Файл: контр. раб.1 МА,НТ ХИМИЯ.pdf

8

ЗАДАНИЕ 2

КОНЦЕНТРАЦИЯ РАСТВОРОВ

Концентрация раствора показывает содержание растворенного вещества в определенной массе или объеме раствора или растворителя.

Различают следующие основные способы выражения концентраций растворов: Массовая доля – отношение массы растворенного вещества к общей массе

раствора:

w(x) = m(x) .

mр- ра

Например: ω(КОН) = 0,1 или умножив на 100 (процентная концентрация) получаем ответ в процентах – 10 % КОН.

Молярная концентрация – отношение количества вещества к объему раствора:

С(x) = n(x)

V

Например, С(Н2 SO4) = 0,2 моль/л или 0,2 М H2S04- Это показывает, что в 1 литре раствора растворено 0,2 моль H2S04 . Молярная концентрация эквивалента

(нормальная концентрация) - отношение количества моль эквивалентов растворенного вещества к объему раствора.

C[ fэкв(х)х] = n[ fэкв(х)х] .

V

Например: C( 12 Н2 SO4) = 0.4 моль экв/л, 0,4 N H2SO4 или 0,4 н Н2SO4

Моляльная концентрация - отношение количества растворенного вещества к массе растворителя (в кг).

n(x) b(x) = m .

Например, b(НСl) = 0,1 моль/кг, Это показывает, что в 1 кг воды растворено 0,1 моль НС1.

Титр раствора (Т) - это масса растворенного вещества в граммах, содержащаяся в 1 см3 (1 мл) раствора.

Пример

В 282 см3 воды растворили 18 г фосфорной кислоты НРО , Плотность образо-

3 4

вавшегося раствора составила ρ = 1,031 г/см3. Определите:

а) массовую долю; б) молярную концентрацию; в) молярную концентрацию эквивалента (нормальную концентрацию); г) титр раствора Н3РО4.

9

Решение а) Расчет массовой доли (процентная концентрация):

б) Расчет молярной концентрации.

В 300 г раствора содержится 18 : 98 моль Н3РO4. 1000 мл ·1,031 г/см3 раствора содержится х моль Н3РО4.

С(H2 PO4 ) = 1000 ×1,031×18 = 0,6 моль/л. 300 ×98

в)Расчет нормальной концентрации .

Учитывая, что Н3РО4 трехосновна, fэкв (Н3РO4)= 1/3.

Тогда отношение молярной концентрации к нормальной равно фактору эквивалентности, т.е.

Ответ: ω(Н3Р04) = 6%; С(Н3Р04) = 0,6 моль/л; С( 13 Н3Р04) = 1,8 моль/л;

Т(Н3Р04) = 0,058 г/см3.

Контрольные задачи

21.Определите молярную и нормальную концентрацию раствора хлорида кальция с ω(СаС12) = 20 % и ρ = 1,178 г/см3.

22.Чему равна нормальная концентрация раствора NaOH с ω(NaOH) = 30 % и

ρ = 1,328 г/см3 ?

23.К 3 л раствора азотной кислоты с ω(НNО3) - 10% и ρ = 1,054 г/см3 прибавили 5 л Н2О. Определите массовую долю полученного раствора.

10

24.Вычислите нормальную и молярную концентрацию раствора с(HN0ω 3) =

=20,8% и ρ = 1,12 г/см3. Сколько граммов кислоты содержится в4 л этого раствора?

25.Вычислите молярную, нормальную и моляльную концентрацию раствора с

ω(А1С13) = 16 % и ρ = 1,149 г/см3.

26.Какое вещество и в каком количестве остается в избытке, если к 75 см3 0,3 н

раствора H2SO4 прибавить 125 см3 0,2 н раствора КОН?

27.Для осаждения в видеAgCl всего серебра, содержащегося в 100 см3 раствора AgNO3, потребовалось 50 см3 0,2 н раствора НСl . Какова нормальная концентрация раствора AgN03? Какая масса AgCl выпала в осадок?

28.Какой объем раствора соляной кислоты с ω(НСl) = 20,05 % и ρ = 1,100 г/см3 требуется для приготовления 1 л раствора m(НС1) = 10,17 % и ρ = 1,050 г/см3?

