Растворы

Растворы
Выполнил: Николаев Сепан, ученик 10
класса МБОУ «Атлашевская СОШ» п.
Атлашево.
Руководитель: Алихметкина Дина
Григорьевна, преподаватель химии и
биологии.
Решение задач на растворы




Часть 1. Способы выражения
концентрации растворов.
Часть 2. Три способа решения
задач на приготовление растворов
Часть 3. Растворение,
сопровождающееся химической
реакцией.
Часть 4. Приготовление растворов
из кристаллогидратов.
Часть 1.
Способы выражения
концентрации растворов.
Конспект лекции
Массовая доля - отношение массы компонента
раствора к массе раствора.
w=
w=
m(в-ва) . 100%
m(р-ра)
m(в-ва) . 100% =
m(в-ва)
. 100%
V(р-ра). 
m(в-ва) + m(воды)
m(в-ва) = w m(р-ра) = w V(р-ра)  ;
n(в-ва) = w V(р-ра)  / M(в-ва)
Молярная концентрация - отношение
количества вещества к объему раствора.
с = n(в-ва) / Vр-ра , в моль/л
1М – одномолярный раствор
0,1М -децимолярный раствор
0,01М – сантимолярный раствор
0,001М – миллимолярный раствор
Массовая доля и молярная концентрация раствора
связаны между собой формулой:
w= с . M
1000 . ρ
где ρ - плотность раствора в г/мл
w – массовая доля в долях
с – молярная концентрация в моль/л
М – молярная масса вещества в г/моль
Молярная доля - отношение количества
вещества компонента раствора к сумме количеств
веществ всех компонентов.
x(в-ва) = n(в-ва)
n (общ.)
Титр - отношение массы растворенного вещества к
объему раствора.
Т(в-ва) = m(в-ва)
, в г/мл, г/л, г/куб.м
V(раствора)
Молярная концентрация эквивалента
(эквивалентная или нормальная концентрация)
- отношение количества вещества эквивалента к объему
раствора
Сн = n(эквивалентов)
V(раствора)
1н – однонормальный (1 моль экв./л)
0,1н – децинормальный (0,1моль экв./л)
2н Н2SO4
½ H2SO4 + NaOH = ½ Na2SO4 + H2O
1 моль экв. H2SO4 = ½ моль H2SO4
- в каждом литре содержатся 2 моль экв. H2SO4, т.е. 1 моль.
Закон эквивалентов: вещества реагируют в эквивалентных
количествах.
если V1 л раствора вещества 1 с нормальностью N1, реагирует с V2 л
раствора вещества 2 с нормальностью N2, следовательно N1V1 = N2V2 или
V1/V2 = N2/N1 ,
Фактор эквивалентности fэкв,
fэкв (H2SO4 ) = 1/2, для fэкв(NaOH)=1
Эквивалентная и молярная концентрации связаны
с=с .f
Мини-задачи
для закрепления
(решаются устно с использованием
калькулятора)
1. Сколько граммов
хлористого натрия и какой
объем воды следует взять
для приготовления 80 г
5%-ного раствора?
(Ответ 4 г и 76 мл)
2. 30 г вещества растворены
в 150 г растворителя.
Вычислите массовую
долю (в процентах)
растворенного вещества.
(Ответ 16,7%)
3. Имеется 3 кг соли.
Сколько воды необходимо
для приготовления
15%-ного раствора?
(Ответ 17 литров)
4. В одном объеме воды
растворили 4,48 объемов
хлороводорода (н.у.).
Рассчитайте процентное
содержание соляной
кислоты в растворе.
(Ответ 0,725%)
5. Рассчитайте массу
нитрата калия,
содержащуюся в 30 мл
0,1М раствора.
(Ответ 0,303 г)
6. Определите молярную
концентрацию раствора,
содержащего 5 г сульфата
натрия в 150 мл раствора.
0,235 М
7. Определите молярность
0,5% раствора хлорида
натрия
(Ответ 0,805 М)
8. Сколько граммов хлорида
меди содержат 100 мл
8%-ного раствора,
плотность которого равна
1,12 г/мл?
(Ответ 8,96 г)
9. Сколько граммов серной
кислоты содержится
в 15 мл 70% раствора,
плотность которого
1,6 г/мл?
(Ответ 16,8 г)
10. 400 мл раствора,
плотность которого
1,5 г/мл, содержат 360 г
растворенного вещества.
Вычислите процентную
концентрацию раствора.
(Ответ 60%)
Решите задачу в тетради.
В 1 л воды растворили 1
моль сульфата натрия.
Найдите процентную,
молярную, нормальную
концентрации и титр соли в
растворе (ρ = 1,03 г/мл).
(Ответ 12,43%, 0,9М, 1,8н, 0,13 г/мл)
Часть 2.
Три способа решения
задач на приготовление
растворов.
Рассмотрим задачу.
В 120 г 10%-ного раствора вещества растворили еще 12 г этого
же вещества. Найдите массовую долю растворенного вещества
во вновь полученном растворе.
1 способ (традиционный)
m в-ва 1 = mр-ра 1 w = 120 * 0,1 = 12(г)
mв-ва общая = 12 + 12 =24 (г)
w = mв-ва /mр-ра = mв-ва общая/(mр-ра1 + mв-ва2)= 24/120+12 = 0,1818 (18,18%)
2 способ (по формуле)
m1р-раw1 + m2р-раw2 = mобщего р-ра wобщ.
Подставим данные задачи в формулу:
120*0,1 + 12*1 = (120+12)*х
х = 0,1818 (18,18%)
(Примечание концентрация чистой соли – 100%, а чистой воды – 0%)
3 способ (правило креста)
w1
wo-w2
m1(р-ра)
w1-wo
m2(р-ра)
wo
w2
____________________
w1-w2
mo(р-ра)
w1 > wo > w2
Выделенные значения используют для составления пропорций.
Х - 12
100
12
Х
12
100 - Х
120
________________
__ 88
132
Х – 12 = 12
88
132
Х =18,18%
Версия для печати
Задачи для закрепления:
1.
Слили два раствора одного и того же вещества: 160 г 15%-ного и 140
г 12%-ного. Найдите массовую долю вещества во вновь полученном
растворе.
2.
Сколько литров хлороводорода (н.у.) нужно взять чтобы получить
15%-ный раствор из 365 г 5%-ного раствора соляной кислоты.
3.
Какой объем 30%-ного раствора с плотностью 1,07 г/мл нужно взять
для приготовления 200 мл 20%-ного раствора этого же вещества с
плотностью 1,05 г/мл.
4.
Какие объемы 5%-ного раствора (ρ=1,1 г/мл) и 25%-ного раствора
(ρ=1,2 г/мл) нужно взять, чтобы приготовить 160 мл 15%-ного
раствора вещества с плотностью1,15 г/мл.
5.
Рассчитайте соотношение масс 65 %-ного и 20 %-ного растворов,
необходимое для приготовления 40%-ного раствора.
6.
В каком объемном соотношении надо смешать 0,25М раствор и 0,1М
раствор, чтобы получить 0,15М раствор?
(Примечание: правило креста можно использовать с молярными
концентрациями только в случае разбавленных растворов ,
плотность которых близка к 1)
Дополнительно: Определите массовую долю(%) гидроксида натрия в
растворе, полученном добавлением 500 мл с плотностью1 г/мл 0,5М
раствора щелочи к 400 г раствора с массовой долей гидроксида
натрия 20%.
Таблица ответов
Часть 3.
Растворение,
сопровождающееся
химической реакцией.
Рассмотрим следующие
задачи:

