Пересчет концентраций растворов из одних единиц в другие

При пересчете процентной концентрации в молярную и наоборот, необходимо помнить, что процентная концентрация рассчитывается на определенную массу раствора, а молярная и нормальная - на объем, поэтому для пересчета необходимо знать плотность раствора. Если мы обозначим: с - процентная концентрация; M - молярная концентрация; N - нормальная концентрация; э - эквивалентная масса, r - плотность раствора; m - мольная масса, то формулы для пересчета из процентной концентрации будут следующими:

M = (c · p · 10) / m
N = (c · p · 10) / э

Этими же формулами можно воспользоваться, если нужно пересчитать нормальную или молярную концентрацию на процентную.

Пример
Какова молярная и нормальная концентрация 12%-ного раствора серной кислоты, плотность которого р = 1,08 г/см3?

Решение
Мольная масса серной кислоты равна 98. Следовательно,

m(H₂SO₄) = 98 и э(H₂SO₄) = 98: 2 = 49.

Подставляя необходимые значения в формулы, получим:
а) Молярная концентрация 12% раствора серной кислоты равна

M = (12 · 1,08 · 10) / 98 = 1,32 M

б) Нормальная концентрация 12% раствора серной кислоты равна

N = (12 ·1,08 ·10) / 49 = 2,64 H.

Иногда в лабораторной практике приходится пересчитывать молярную концентрацию в нормальную и наоборот. Если эквивалентная масса вещества равна мольной массе (Например, для HCl, KCl, KOH), то нормальная концентрация равна молярной концентрации. Так, 1 н. раствор соляной кислоты будет одновременно 1 M раствором. Однако для большинства соединений эквивалентная масса не равна мольной и, следовательно, нормальная концентрация растворов этих веществ не равна молярной концентрации.
Для пересчета из одной концентрации в другую можно использовать формулы:

M = (N · Э) / m
N = (M · m) / Э

Пример
Нормальная концентрация 1 М раствора серной кислоты

N = (1 · 98) / 49 = 2 H.

Пример
Молярная концентрация 0,5 н. Na₂CO₃

M = (0,5· 53) / 106 = 0,25 M.

 

 

Пример. До какого объема нужно разбавить 50,0 см³ 2н HCl, чтобы превратить его в 0,4н?

Решение.

Произведение объема раствора на его нормальность представляет собой число моль эквивалентов соответствующего вещества в этом объеме раствора. Если раствор разбавлять, то его объем и нормальность будут изменяться, но общее количество моль эквивалентов растворенного вещества остается постоянным. Отсюда следует, что при разбавлении раствора NV = const, тогда N₁ V₁=N₂ V₂

где N₁ и V₁ – нормальность и объем исходного раствора, а N₂ и V₂ – нормальность и объем конечного раствора.

Используя формулу, рассчитывают V₂

2 50=0,4 V₂

V₂ = =250 см³

Пример. В каком объеме 2н. раствора содержится столько же растворенного вещества сколько в 30 см³ 0,3н раствора?

Решение.

Так как количество вещества в обоих растворах одинаково, то произведение объемов раствора на их нормальности должны иметь одно и то же значение, т.е. N₁ V₁=N₂ V₂, следовательно,

V₁ 2=30 0,3

V₁= =4,5 (см³).

Ионное произведение воды. Водородный и гидроксильный показатели. Вычисление концентраций водных и гидроксильных ионов в растворе.

Для упрощения процесс ионизации воды записывают уравнением:

НОН Н⁺+ОН^-

Применив закон действия масс к этой равновесной системе, получаем

[Н⁺] [ОН^-]

= К

[НОН]

К - константа электролитической диссоциации воды, она равна 1,8 10^-16

[Н⁺] [ОН^-] = 1,8 10^-16 55,55 = 1 10^-14

К_w называется ионным произведением воды, равным при температуре 25 ⁰С 1 10^-14