрация эквивалента (или нормальность) показывает число эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Масса 1 л раствора составляет 1000 . 1,149 = 1149 г. Массу хлорида алюминия в 1 л раствора находим из пропорции: 100 : 16 = 1149 : x; x = (1149 . 16)/100 = 183,84 г. Так как эквивалентная масса AlCl3 = М/3 = 133,6/3 = 44,5 г/моль, то C н = 183,84/44,5 = 4,13Н. б) Молярная (мольно-объемная) концентрация показывает число молей растворенного вещества, содержащегося в 1 л раствора. Молярную концентрацию получим делением числа граммов AlCl3 в 1 л раствора на молярную массу AlCl 3 (133,6 г/моль): C M = 183,84/133,6 = 1,38M. в) моляльная концентрация (или моляльность) показывает число молей растворенного вещества, содержащихся в 1000 г растворителя. Массу AlCl3 в 1000 г растворителя находим из соотношения: 1000 : x = (1149 – 183,84) : 183,84; x = (1149 . 183,84)/ (1149 – 183,84) = 190,48 г. Отсюда C m = 190,48/133,6 = 1,43M. Ответ. 4,13 н.; 1,38М; 1,43М. Задание 6. Сколько и какого вещества останется в избытке, если к 75 см 3 0,3н. раствора Н 2 SO 4 прибавить 125 см 3 0,2н. раствора КОН? Ответ: 0,14 г КОН. Решение: Уравнение реакции имеет вид: H 2 SO 4 + 2KOH = K 2 SO 4 + 2H 2 O Вещества реагируют друг с другом в эквивалентных количествах, т.е. по уравнению реакции 2 эквивалента H 2 SO 4 реагируют с 2-мя эквивалентами КОН. Находим количество эквивалентов H2SO4 в растворе из пропорции: 1000 : 0,3 = 75 : x; x = (75 . 0,3)/1000 = 0,0225н. Тогда количество эквивалентов КОН равно: 1000 : 0,2 = 125 : x; x = (125 . 0,2)/1000 = 0,025н. Из расчетов количества эквивалентов видно, что количество эквивалентов КОН больше, чем H 2 SO 4 (0,025 > 0,0225), значит, КОН взят в избытке. Находим количество избытка КОН: 0,025 – 0,0225 = 0,0025н. Тогда масса избытка КОН равна: m(KOH) = (KOH) . M(KOH) = 0,0025 . 56,1 = 0,14 г. Ответ: 0,14 г. Задание 7. Для осаждения в виде АgСI всего серебра, содержащегося в 100 см 3 раствора AgNO 3 , потребуется 50 см 3 0,2 н. раствора HCl. Какова молярная концентрация эквивалента раствора AgNO 3 ? Какая масса АgСI выпала в осадок? Ответ: 0,1 н.; 1,433 г Решение: Уравнение реакции имеет вид: AgNO 3 + HCl = AgCl↓+ HNO3 Согласно закону эквивалентов: С Н (1) . V (1) = С Н(2) . V (2) Значит, объёмы реагирующих растворов обратно пропорциональны нормальности этих растворов. Исходя из этого, находим нормальность раствора AgNO 3 : Количество AgCl равно количеству AgNO 3 [n (AgCl) = n(AgNO 3 ). Находим количество AgNO3 в 100 см3 0,1Н его раствора из пропорции: 1000 : 01 = 100 : х; х = (100 . 0,1)/1000 = 0,01Н или 0,01М. Отсюда находим массу AgCl: m(AgCl) = n(AgCl) . M(AgCl) = 0,01 . 56,1 = 0,14 г. m(KOH) = n(KOH) . M(KOH) = 0,0025 . 143,3 = 1,43 г. Ответ: 0,1 н.; 1,433 г. |