29.Смещали 10 см3 раствора с ω(HN03) =10% и ρ = 1,100 см3 и 100 см раствора

сω(HN03) = 30 % и ρ = 1,184 г/см3 . Вычислите массовую долю полученного раствора.

30.Какой объем раствора щелочи с ω(КОН) = 50 % и ρ = 1,538 г/см3 требуется для приготовления 3 л раствора с ω(КОН) = 6 % и ρ = 1,048 г/см3?

31. Какой объем раствора карбоната натрия с ω(НСОз) = 10 % и ρ = 1,105 г/см3

2

требуется для приготовления 5 л раствора с ω (Na2C03) = 2 % и ρ = 1,02 г/см3 ?

32.На нейтрализацию 31 см3 0,16 н раствора щелочи требуется 217 см3 раствора H2SO4 .Чему равна нормальная концентрация и титр раствора H2SO4?

33.Какой объем 0,3 н раствора кислоты требуется для нейтрализации раствора, содержащего 0,32 г NaOH в 40 см3 раствора?

34.На нейтрализацию 1 л раствора, содержащего 1,4 г КОН, требуется 50 см3 раствора кислоты. Определите нормальную концентрацию кислоты.

35.Какая масса HNO3 содержалась в растворе, если на нейтрализацию его потребовалось 35 см 0,4 н раствора NaOH? Каков титр раствора NaOH ?

36.Какую массу NaNО3 нужно растворить в400 г воды, чтобы получился рас-

твор с ω(NaNО3)=20%?

37.Какой объем соляной кислоты с ω(НCl) = 38 % и ρ = 1,19 г/см3 нужно взять для приготовления 1 л 2 н раствора?

38.Какой объем 2 М раствора Na2CO3 надо взять для приготовления1 л 0,25 н раствора?

39.Вычислите массу кристаллогидрата Na2S04 ·10 Н2O, необходимую для приготовления 200 см3 раствора (ρ = 1,29 г/см 3) с массовой долей безводной соли

Na2SO4 = 10 %.

40.Какой объем воды надо прибавить к100 см3 раствора с ω(H2SO4) = 20 % и

ρ=1,14 г/см , чтобы получить раствор с массовой долей 5 %?

11

ЗАДАНИЕ 3 ИОННО-ОБМЕННЫЕ РЕАКЦИИ

Ионно-обменные реакции протекают в том случае, когда в результате взаимодействия ионов образуется: газ, осадок, слабый электролит или комплексное соединение.

Существуют 3 формы записи ионных реакций: молекулярная, полная и сокращенная ионные формы. В ионных формах реакции сильные, хорошо растворимые электролиты записывают в виде ионов, а слабые электролиты, малорастворимые и газообразные вещества записывают в виде молекул. В сокращенной ионной форме одинаковые ионы из обеих частей уравнения исключаются. При написании ионных форм следует помнить, что сумма электрических зарядов в левой части уравнения должна быть равна сумме электрических зарядов правой части уравнения.

Пример

Написать уравнения реакций взаимодействия между водными растворами следующих веществ:

а) НС1 и NaOH; б) Pb(N03)2 и Na2S; в) К2С03 и H2S04; г) СН3СООН и NaOH.

Решение Запишем уравнения взаимодействия указанных веществ в молекулярной форме:

Отметим, что взаимодействие этих веществ возможно, т.к. в результате реакций происходит образование слабого электролита (Н20), осадка (PbS ) и газа (С02).

В тех случаях, когда малорастворимые вещества (или слабые электролиты) имеются как среди исходных веществ, так и среди продуктов реакции, реакции являются обратимыми. Равновесие таких реакций смещается в сторону образования наименее растворимых или наименее диссоциированных веществ. В реакции (г) два слабых электролита – слабая кислота СН3СООН и вода. Равновесие сильнее смещено в сторону образования воды, так как константа диссоциации воды– 1,8·10–16 ,что значительно меньше константы диссоциации СН3СООН = 1,8·10–5.

Запишем соответствующие реакции в ионной форме:

Исключив одинаковые ионы из обеих частей равенства получим сокращенные ионно-молекулярные уравнения соответствующих реакций: