Вычислить массовую долю (%) NaNO3, полученного растворением 7,5г вещества в 42,5 г воды?

Способы выражения концентраций растворов

Теоретическая часть

Концентрацией называют величину, измеряемуюколичеством растворенного вещества, содержащееся в определенной массе или объеме раствора или растворителя.

Массовая доля (ω) выражает отношение массы растворенного вещества (m₁) к общей массе раствора (m):

Массовая доля – количество граммов растворенного вещества в 100 г раствора.

Выражается в долях или процентах.

Молярная концентрация показывает, число молей растворённого вещества в одном литре раствора.

Обозначается C(x) и рассчитывается по формуле:

; где

• C(x) – молярная концентрация, (моль/л);
• n(x) – количество растворенного вещества, (моль);
• V – объем раствора, (л).

При приготовлении молярных растворов расчет твердого вещества, кристаллогидрата проводят по формуле:

; где

• m – навеска, (г);
• C(x) – молярная концентрация раствора, (моль/л);
• M(x) – молярная масса вещества, (г/моль);
• V(x) – объем раствора, (мл);
• 1000 мл – объем раствора.

Если раствор готовят из концентрированного раствора, то объем его рассчитывают по формуле:

; где

• C(x) – молярная концентрация раствора, (моль/л);
• M(x) – молярная масса вещества, (г/моль);
• V(x) – объем раствора, (мл);
• ρ – плотность раствора, (г/мл);
• ω – массовая доля, (%);
• V_(конц) – объем концентрированного раствора, (мл);
• 10 – пересчетный коэффициент.

Молярная концентрация эквивалента показывает, число моль эквивалентов растворённого вещества в одном литре раствора.

Эквивалент – это реальная или условная частица, которая может присоединить или вытеснить 1 протон водорода в кислотно-основных реакциях или быть эквивалентной 1 электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Фактор эквивалентности (f_экв.) – это число, показывающее, какая доля реальной частицы вещества эквивалентна одному иону водорода в данной кислотно-основной реакции или одному электрону в окислительно-восстановительной реакции.

Молярная масса эквивалента вещества x – это масса одного моля эквивалента этого вещества. Она равна произведению фактора эквивалентности вещества в реакции на молярную массу вещества (x):

Молярная масса эквивалента кислоты равна её молярной массе, делённой на основность кислоты (если расчёт производят по формуле):

Фактор эквивалентности кислоты – величина обратная числу катионов водорода

*при расчёте по уравнению реакции учитывают стехиометрические коэффициенты реакции:

Пример: 2 NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2 H₂O

1 моль гидроксида натрия эквивалентен 0,5 моль серной кислоты. Следовательно, молярная масса эквивалента гидроксида натрия 40 г/моль, то молярная масса эквивалента серной кислоты для этой реакции:

Для уравнения реакции: NaOH + H₂SO₄ = NaHSO₄ + H₂O

1 моль гидроксида натрия эквивалентен 1 молекуле серной кислоты, следовательно, молярная масса эквивалента серной кислоты для данной реакции равна 98 г/моль.

Фактор эквивалентности основания – величина обратная числу гидроксильных групп

Молярная масса эквивалента соли равна молярной массе соли, делённой на произведение степени окисления иона металла и числа его ионов в молекуле соли:

Фактор эквивалентности соли – величина обратная произведение степени окисления иона металла и числа его ионов в молекуле соли

Молярная масса эквивалента окислителя (восстановителя) равна молярной массе окислителя (восстановителя) делённой на число электронов, принятых или отданных одной молекулой данного вещества:

Фактор эквивалентности окислителя (восстановителя) – величина обратная числу электронов, принятых или отданных одной молекулой данного вещества:

KMnO₄ – окислитель, присоединяет 5 электронов

MnO ₄ ^- + 8 H ⁺ _+5ẻ → Mn²⁺ + 4 H₂O (окислитель)

Для приготовления растворов с молярной концентрацией эквивалента расчёт навески сухого вещества проводят по формуле:

, где

· С_f ^_ молярная концентрация эквивалента раствора (моль/л)

• М_f ^_ молярная масса эквивалента (г/моль)
• V _{раствора} ^_ объём раствора (мл)
• m ^_ навеска вещества (г).

 

1.Приготовление растворов с известной массовой долей.

Обучающие задачи

 

Вычислить массовую долю (%) NaNO3, полученного растворением 7,5г вещества в 42,5 г воды?

 

Дано:	Решение:
m (NaNO3) = 7,5г m (H2O) = 4,2г	1.Рассчитать m (раствора): m (раствора) = m (NaNO3) + m (H2O) m (раствора) = 7,5 г + 4,2 г = 11,7 г 2.Рассчитать массовую долю (%) NaNO3 в растворе:
ω (NaNO3) =?
Ответ:	Массовая доля натрия нитрата составляет 64,1%.