Материал: Концентрация растворов

Моляльная концентрация показывает, сколько молей растворенного вещества приходится на 1000 граммов растворителя.

Моляльность может быть рассчитана по формуле:

где m(вещества) – масса растворенного вещества, г; m(растворителя) – масса растворителя, г;

M(вещества) – молярная масса растворенного вещества, г/моль.

1.2. Примеры решения задач по теме «Концентрация растворов»

Задачи по этой теме можно решать или путем логического рассуждения, составляя пропорции на основе определений различных видов концентраций, или используя формулы, приведенные выше. В примерах будут показаны оба способа решения задач.

Пример 1. В 200 мл воды растворено 50 граммов хлорида калия. Вычислите массовую долю вещества в растворе.

Ответ: ω = 20%.

6

Пример 2. Какой объем аммиака (измеренный при нормальных условиях) израсходуется при приготовлении 1 кг 10%-ного раствора? Сколько воды надо взять для приготовления этого раствора?

можно найти массу растворенного аммиака. При этом масса раствора должна быть выражена в граммах:

m(раствора) = 1кг = 1000 г,

Аммиак в обычных условиях находится в газообразном состоянии. Для определения объема газообразного вещества можно воспользоваться следствием из закона Авогадро, согласно которому один моль любого газа при нормальных условиях занимает объем

22,4 литра.

M(NH3) = 17 г/моль.

1 моль NH3 имеет массу 17 граммов и занимает объем 22,4 литра,

Зная массу раствора и массу растворенного вещества, можно найти массу воды:

m(H2O) = m(раствора) − m(NH3) = 1000 – 100 = 900 г.

Для того чтобы найти объем воды, надо использовать ее плотность ρ(H2O) = 1 г/мл:

7

Пример 3. Вычислите молярность раствора, содержащего 25,4 г FeCl2 в 500 мл раствора.

Молярная масса FeCl2 равна 127 г/моль.

V(р-ра) = 500 мл = 0,5 л.

25,4

CM = 1270,5 = 0,4М.

Ответ: СМ = 0,4М.

Пример 4. Вычислите нормальность 50%-ного раствора серной кислоты, плотность которого 1,5 г/мл.

надо знать массу H2SO4, молярную массу ее эквивалента и объем раствора.

1.Определим объем раствора.

Очевидно, что 50%-ному раствору серной кислоты соответствует какая-то вполне определенная нормальная концентрация, которая не зависит от количества раствора. Поэтому для выполнения расчета можно взять любое количество этого раствора. Для удобства вычислений возьмем 1 литр раствора:

V(р-ра) = 1 л = 1000 мл.

2. Определим массу H2SO4. Масса взятого раствора

m(раствора) = V(раствора) · ρ(раствора) = 1000 . 1,5 = 1500 г.

8

Из формулы для расчета массовой доли можно найти массу растворенного вещества:

3. Определим молярную массу эквивалента серной кислоты.

Ее можно рассчитать по формуле эквивалента сложного вещества:

4. Подставим полученные значения в исходную формулу и получим:

750 СН = 491 15,3н .

Ответ: СН = 15,3н.

Пример 5. Определите моляльную концентрацию 10%-ного раствора нитрата натрия.

M(NaNO3) = 85 г/моль.

Так же, как в предыдущем примере, для перехода от одного способа выражения концентрации раствора к другому можно взять любое количество этого раствора. В данном случае удобно взять 100 граммов раствора.

Так как ω(NaNO3) = 10%, то по определению процентной концентрации можно сказать, что в 100 граммах раствора содержится 10 граммов NaNO3 и 90 граммов воды, то есть

m(NaNO3) = 10 г, m(H2O) = 90 г.

Ответ: Cm = 0,13 моль/кг.

9

Пример 6. Моляльная концентрация раствора карбоната калия 0,2 моль/кг. Определите массовую долю соли в этом растворе.

По определению моляльной концентрации можно сказать, что в данном растворе в 1000 граммах воды растворено 0,2 моля K2CO3.

М(K2CO3) = 138 г/моль.

1моль K2CO3 имеет массу 138 граммов,

0,2 моля K2CO3 ------------ Х граммов

Масса раствора складывается из массы воды и массы растворенного вещества:

m(р-ра) = m(H2O) + m(K2CO3) = 1000 + 27,6 = 1027,6 г.

Подставим полученные значения в исходную формулу:

Ответ: ω = 2,69%.

10