Приклади рішення задач на приготування розчинів

Приклад 1. Скільки мілілітрів 96%-го розчину H₂SO₄ (r = 1,84 г/мл) необхідно для приготування 1л 0,25 н. розчину.

Розвʼязання:

1. m (Н₂SO₄) у заданому розчині -?

М_Е (H₂SO₄ ) = М /2 = 49 г/моль; m (H₂SO₄) = 0,25·49 = 12,25 г.

2. m _р-ну -? (масу вихідного розчину, необхідну для виготовлення 1 л 0,25 н. розчину)

100г концентрованого розчину – 96 г H₂SO₄;

Х г - 12,25 г H₂SO_4.

Х = 100·12,25/96 = 12,76 г.

3. V _р-н (об’єм вихідного розчину) -?

V _р-н = ; V = 12,76/1,84 = 6,94 мл.

Відповідь: для приготування 1 л 0,25 н. розчину H₂SO₄ необхідно взяти 6,94 мл 96%-го розчину H₂SO₄ і довести об’єм розчину до 1 л водою.

 

Приклад 2. Знайти маси води і мідного купоросу CuSO₄·5H₂O, необхідні для приготування одного літра розчину, що містить 8% (мас.) безводної солі. Густина 8%-го розчину CuSO₄ дорівнює 1,084 г/мл.

Розв’язання:

1. Маса 1 л розчину (m _р-ну) -?

m _р-ну = V ·r = 1000·1,084 = 1084 г.

2. m (CuSO₄ ) -?

У цьому розчині міститься 8% безводної солі, m (СuSO₄) = 1084·0,08 = 86,7г.

3. m (CuSO₄· 5H₂O) -?

М (CuSO₄· 5H₂O) = 249,7 г/моль; М (CuSO₄ ) = 159,6 г/моль.

Масу CuSO₄ ·5H₂O визначаємо з пропорції:

249,7г CuSO₄· 5H₂O містять 159,6 г CuSO₄,

Х г - 86,7 гCuSO₄

Х = (249,7·86,7)/159,6 = 135,6 г.

4. m (H₂O) -?

Необхідна кількість води для розчину складає: 1084 – 135,6 = 948,4 г.

Відповідь: m (CuSO₄· 5H₂O) = 135,6 г, m (H₂O) = 948,4 г.

Приклад 3. Які обʼєми 2 М та 6 М розчинів НСІ треба взяти, щоб отримати 500 мл 3 М розчину. Зміною обʼєму при розчиненні нехтувати.

Розвʼязання:

Складемо матеріальні баланси обʼємів розчинів та кількостей молів розчиненої речовини. Позначимо V ₁ – обʼєм 2 М розчину, кількість молів кислоти в ньому 2 V ₁; V ₂ – обʼєм 6 М розчину, кількість молів кислоти в ньому 6 V ₂; тоді:

V ₁ + V ₂ = 0,5

2 V ₁+ 6 V ₂ = 3^.0,5 = 1,5.

С цієї системи двох рівнять визначимо V ₁ та V ₂:

V ₁ = 0,5 – V ₂. 2(0,5 – V ₂) + 6 V ₂ = 1,5. V ₂ = 0,125 л; V ₁ = 0,5 –0,125 = 0,375 л.

Відповідь: V ₂ = 0,125 л; V ₁ = 0,375 л.

 

Приклади рішення задач на перерахунок концентрацій

Приклад 4. Визначити нормальність, молярність та титр 15 %-го розчину H₂SO₄ (r =1,1 г/мл).

Розвʼязання:

1. m _р-н -?

m _р-н = V ·r = 1000 · 1,1 = 1100 г.

2. m (Н₂SO₄), що міститься у 1 л розчину -?

100 г розчину містять 15г H₂SO₄

1100 г – Х г H₂SO₄

Х = (1100·15) /100 = 165 г

3. С_М (H₂SO₄ ) –?

М (H₂SO₄ ) = 98 г/моль; С_М (H₂SO₄ ) = = 165/98 = 1,68 моль/л.

4. С _н(H₂SO₄ ) –?

