Масса водного раствора соли 400 г определите сколько в растворе соли если концентрация раствора 18

Приготовление раствора определенной концентрации растворенного вещества

Задача 396.
Сколько граммов 30%-ного (по массе) раствора нужно добавить к 300 г воды, чтобы получить 10%-ный раствор соли?
Решение:
Обозначим массу 30% раствора NaCl, который необходимо добавить к 300 г воды через x, а массу NaCl в данном растворе можно обозначить как 03x. Для расчета используем формулу:

где
— массовая доля растворённого вещества; m_(в-ва) — масса растворённого вещества; m_(р-ра) — масса раствора.
Тогда массу раствора обозначим как m_(р-ра) = 300 + х, = 10% или 0,1, а массу растворённого
NaCl — m_(в-ва) = 300 . 0,1, = 0,3г.

Ответ: 150 г.

Задача 397.
В какой массе воды надо растворить 67,2 л НСl (объем измерен при нормальных условиях), чтобы получить 9%-ный (по массе) раствор НСl?
Решение:
1 моль любого газа занимает объём 22,4 л. Тогда массу НСl рассчитаем из пропорции:

где
36,5 – молекулярная масса НСl.
Расчет массы воды производим, используя формулу:

где
— массовая доля растворённого вещества; m_(в-ва) — масса растворённого вещества; m_(р-ра) — масса раствора.
Обозначим массу воды через x. Тогда m_(р-ра) = x + m_(в-ва)

Ответ: 1107 г.

Задача 398.
Какую массу 20%-ного (по массе) раствора КОН надо добавить к 1 кг 50%-ного (по массе) раствора, чтобы получить 25%-ный раствор?
Решение:
Для решения задачи используем формулу:

где
— массовая доля растворённого вещества; m_(в-ва) — масса растворённого вещества; m_(р-ра) — масса раствора.
Находим массу КОН в 1000 г 50%-ного (по массе) раствора:

m(KOH) = . m_(р-ра) = 0,5 . 1 = 0,5 кг.

Обозначим массу добавленного раствора 20% КОН через x, а массу КОН в этом растворе как 0,2x.
Исходя из этого, рассчитаем массу добавленного раствора:

Таким образом, масса 20% раствора КОН, которую нужно добавить, составляет 5кг.

Ответ: 5 кг.

Задача 399.
Определить массовую долю вещества в растворе, полученном смещением 300 г 25%-ного и 400 г 40%-ного (по массе) растворов этого вещества.
Решение:
Для решения задачи используем формулу:

где
— массовая доля растворённого вещества; m_(в-ва) — масса растворённого вещества; m_(р-ра) — масса раствора.
Находим массу раствора после смешения:

m_(р-ра) = 300 + 400 = 700 г.

Массы растворённого вещества в каждом растворе можно найти из выражения:

Теперь находим массу растворённого вещества после смешения:

m_(в-ва) = m₁ + m₂ = (0,25 . 300) + (0,4 . 400) = 235 г. .

Находим массовую долю вещества в растворе после смешения двух растворов:

Ответ: 33,6%.

Задача 400.
Из 400 г 20%-ного (по массе) раствора при охлаждении выделилось 50г растворенного вещества. Чему равна массовая доля этого вещества в оставшемся растворе?
Решение:
В 400г 20%-ного раствора содержится 80 г растворённого вещества (0,2 . 400 = 80) и 320 г растворителя
(400 – 80 = 320). При охлаждении количество растворителя не изменилось. Содержание растворённого вещества в 320г растворителя составляет 30 г (80 – 50 = 30). Масса оставшегося раствора составляет 350 г (320 + 30 = 350). Для расчетов используем формулу:

,

где
— массовая доля растворённого вещества; m _(в-ва) — масса растворённого вещества; m _(р-ра) — масса раствора.
Находим массовую долю вещества в растворе после охлаждения:

Ответ: 8,6%.

• Назад
• Вперёд

• Вы здесь:  
• Главная
• Задачи
• Химия-Глинка
• Изменение скорости реакции | Задачи 331 — 335

Отношение (концентрация). 6-й класс

Назад Вперёд

Загрузить презентацию (514 кБ)

Цель: создать условия для формирования умений решать задачи на растворы на основе знаний процентов, отношений и умений работы с дробями.

Задачи:

• повторить понятия проценты, отношения;
• закрепить знания, умения и навыки решения задач на нахождение числа по его дроби и нахождение дроби от числа, работы с дробями;
• показать практическую значимость математических знаний для решения задач на концентрацию.

• показать практическую значимость математических знаний для решения задач на концентрацию из повседневной жизни;
• воспитание у учащихся интереса к предмету.