Пример 1. Определите
процентную концентрацию
серной кислоты в растворе,
полученном растворением
20 г серного ангидрида
в 250 мл воды.
Решение:
Уравнение реакции
H2O + SO3 = H2SO4
w(H2SO4) = m(H2SO4) / (m(SO3) + m(H2O))
Найдем массу серной кислоты, составив пропорцию.
Так как вода в избытке, расчет вещем по серному
ангидриду.
20 г
хг
H2O + SO3 = H2SO4
80 г
98 г
Х= 20*98/80 = 24,5(г)
m(раствора) = m(SO3 ) + m(H2O) = 20 + 250 = 270 (г)
w(H2SO4) = 24,5 / 270 = 0,09 (9%)
Ответ: w(H2SO4) = 9%

Пример 2. В 50 мл воды
поместили 2,3 г натрия.
Рассчитайте процентную
концентрацию вещества в
растворе
Решение:
Запишем уравнение реакции
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
w(NaOH) =m(вещества) /m(раствора)
w(NaOH) = m(NaOH) / ( m(Na) + m(H2O) – m(H2))
Найдем массу NaOH и Н2. Вода в избытке, значит расчет будет вести
по натрию.
n(Na) = m(Na)/M(Na) = 2,3 / 23 = 0,1 моль
По уравнению реакции
n(NaOH) = n(Na) = 0,1 (моль),
n(H2) = ½ n(Na) = ½ * 0,1 = 0,05 (моль)
m(NaOH) = n M = 0,1 * 40 = 4 (г),
m(H2) = n M = 0,05 * 2 = 0, 1(г)
w(NaOH) = m(NaOH) / ( m(Na) + m(H2O) – m(H2)) = 4/ (2,3+ 50 – 0, 1) =
4/52,2 = 0,077 (7,7%)
Ответ: w(NaOH) = 7,7%
Часть 4.
Приготовление растворов
из кристаллогидратов.
Рассмотрим следующие
задачи:

Пример 1.
Раствор какой
концентрации получится при
растворении в 100 мл воды 2,5 г
медного купороса CuSO4 . 5H2O
?
Решение
Найдем количество безводного CuSO4
n(CuSO4) = n(CuSO4 . 5H2O) = m / M = 2/5 / (160+90) = 0,01моль
Найдем массу безводного CuSO4
m (CuSO4) = n * M = 0,01 * 160 = 1,6 г
Найдем массу раствора
m (раствора) = m (CuSO4 . 5H2O) + m (H2O) = 2,5 + 100 = 102,5 г
Рассчитаем процентную концентрацию.
w(CuSO4) =m(вещества) /m(раствора) = 1,6 / 102,5 = 0,0156
(1,56%)
Ответ 1,56%

Пример 2. Сколько следует
взять никелевого купороса
NiSO4 . 7H2O для
приготовления 200 мл 0,05М
раствора ?
Решение
Рассчитаем количество сульфата никеля в 200 мл 0,05М
раствора
n(NiSO4) = V(раствора) * с (NiSO4) = 0,2 * 0,05 =0,01 моль
Учитывая, что n(NiSO4) = n(NiSO4 . 7H2O)
Найдем массу кристаллогидрата
m(NiSO4 . 7H2O) = n*M = 0,01 * (155 + 126) = 2,81 г
Ответ 2,81 г

Пример 3.
Сколько
следует взять глауберовой
соли Na2SO4 . 10H2O для
приготовления из 300 мл воды
10% раствор сульфата
натрия?
Решение:
Выразим массовую долю сульфата натрия в растворе через
массу сульфата натрия, воды и массу кристаллогидрата..
w(Na2SO4) = m(Na2SO4 ) / m(H2O) + m(Na2SO4 . 10H2O)
Выразим массу сульфата натрия и глауберовой соли через
количество, учитывая, что n(Na2SO4 ) = n(Na2SO4 . 10H2O)
m(Na2SO4 ) = n*M(Na2SO4 )
m(Na2SO4 . 10H2O) = n*M(Na2SO4 . 10H2O)
Следовательно
w(Na2SO4) = n*M(Na2SO4 ) / m(H2O) + n*M(Na2SO4 . 10H2O)
Подставляем известные значения в выражение:
0,1 = 142 n / (300 + 322 n)
Решаем уравнение и находим n.
n = 0,273 моль
Рассчитываем массу глауберовой соли.
m (Na2SO4 . 10H2O) = n*M = 0,273 * 322 = 87,9 г
Ответ 87,9 г

Пример 4. В 250 г 5%-ного
раствора сульфата меди(П)
растворили еще 125 г медного
купороса. Найдите массовую
долю соли в полученном
растворе.
Решение
w(вещества) = m(вещества) / m(раствора)
Найдем массу CuSO4 в кристаллогидрате
n(CuSO4) = n(CuSO4 . 5H2O) = m/M = 125/250 = 0,5 моль
m(CuSO4) = n * M = 0,5 * 160 = 80 г
Найдем массу CuSO4 в 5%-ом растворе
m(CuSO4) = m(раствора) * w(вещества) = 250 * 0,05 = 12,5 г
Найдем массу всего CuSO4
m(CuSO4) = 12,5 + 80 = 92,5 г
Найдем массу полученного раствора
m(полученного раствора) = m(CuSO4 . 5H2O) + m(раствора 5%) = 125
+ 250 = 375 г
Подставим полученные значения в формулу для расчета
массовой доли:
w(вещества) = 92,5 / 375 = 0,24666 (24,67%)
Ответ: 24,67%
Решите задачи самостоятельно.
Версия для печати
Задачи к теме «Растворение, сопровождающееся
химической реакцией», «Приготовление растворов из
кристаллогидратов».
1.
Определите процентную концентрацию фосфорной
кислоты в растворе, полученном растворением 8,5 г оксида
фосфора (V) в 100 мл воды.
2.
В 100 мл воды поместили 4 г металлического кальция.
Рассчитайте процентную концентрацию вещества в
растворе.
3.
В 100 мл воды растворили 1 литр газообразного
хлороводорода. Найдите массовую долю соляной кислоты
в растворе.
Дополнительно. Сколько литров сернистого газа нужно
растворить в 820 г 5%-ного раствора сернистой кислоты,
чтобы получить 8% раствор.
Задачи к теме «Растворение, сопровождающееся
химической реакцией», «Приготовление растворов из
кристаллогидратов».
1.
Раствор какой концентрации получиться при растворении
8,5 г кристаллогидрата хлорида меди CuCl2 . 2H2O в 150 мл
воды?
2.
Сколько следует взять горькой соли MgSO4 . 7H2O для
приготовления 100 мл 0,03М раствора?
3.
Сколько следует взять тиосульфата
Na2S2O3 . 5H2O
Таблицанатрия
ответов
для приготовления фиксажа (раствор 13,6%) из одного
литра воды.
Тема
мини-проектной деятельности:
«Использование программы Microsoft
Office Excel при решении задач на
растворы»