Массовая доля растворенного вещества В
(ω в) – это отношение массы вещества В (т в) к массе раствора (m (р)):
При решении ω в выражается всегда в долях единицы (например, ω в = 0,01), в ответе – часто в процентах (ω в=1 %).
Величина, численно равная ω в (в %), характеризует раствор в целом, например, при ω в = 1 % раствор будет однопроцентным (1 %‑ный раствор вещества В).
Соотношения для массы раствора:
где ρ(р) – плотность и V(p) – объем раствора.
Для воды условно считается, что ее масса и объем численно равны, т. е. плотность принимается равной 1 г/мл или 1000 г/л.
Если для приготовления раствора берется кристаллогидрат некоторой соли (а не сама безводная соль), то используются соотношения:
а) масса кристаллогидрата В хН2O
где m (кр. Н2O) – масса воды, которая содержится в данной массе кристаллогидрата;
б) масса безводной соли В в кристаллогидрате
так как n в = n кр;
б) масса добавляемой воды
где т( Н2O) – суммарная масса воды в приготовленном растворе.
В лабораторной практике часто приходится готовить разбавленный раствор вещества (величины с индексом ') из концентрированного раствора того же вещества (величины с индексом ") путем разбавления водой.
Масса растворенного вещества при разбавлении не изменяется:
Масса добавляемой воды определяется соотношением:
Для приготовления концентрированного раствора вещества В из разбавленного раствора применяют два способа.
а) Выпаривание некоторой порции воды из начального раствора. При этом масса растворенного вещества не меняется.
а масса воды, которую удаляют из раствора, определяется соотношением:
б) Добавление некоторой порции вещества В в начальный раствор. При этом масса воды не изменяется:
а масса добавленного вещества определяется соотношением
Для приготовления раствора с промежуточным составом (величины без индексов) проводят смешивание концентрированного и разбавленного растворов вещества В. При этом все величины связаны соотношениями:
Примеры решения задач
1. Вычислите объем (в литрах, н.у.) аммиака, который полностью поглощается водой с образованием 500 г 20 %‑ного раствора.
2. Какую массу (в граммах) кристаллогидрата Na2CO3 10Н2O следует использовать для приготовления 250 г 15 %‑ного раствора безводной соли?
3. До какого объема (в литрах) надо разбавить водой 250 мл 30 %‑ного раствора нитрата аммония (плотность раствора 1,13 г/мл), чтобы приготовить 10 %‑ный раствор (плотность 1,04 г/мл)?
4. Установите массу (в граммах) выпаренной воды из 300 мл 4%‑ного раствора хлорида бария (плотность раствора 1033 г/л), если приготовлен 10 %‑ный раствор.
5. Вычислите массу (в граммах) порции гидроксида калия, которую добавили в 400 г 5%‑ного раствора этого вещества и довели массовую долю до 40 %.
6. Определите массовую долю (в %) серной кислоты в конечном растворе, приготовленным смешиванием 90 г 5%‑ного и 120 г 40 %‑ного растворов этого вещества.