• развивать наблюдательность, логическое мышление учащихся;
• развивать жизненную смекалку и интуицию.

Необходимое оборудование и материалы: доска, мел, карточка с задачами, презентация.

План урока:

1. Мотивационный момент (1 минута).
2. Подготовка учащихся к сознательному усвоению нового материала (5 минут).
3. Изучение нового материала (12 минут).
4. Решение задач на отработку формул (3 мин).
5. Физминутка (1 минута).
6. Первичное закрепление нового материала (15минут).
7. Рефлексия (1 минута).
8. Подведение итогов. Домашнее задание (2 минуты).

Ход урока

I. Мотивационный момент.

Ребята, мы с вами решали задачи, содержащие проценты. Мы также знаем, что отношения существуют и между людьми, и между числами, и между величинами. Они часто встречаются в задачах. А могут быть отношения и проценты в задачах на смеси и растворы? Ответ на этот вопрос найдем на уроке.

II. Подготовка к сознательному усвоению нового материала.

1. Выразить десятичной дробью, а потом обыкновенной: 25%, 10%, 50%, 75%, 125%.
2. Указать в виде процентов: 0,7; 0,04; 1,3.
3. Найти 15% от числа 60.
4. Найти число, 15% которого равны 30.
5. Из 25 семян взошло 24 семени. Найдите процент всхожести.
6. Итак, известные нам отношения: (Слайд 3)

Значения данных отношений мы представляли в виде процентов.

III. Изучение нового материала.

Человеку часто приходится смешивать различные жидкости, порошки, вещества или разбавлять что-нибудь водой. При этом используют слово «концентрация». Как вы понимаете это слово?

В большом энциклопедическом словаре «концентрация (от новолат. concentratio) – сосредоточение, скапливание, собирание кого-либо, чего-либо в к.-л. месте» [1].

Концентрация в химии – величина, выражающая относительное количество данного компонента (независимой составной части) в физико-химической системе (смеси, растворе, сплаве) [2].

Сейчас разберемся с этим понятием с точки зрения математики. (Слайд 4)

Нальем в стакан 150 г воды и растворим в ней 50 г сахара. Какой станет масса раствора?[3]

Раствор тщательно перемешиваем.

Найдите процентное содержание сахара в растворе.

25% – процентное содержание сахара в данном растворе.

Число 0,25 называют концентрацией сахара в растворе. (Слайд 6)

Итак, в математике, концентрацию можно представить как отношение чистого вещества к раствору (сплаву, смеси).

Концентрация = , т.е. К=.

Как по этой формуле найти М_ч.в? М_общ?

М_общ = Мч.в: К

IV. Решение задач на отработку формул:

1. В 500 г раствора содержится 100 г соли. Найдите концентрацию соли в данном растворе. Процентное содержание соли в растворе?
2. 200 г раствора содержит 80% соли. Найдите массу соли в этом растворе.
3. Какова масса раствора, в котором 150 г сахара составляют 25%.

Во многих текстовых задачах понятие «концентрация» может быть заменено на:[3] (Слайд 9-10)

«жирность» (масло, творог, молоко)
«крепость» (уксус)
«соленость» (морская вода, маринад)
«влажность» (в воздухе)
«проба» (в драгоценных металлах)

Подумайте, отношение каких величин используется в понятиях «жирность, соленость, проба».

Встречая эти слова в текстах задач, вы должны понимать, что речь идет о «концентрации» того или другого чистого вещества в растворах или сплавах или смесях.

V. Физминутка.

Следите глазами за движениями черепашек.

VI. Первичное закрепление нового материала.

Решим несколько задач на «концентрацию».

(Задачи 1-4 заранее распечатаны на листочке. (Приложение 1) Данные условий задач вносим в таблицу, обсуждаем ход решения. Отвечаем на вопросы к действиям.

Задача 1. В одну банку мама налила 480 г воды и насыпала 120 г сахара, в другую – 840 г воды и 160 г сахара. В какой банке вода слаще? [4] (Слайд 12-13)

Чтобы ответить на вопрос задачи, необходимо найти концентрации сахара в растворах каждой банки и сравнить их.

Решение:

Какова масса раствора в первой банке?
480+120 = 600 (г)

Какова концентрация сахара в растворе первой банки?
120:600 = 0,2; 0,2=20%

Какова масса раствора во второй банке?
840+160 = 1000(г)

Какова концентрация сахара в растворе второй банки?
160:1000 = 0,16; 0,16=16%

В какой банке вода слаще?
20% > 16%

Ответ: в первой банке вода слаще.

Задача 2. Смешивают 200 г 80%-го раствора соли и 700 г 20%-го раствора той же соли. Сколько соли в полученном растворе? (Слайд 14-15)

Решение:

80% – это процентное содержание соли в 200г раствора (концентрация 0,8)

1. Сколько г соли в этом растворе?
   0,8 ·200=160(г)

20% – это содержание соли в 700 г раствора (концентрация соли 0,2)

1. Сколько г соли во втором растворе?
   0,2·700=140 (г)
2. Сколько г соли в полученном растворе?
   160+140=300 (г)

Задача 3. Какой раствор получится при смешивании 200 г 50% раствора соли и раствора, в котором 150 г соли составляют 25%? (Слайд 16-17)

Решение:

50% – процентное содержание соли в 200 г растворе (концентрация 0,5).

Сколько г соли в этом растворе?
0,5·200=100 (г)
Что мы знаем про второй раствор? – Знаем количество соли (150г) и его процентное содержание25% (значит, концентрация соли 0,25)

Какова масса второго раствора?
150:0,25= 600 (г)
Чтобы найти концентрацию соли в новом растворе, что надо знать? – Массу соли и массу всего раствора.

Какова масса соли в двух растворах?
100+150=250 (г)

Какова масса нового раствора?
200+600 =800 (г)

Какова концентрация соли в новом растворе?
250:800=0,3125; 0,3125 = 31,25%

Задача для самостоятельного решения (дома).

Задача 4. Морская вода содержит 5% соли по массе. Сколько пресной воды нужно добавить к 30 кг морской воды, чтобы концентрация соли составляла 1,5%?[5]

Решение:

Сколько кг соли в морской воде?
0,05·30=1,5 (кг)
Пресная вода содержит соль? – Нет. – Значит, масса соли и в новом растворе будет 1,5 кг, но ее концентрация составит уже 0,015.

Какова масса нового раствора (с добавлением пресной воды)?
1,5: 0,015= 100 (кг)

Сколько пресной воды нужно добавить?
100 – 30 = 70 (кг)

VII. Этап рефлексии.

Ответ на листочке:

• Сегодня я узнал….
• У меня получилось…
• Было трудно….
• Было интересно….
• Теперь я умею…

VIII. Итог урока. Домашнее задание.

№754, 755, подготовить библиографическую справку о Магницком Л.Ф.; о его схеме решения задач на смеси, растворы.

Концентрация раствора (вопросы ответы)

Концентрация раствора это относительное количество растворенного вещества в растворе.

Количественный состав раствора выражают с помощью понятия «концентрация» или “доля”, под которым понимают содержание растворенного вещества в единице массы, объёма или количества вещества раствора.

Существует несколько способов выражения состава раствора: массовая доля (процентная концентрация), молярная концентрация (молярность), мольная доля растворённого вещества.

Что такое концентрация растворов

Концентрация растворов определяется количеством вещества, заключенного в определенном весовом или объемном количестве раствора или растворителя.

Для того чтобы определить существуют несколько способов выражения концентрации растворов: нормальная концентрации, молярная, процентная и молярная.

Процентная концентрация раствора выражается числом граммов растворенного вещества в 100 г раствора.

Например , в 100 г 5%-ного раствора сахара содержится 5 г сахара, а остальные 95 г растворитель.

Молярная концентрация выражается количеством грамм-молекул растворенного вещества в 1 л раствора. Молярность раствора обозначается буквой М.

Если в литре раствора содержится одна грамм-молекула растворенного вещества, то такой раствор называется молярным, две грамм-молекулы двухмолярным, полграмм-молекулы 0,5-молярным и т. д.

Нормальная концентрация раствора выражается числом грамм-эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Нормальность раствора обозначается буквой Н.

Однонормальный раствор в литре содержит один грамм-эквивалент растворенного вещества, двухнормальный два грамм-эквивалента и т. д.

Между концентрацией растворов и их удельными весами существует определенная зависимость.

Количественная концентрация растворов

Количественно концентрацию растворов можно выражать различным образом. В химической практике наиболее употребительны три способа выражения концентраций в процентах растворенного вещества (процентная концентрация раствора), числом молей растворенного вещества и моляльным :

Способы выражения концентрации растворов

1. В процентах растворенного вещества по отношению ко всему количеству раствора. Например , 15%-ный раствор поваренной соли — это такой раствор, в 100 г которого содержится 15 г соли и 85 г воды.

2. Числом молей растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Растворы с выраженной таким способом концентрацией называются молярными.

Они обозначаются буквой М, впереди которой ставится коэффициент, показывающий «молярность» раствора, т. е. число молей, приходящихся на 1 л раствора. Например , 2М раствор содержит в 1 л 2 моля растворенного вещества, 0,3М раствор содержит в 1 л 0,3 моля и т. д.

Моляльная концентрация раствора

Иногда концентрацию раствора выражают числом молей растворенного вещества, содержащихся в 1000 г растворителя. Такие растворы в отличие от молярных называются моляльными.

Моляльность, моляльная весовая концентрация — это количество растворённого вещества (число моль) в 1000 г растворителя.

Измеряется в молях на кг, также распространено выражение в «моляльности». Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/кг называют 0,5-мольным. Рассчитывается по формуле:

где n_B — количество растворённого вещества, моль;

Сходство названий, молярная концентрация и моляльность — величины различные.

Уточнение, 1 л воды = 1 кг воды, и еще, 1 г/мл = 1 кг/л.

Пример получения определенной молярности

Чтобы приготовить раствор определенной молярности, например 0,5М раствор соды Na₂CO₃, поступают следующим образом.

Отвесив 0,5 моля соды, т. е. 53 г (молекулярный вес Na₂CO₃ равен 106), вносят ее в литровую мерную колбу, на шейке которой чертой отмечен объем, точно равный одному литру (рис.). Затем в колбу наливают столько воды, чтобы вся сода растворилась, после чего доливают колбу водой до метки.

Пользование молярными растворами удобно в том отношении, что при одинаковой молярности равные объемы растворов содержат одинаковое число молекул растворенного вещества.

Процентная концентрация растворов

Весовая процентная концентрация показывает, какой процент от общего веса раствора составляет растворенное вещество.

В лабораторной практике часто приходится иметь дело с кристаллогидратами — солями, содержащими кристаллизационную воду, например CuSО₄ ·5H₂O, FeSО₄ · 7H₂О и т. д.

В этом случае следует уметь учитывать кристаллизационную воду.

Процентная концентрация раствора формула:

ω = (m_{раств. в-ва} ·100%)/m _р-ра
где ω – процентная концентрация (%),

m_{раств. в-ва} – масса растворенного вещества в (г),

m_р-ра – масса раствора в (г).

Задачи на процентную концентрацию растворов

Процентная концентрация растворов вопросы ответы

21. Сколько кристаллогидрата Na₂SO₄ · 10H₂O понадобится для приготовления 2 кг 34 раствора Na₂SО₄?

22. Сколько кристаллогидрата железного купороса FeSO4·7H2O потребуется для приготовления 30 кг 0,5% раствора FeSO₄?

23. Сколько кристаллогидрата CaCl₂ · 6H₂O потребуется для приготовления 500 г 10% раствора СаСl₂?

24. Сколько кристаллогидрата ZnSO₄· 7H₂O потребуется для приготовления 400 г 0,1 % раствора ZuSО₄? (См. Ответ)

Определенная процентная концентрация

Иногда приходится приготовлять растворы определенной процентной концентрации, пользуясь для этого другими, более концентрированными растворами.

Особенно часто с этим приходится сталкиваться в лаборатории при получении растворов кислот разной концентрации.

Определенная процентная концентрация задача

Вопросы ответы для определения процентной концентрации

25. Сколько потребуется 80% фосфорной кислоты для приготовления 2 кг 5% раствора?

26. Сколько потребуется 20% щелочи для приготовления 5 кг. 1 % раствора?

27. Сколько потребуется 15% азотной кислоты для приготовления 700 г 5% раствора?

28. Сколько потребуется 40% серной кислоты для приготовления 4 кг 2% раствора?

29. Сколько потребуется 10% соляной кислоты для приготовления 500 г 0,5% раствора? (См. Ответ)

Приготовление растворов кислот

Однако произвести правильный расчет — это для лаборанта еще не все. Нужно уметь не только рассчитать, но и приготовить раствор кислоты.

Но кислоты нельзя взвешивать на весах, их можно только отмерять при помощи мерной посуды. Мерная же посуда предназначена для измерений объема, а не веса.

Поэтому нужно суметь вычислить объем найденного количества раствора. Этого нельзя сделать, не зная удельного веса (плотности) раствора.

Обратимся снова к примеру 3, видно, что 80% серная кислота имеет плотность d = 1,7, а масса раствора Р =25 г. Следовательно, по формуле

Плотность воды практически считаем равной единице. Следовательно, 175 г воды займут объем 175 мл. Таким образом, чтобы приготовить 200 г 10% раствора из 80% серной кислоты, следует взять 175 мл воды и налить в нее 14,7 мл 80% серной кислоты.

Смешивание можно производить в любой химической посуде.

Вопросы ответы для определения растворов кислот

30. Сколько миллилитров 50% серной кислоты следует взять для приготовления 2 кг 10% раствора этой кислоты?

31. Сколько миллилитров 40% серной кислоты следует взять для приготовления 5 л 4% серной кислоты?

32. Сколько миллилитров 34% едкого кали потребуется для приготовления 10 л 10% раствора?

33. Сколько миллилитров 30% соляной кислоты потребуется для приготовления 500 мл 2% соляной кислоты? (См. Ответ)

Пример определения концентрации раствора

Примеры расчетов, которые мы разбирали до сих пор, были посвящены определению веса или объема раствора, а также количества вещества, содержащегося в нем.

Однако бывают случаи, когда нужно определить концентрацию раствора. Рассмотрим простейший случай.

Вопросы ответы для определения концентрации раствора

34 Смешано 25 г соли и 35 г воды. Какова процентная концентрация раствора?

35. Смешано 5 г кислоты и 75 г воды. Какова процентная концентрация раствора? (См. Ответ)

Пример определения разбавленных, выпаренных растворов

Довольно часто приходится разбавлять, упаривать и смешивать растворы, после чего определять их концентрацию.

Вопросы ответы для определения разбавленных, выпаренных растворов

36. К 2 кг 20% раствора прилили 500 г воды. Какой стала концентрация раствора?

37. К 5 а 36% соляной кислоты прилили 1 л воды. Какой стала концентрация раствора?

38. Смешали 40 кг 2% и 10 кг 3% растворов одного и того же вещества. Какой стала концентрация полученного раствора?

39. Смешали 4 л 28% серной кислоты и 500 мл 60% серной кислоты. Какова концентрация полученного раствора?

40. 3 кг 20% раствора едкого натра упарили до 2 кг. Какова концентрация полученного раствора?

41. Сколько воды нужно прибавить к 500 мл 30% раствора (плотность 1,224 г/см 3 ), чтобы получить 5% раствор? (См. Ответ)

Определение соотношение смешанных разных концентраций

Для определения, в каком соотношении следует смешать растворы разных концентраций, чтобы получить раствор искомой концентрации, можно применять так называемое «правило смешивания», или «диагональную
схему»

Вопросы ответы для определения в каком соотношении нужно смешивать вещества

42. Рассчитайте по диагональной схеме, в каком соотношении следует смешать растворы:

а) 20% и 3% для получения 10%;

б) 70% и 17% для получения 25%;

в) 25% и воду для получения 6% (См. Ответ)

Объемная концентрация растворов Молярная концентрация раствора

Молярная концентрация раствора (молярность, мольность) — это количество вещества (число молей) компонента в единице объёма смеси

Молярная концентрация раствора в системе СИ измеряется в моль/м³, однако на практике её гораздо чаще выражают в моль/л или ммоль/л. Также используют выражение «в молярности».

Возможно другое обозначение молярной концентрации, которое принято обозначать М. Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/л называют 0,5-молярным, записывают «0,5 M».

Расчет молярной концентрации

Расчет концентрации раствора по определению концентрации вещества производят применительно к 1 литру выбранному раствору. Молярная концентрация раствора показывает сколько грамм-молекул (молей) содержится в 1 литре растворенного вещества.

Измерение молярной концентрации удобна тем, что в равных объемах раствора содержится одинаковое количество молей при условии, что они одинаковой молярностью.

Для этого готовят раствор молярной концентрации в мерных колбах определенного объема. На шейке такой колбы имеется отметка, точно ограничивающая нужный объем, а надпись на колбе указывает, на какой объем рассчитана данная мерная колба.

Например, если в 1л раствора содержится 1 моль вещества, то такой раствор называется одномолярным (1 М), если 2 моля, то двумолярным (2 М), если 0,1 моля, тo раствор децимолярный (0,1 М), если 0,01 моля, то раствор сантимолярный (0,01 М) и т. д. Для приготовления растворов молярной концентрации необходимо знать формулу вещества.

Пример решения задачи

Молярная концентрация очень удобна тем, что в равных объемах растворов с одинаковой молярностью содержится одинаковое количество молекул, так как в грамм-молекуле любого вещества содержится одно и то же число молекул.

Готовят раствор молярной концентрации в мерных колбах определенного объема.

На шейке такой колбы имеется отметка, точно ограничивающая нужный объем, а надпись на колбе указывает, на какой объем рассчитана данная мерная колба.

Вопросы ответы для определения объемная концентрация растворов, молярная концентрация

43. Рассчитайте, какое количество вещества требуется для приготовления следующих растворов:

а) 5 л 0,1 М раствора серной кислоты;

б) 20 мл 2 М раствора соляной кислоты;

в) 500 мл 0,25 М раствора сульфата алюминия;

г) 250 мл 0,5 М раствора хлорида кальция. (См. Ответ)

Пример решения процентных растворов

Растворы кислот молярной концентрации нередко приходится готовить из процентных растворов.

Вопросы ответы для определения процентных растворов

44. Сколько потребуется 50% азотной кислоты для приготовления 500 мл 0,5 М раствора.

45. Какой объем 98% серной кислоты необходим для приготовления 10 л 3 М раствора?

46. Вычислите молярность следующих растворов:

а) 20% серной кислоты;

б) 4% едкого натра;

в) 10% азотной кислоты;

Нормальная концентрация растворов (эквивалент)

Нормальная концентрация растворов выражается количеством грамм-эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора.

Для того чтобы произвести расчет для приготовления раствора нормальной концентрации, нужно знать, что такое эквивалент. Слово «эквивалентный» означает «равноценный».

Эквивалентом называется весовое количество элемента, которое может соединяться с 1 весовой частью водорода или замещать ее в соединениях.

Если в молекуле воды Н₂О содержится два атома водорода, весящих в сумме 2 у. е., и один атом кислорода, весящий 16 у. е., то на 1 у. е. водорода приходится 8 у. е. кислорода, что и будет эквивалентом кислорода.

Если мы возьмем какой-нибудь окисел, например закись железа FeO, то в нем водорода нет, но зато есть кислород, а мы нашли из предыдущего расчета, что 8 у. е. кислорода эквивалентны 1 у. е. водорода.

Следовательно, достаточно найти количество железа, способное соединиться с 8 у. е. кислорода, и это также будет его эквивалентом.

Атомный вес железа 56. В окисле 56 у. е. Fe приходится на 16 у. е. кислорода, а на 8 у. е. кислорода железа придется вдвое меньше.

Можно найти эквивалент и для сложных веществ, например для серной кислоты H₂SО₄.

В серной кислоте на 1 у. е. водорода приходится половина молекулы кислоты (включая, конечно, и водород), так как кислота двухосновная, т. е. эквивалент серной кислоты равен ее молекулярному весу (98 у. е.), деленному на 2, т. е. 49 у. е.

Эквивалент для оснований

Эквивалент для основания можно найти, разделив его молекулярный вес на валентность металла.

Например , эквивалент NaOH равен молекулярному весу (40 у. е.), деленному на 1, т. е. на валентность натрия. Эквивалент NaOH равен 40 у. е.

Эквивалент гидроокиси кальция Са(ОН)₂ равен молекулярному весу (74 у. е.), деленному на валентность кальция, а именно на 2, т. е. 37 у, е.

Для того чтобы найти эквивалент для какой-нибудь соли, нужно молекулярный вес ее разделить на валентность металла и количество его атомов.

Так, молекулярный вес сульфата алюминия Al₂(SO₄)3 равен 342 у. е. Эквивалент его равен: 342 : (3 · 2) = 57 у.е. где 3 — валентность алюминия, а 2 — количество атомов алюминия.

■ 47. Рассчитайте эквиваленты следующих соединений; а) фосфорной кислоты; б) гидроокиси бария; в) сульфата натрия;г) нитрата алюминия. (См. Ответ)

Грамм-эквивалентом называется количество граммов вещества, численно равное эквиваленту.

Если в 1 л раствора содержится 1 грамм-эквивалент (г-экв) растворенного вещества, то раствор является одно-нормальным (1 н.), если 0,1 грамм-эквивалента, то деци-нормальным (0,1 н.), если 0,01 грамм-эквивалента, то сантинормальным (0,01 н.) и т. д.

Для расчета нормальной концентрации растворов также необходимо знать формулу вещества.

Пример решения эквивалент растворенного вещества

Растворы нормальной концентрации, как и молярные, готовят в мерных колбах.
■ 48. Сколько серной кислоты необходимо для приготовления 2 л 0,1 н. раствора?

49. Сколько нужно взять нитрата алюминия, чтобы приготовить 200 мл 0,5 н. раствора? (См. Ответ)

Что такое нормальные растворы

Числом грамм эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1 л раствора. Такие растворы носят общее название нормальных растворов.

Раствор, содержащий в литре один грамм-эквива лент растворенного вещества, называется одно-нормальным или, просто, нормальным раствором и обозначается буквой «н». Если раствор содержит 0,5 грамм-эквивалента в 1 л, то он называется полунормальным (0,5 н.), если содержит 0,1 грамм-эквивалента,— децинормальным (0,1 н.) и т. д.

Для того чтобы записать такие растворы пользуются формулой:

n_B — количество вещества компонента, моль;

V — общий объём смеси, литров;

z — число эквивалентности.

При приготовлении нормальных растворов сложных веществ — кислот, оснований и солей — следует иметь в виду, что эквивалент кислоты равен не молекулярному весу, деленному на основность, т. е. на число атомов водорода в молекуле кислоты, способных замещаться металлами.

Эквивалент основания равен его молекулярному весу, деленному на валентность соответствующего металла.

Что же касается солей, то для нахождения их эквивалентов молекулярный вес соли делят на число атомов металла в ее молекуле и на валентность этого металла.

Применение нормальных растворов

Нормальные растворы широко применяются в химии при проведении реакций между растворенными веществами.

Пользуясь нормальными растворами, легко заранее рассчитать, в каких объемных отношениях они должны быть смешаны, чтобы растворенные вещества прореагировали без остатка.

Так как весовые количества реагирующих веществ пропорциональны их эквивалентам, то для реакции всегда нужно брать такие объемы растворов, которые содержали бы одинаковое число грамм-эквивалентов растворенных веществ.

При одинаковой нормальности растворов эти объемы, очевидно, будут равны между собой, при различной — обратно пропорциональны нормальностям.

Если объемы затрачиваемых на реакцию растворов обозначить через υ₁ и υ₂ , а их нормальности, т. е. концентрации, выраженные в грамм-эквивалентах на литр, соответственно через С1 и С2, то зависимость между этими величинами выразится пропорцией:

На оснований этой зависимости можно не только вычислять требуемые для проведения реакций объемы растворов, но и обратно, по объемам затраченных на реакцию растворов находить их концентрации, а следовательно, и весовые количества прореагировавших веществ.

Пример определения нормальных растворов

Эквивалент HNO₃ (мол. вес 63) равен 63: 1 = 63

> Са(ОН)₂ (мол. вес 74) > . 74:2 = 37

Примеры получения раствора

Пример 1. Сколько миллилитров 0,3 н. раствора NaCl надо прибавить к 150 мл 0,16 н. раствора AgNO3, чтобы осадить все находящееся в растворе серебро в виде AgCl?

х = (0,16 х 150): 0,3 = 80 мл

Пример 2. Для нейтрализации 40 мл раствора серной кислоты потребовалось прибавить к ним 24 мл 0,2 н. раствора щелочи. Определить, сколько граммов H2SO4 содержалось во взятом объеме раствора.

Обозначив неизвестную нормальность раствора серной кислоты через х, составляем пропорцию:

х = (24 х 0,2) : 40 = 0,12

Так как грамм-эквивалент серной кислоты (мол. вес 98) равняется

то, очевидно, в литре 0,12 н. раствора содержится 49×0,12 = 5,88 г

H₂SO₄. Количество серной кислоты, содержащееся в 40 мл раствора, находим из пропорции:

1000 : 40 = 5,88 :х

x = (40×5,88):1000 =0,2352 г

Растворы нормальной концентрации

Нередко приходится готовить растворы нормальной концентрации из концентрированных растворов процентной концентрации. Это делается так же, как и при приготовлении растворов молярной концентрации, но рассчитывается не грамм-молекулярный, а грамм-эквивалентный вес .

Сколько нужно взять 60% азотной кислот, чтобы приготовить 200 мл 3 н. раствора? 61. Какой объем 20% серной кислоты необходим для приготовления 20 л 0,1 н. раствора?

Нормальная концентрация очень удобна, так как если растворы имеют одинаковую нормальность, то в равных объемах этих растворов содержатся эквивалентные количества растворенных веществ.

Поэтому вещества, содержащиеся в равных объемах таких растворов, реагируют нацело (если, разумеется, вообще могут между собой реагировать).

Например , если взять 1,5 л 0,1 н. раствора едкого натра и 0,1 н. раствор соляной кислоты, то для реакции с едким натром потребуется также 1,5 л раствора соляной кислоты.

Чем выше концентрация раствора, тем меньший его объем требуется для реакции, т. е. между объемами растворов реагирующих веществ и их концентрациями существует обратная зависимость, которую можно выразить формулой:

где V — объем, а С — концентрация раствора.

Исходя из этой формулы, можно определить любую из четырех величин, если известны три остальные.

Вопросы ответы для определения

52. На нейтрализацию 10 мл 0,2 н. раствора кислоты пошло 8 мл раствора едкого кали. Какова нормальность раствора едкого кали?