М_Е (H₂SO₄ ) = М (H₂SO₄ )/2 = 49 г/моль; С _н(H₂SO₄ ) = = 165/49 = 3,37 н.

5. Т (H₂SO₄ ) –?

Т (H₂SO₄ ) = m (Н₂SO₄)/1000 = 165:1000 = 0,165 г/см³.

 

Відповідь: С_М (H₂SO₄ ) = 1,68 моль/л, С _н(H₂SO₄ ) = 3,37 н, Т (H₂SO₄ ) =0,165 г/см³.

 

Приклад 5. Обчислити масову частку та мольну частку розчиненоi речовини, молярну та моляльну концентрації розчину, одержаного розчиненням глюкози масою 5 г у водi обʼємом 95 см³. Густина одержаного розчину дорiвнюе 1,018 г/см³.

Розвʼязання

1. w(С₆Н₁₂О₆) −?

r(Н₂О) = 1г/см³, m (Н₂О) = 95 г.

w(глюкози) = 5:(5 + 95) = 0, 05 = 5 % = 50 ‰ = 50000 ppm.

2. χ (С₆Н₁₂О₆) −?

χ (С₆Н₁₂О₆) = ν (С₆Н₁₂О₆)/ ν (С₆Н₁₂О₆) + ν (Н₂О);

ν (С₆Н₁₂О₆) = m (С₆Н₁₂О₆)/ M (С₆Н₁₂О₆) = 5:180 = 0,027 моль;

ν (Н₂О) = m (Н₂О)/ M (Н₂О) = 95:18 = 5, 28 моль;

χ (С₆Н₁₂О₆) = 0,027/0,027 + 5,98 = 0,0051.

3 .С_М (С₆Н₁₂О₆) −?

V (р-ну) = m /ρ = 100 г/1,018г/см³ = 98,23 см³.

С_М (С₆Н₁₂О₆) = ν (С₆Н₁₂О₆)×1000/ V (р-ну) = 0,027×1000:98,23 = 0,275 моль/дм³.

 

4 .С_m (С₆Н₁₂О₆) −?

С_m (С₆Н₁₂О₆) = ν (С₆Н₁₂О₆)× = 0,29 моль/кг.

Відповідь: w(С₆Н₁₂О₆) = 5 %, χ (С₆Н₁₂О₆) = 0,0051, С_М (С₆Н₁₂О₆) = 0,275 моль/дм³, С_m (С₆Н₁₂О₆) = 0,29 моль/кг.

За електричною провідністю розчини розподіляють на два види: розчини неелектролітів, що не проводять електричний струм та розчини електролітів, які проводять електричний струм. В технічній літературі часто замість терміну “розчин електроліту” використовується термін “електроліт”.

 

Розбавлені розчини неелектролітів.

Закони ідеальних розчинів

Розчини, утворення яких не супровождується зміною обʼєму системи, а також тепловими ефектами (DН = 0, DV = 0) називають ідеальними.

Властивості ідеальних розчинів, подібно до властивостей сумішей ідеальних газів, не залежать від природи розчиненої речовини, а визначаються лише концентрацією. До моделі ідеального розчину наближаються дуже розбавлені розчини неелектролітів (розбавлений розчин глюкози у воді, розчин нафталіну у бензолі, тощо) та розчини близьких за хімічними та фізичними властивостями неполярних речовин (розчин толуола у бензолі, розчин пропанола у етанолі). Властивості розчинів, які не залежать від природи розчиненої речовини, а визначаются кількостю частинок у розчині, називають колігативними. Ідеальні розчини мають чотири колігативні властивості.

 

Тоноскопічний закон Рауля

Тиск насиченої пари – це тиск, при якому (при певній температурі) досягається динамічна рівновага, коли швидкість випаровування рідини дорівнює швидкості конденсації пари над рідиною. Якщо розчинити нелеткий компонент у розчин-нику, тиск насиченої пари розчинника зменшиться, із-за зменшення концентрації розчинника у розчині.

Зниження тиску пари над розчином пропорціонально мольній частці розчиненої речовини.

D Р = Р ₁⁰ – Р ₁ = Р ₁⁰ c(2)

де c (2) – мольна частка нелеткого розчиненного компонента.