Примеры решения задач

Пример 1. Вычислите: а) массовую долю (ω, %); б) молярную (См, моль/л), в) эквивалентную (Сэ) г) моляльную (С_m) концентрации и титр раствора Н₃РО₄, полученного при растворении 18 г кислоты в 282 мл воды, если плотность его 1, 031 г/мл.

Решение: а) Массовая доля растворенного вещества А показывает массу вещества, содержащуюся в 100 г раствора:

или
или

где m(A) – масса растворенного вещества, г; m_р-ля – масса растворителя, г; m_р-ра масса раствора, г; V_р-ра – объем раствора, мл; ρ _р-ра – плотность раствора, г/мл.

Так как массу воды 282мл можно принять равной 282 г (т. к. плотность воды равна 1г/мл), то масса полученного раствора 18 + 282 = 300 г и, следовательно,

б) молярная концентрация, или молярность, показывает число молей (υ) растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора:

Или См = 0, 63 моль/л

в) эквивалентная концентрация Сэ или нормальность, показывает число моль эквивалентов растворенного вещества В, содержащихся в 1 л раствора:

Найдем мольную массу зквивалента:

μ _э (Н₃РО₄) = μ /3 = 97, 99/3 = 32, 66 г/моль, по п. б) был определен объем раствора V = 0, 291л. Подставив все данные в формулу, получим

18/32, 66 ∙ 0, 291 = 1, 89 моль-экв/л.

г) моляльная концентрация, или моляльность, показывает число молей растворенного вещества А, содержащихся в 1 кг растворителя:

Подставив все данные в формулу, получим

д) титром раствора называется число граммов растворенного вещества А в 1 см³ (мл) раствора:
или 0, 06185 г/мл.

Пример 2. На нейтрализацию 50 мл раствора кислоты израсходовано

25 мл 0, 5н. раствора щелочи. Определить эквивалентную концентрацию раствора кислоты.

Решение: Так как вещества взаимодействуют между собой в эквивалентных соотношениях, то растворы равной эквивалентной концентрации реагируют в равных объемах. При эквивалентных молярных концентрациях объемы растворов реагирующих веществ обратно пропорциональны их эквивалентным концентрациям, т.е. , или Сэ(к-ты) ∙ V(к-ты) = Сэ(щ) ∙ V(щ),

тогда 50 · Сэ(к-ты) = 25 · 0, 5, откуда Сэ(к-ты) = 0, 25 моль-экв/л

Пример 3. Сколько литров 96% раствора серной кислоты потребуется для приготовления 20 л 0, 5М раствора серной кислоты?

Решении: Определяем, сколько граммов серной кислоты содержится в 20А 0, 5М раствора: , отсюда .

Далее находим, в каком объеме 96% раствора серной кислоты содержится 980 г серной кислоты: , отсюда , где ρ =1, 84 г/см³. Следовательно, потребуется 0, 54 л 96 %-ного раствора серной кислоты.

Пример 4. К 1 л 10%-ного раствора КОН прибавили 0, 5 л 5%-ного раствора КОН (пл.1, 045 г/cм³). Объем смеси довели до 2 л. Вычислите молярную концентрацию полученного раствора.

Решение: Массовая доля растворенного вещества (КОН) равна

Масса одного литра 10%-ного раствора КОН

В этом растворе т ₁(КОН)= т _р-ра · ω ₁(КОН)=1092 · 0, 1=109, 2 г.

Масса 0, 5 л 5%-ного раствора т _р-ра2=500 · 1, 045=522, 5 г. В этом растворе т ₂(КОН)= т _р-ра2 · ω ₂(КОН)=522, 5 · 0, 05=26, 125 г.

В общем, объеме полученного раствора (2л) содержание КОН составляет т ₁(КОН)+ т ₂(КОН)=109, 2+26, 125=135, 325г. Тогда молярная концентрация этого раствора

Т.е. С_м(KOH)=1, 21 моль/л.