53. Какой объем 0,1 н. раствора едкого натра будет затрачен на реакцию с 25 мл 0,5 н. раствора хлорида железа (III)?

54. Сколько граммов серной кислоты содержится в 300 мл раствора, если на нейтрализацию 5 мл его израсходовано 8 мл 1 н. раствора едкого натра? (См. Ответ)

Процентное содержание вещества

Подобные расчеты широко применяются в количественном анализе.
Нередко лаборанту нужно знать процентное содержание вещества в растворе той или иной объемной концентрации.

В этом случае необходимо научиться производить перерасчет раствора объемной концентрации на весовую и наоборот.

Пример решения содержание вещества

Вопросы для определения содержания вещества

56. Рассчитайте нормальность следующих растворов:

а) 28% раствора едкого кали;

б) 8% раствора едкого натра;

в) 18% раствора соляной кислоты.

56. Смешано 500 мл 20%, 20 мл 0,2 н. и 300 мл 0,5 М растворов серной кислоты. Рассчитайте нормальность и молярность образовавшегося раствора.

57. Какова молярность 40% раствора едкого натра?

58. Какова нормальность 6% раствора едкого кали?

59. Какова нормальность соляной кислоты, если на нейтрализацию 20 мл ее израсходовано 40 мл 0,2 н. раствора гидроокиси кальция?

60. В каких соотношениях надо смешать 20% и 5% растворы одного и того же вещества, чтобы получился 12% раствор?

61. Какой объем 80% раствора серной Кислоты нужно взять, чтобы приготовить 2 л 2н. раствора этой кислоты? (См. Ответ)

Какой раствор называется насыщенным

Для получения насыщенного раствора к растворителю прибавляют растворяемое вещество в таком количестве, чтобы часть его осталась не растворенной. Насыщенными растворами приходится пользоваться сравнительно редко.

В большинстве случаев употребляют растворы ненасыщенные, т. е. с меньшей концентрацией растворенного вещества, чем в насыщенном растворе.

Не следует смешивать понятия «концентрированный» и «насыщенный». Концентрированный раствор отнюдь не обязательно должен быть насыщен.

Пример получения насыщенного раствора

Например , раствор, содержащий 20 г KNО₃ на 100 г воды, является довольно концентрированным раствором, но если температура его 20°, то он еще далеко не насыщенный.

Для получения насыщенного раствора при этой температуре нужно было бы взять 31,5 г селитры на 100 г воды.

Насыщенный раствор может быть очень разбавленным, если данное вещество плохо растворимо.

В качестве примера можно указать на насыщенный раствор гипса, который при 20° содержит только 0,21 г гипса в 100 г раствора.

Измерение объемов растворов

На измерении объемов растворов, затрачиваемых на реакцию, основан метод количественного определения веществ, получивший название объемного анализа.

Точное измерение объемов растворов производится при помощи бюреток, представляющих собой стеклянные трубки, нижний конец которых сужен и снабжен краном для выпускания жидкости или стеклянным наконечником, присоединенным к бюретке посредством резиновой трубочки с зажимом.

На трубках нанесены деления, отмечающие обычно десятые доли миллилитра. Если требуется сразу отмерить определенный объем жидкости, то пользуются пипетками.

Для объемных определений необходимо, чтобы конец взаимодействия между растворенными веществами обнаруживался каким-либо достаточно резким внешним признаком, например изменением окраски раствора.

С этой целью к исследуемому раствору обычно прибавляют небольшое количество так называемого индикатора — вещества, которое, не влияя на направление процесса, резко изменяет свою окраску в тот момент, когда избыток находящегося в растворе одного вещества заменяется ничтожным избытком другого.

Так, например , при реакции между кислотой и щелочью индикатором может служить раствор лакмуса, изменяющий свою окраску при переходе от кислой среды к щелочной и обратно.

Определение концентрации раствора

Определение концентрации раствора выполняется следующим образом. В небольшой стаканчик при помощи пипетки отмеривают определенный объем исследуемого раствора и прибавляют к нему несколько капель раствора индикатора.

Подставив стаканчик под бюретку, понемногу выпускают из нее в стаканчик второй раствор, концентрация которого точно известна.

Прибавление раствора из бюретки производят до момента изменения окраски индикатора. Затем по делениям на бюретке устанавливают объем выпущенного раствора.

Концентрацию исследуемого раствора рассчитывают на основании соотношения между объемами затраченных на реакцию растворов.

При объемном анализе концентрацию растворов часто выражают числом граммов растворенного вещества, содержащихся в 1 мл раствора. Выраженная таким образом концентрация называется титром раствора. Отсюда и самый метод определения концентрации, описанный выше, называется титрованием.