Как найти объем раствора исходного раствора

Алгоритм расчета объема исходного раствора кислоты

1. Найти,
сколько моль эквивалентов кислоты
необходимо для приготовления заданного
раствора по формуле:

_{экв.
(кислоты)}
= V_р-ра·С_N
,

где:
V_р-ра
— объем раствора, в литрах, который надо
приготовить;

С_N
— нормальная концентрация заданного
раствора.

2. Найти
массу данного количества эквивалентов
кислоты по формуле:

m
= _экв.·М_Э
,

где:
М_Э
— молярная масса эквивалента кислоты.

М_Э(HCl)
= M/1
= 36.5 г/моль; М_Э(H₂SO₄)
= M/2
= 49 г/моль.

3. Найти, в какой
массе исходного раствора содержится
нужная Вам масса кислоты:

где:

— массовая доля кислоты в исходном
растворе.

4. Найти
объем исходного раствора по формуле:

,

где:

— плотность, определенная экспериментально
с помощью ареометра.

Определение точной концентрации кислоты методом титрования

Определение
концентрации раствора кислоты, основанное
на реакции нейтрализации, выполняется
следующим образом:

1. Чисто вымытую бюретку
установите вертикально в зажиме штатива
и ополосните ее несколькими миллилитрами
того раствора кислоты, который будет
затем наливаться в бюретку.

2. Налейте
в бюретку приготовленный раствор кислоты
и установите уровень жидкости на нулевом
делении, считая по нижнему мениску,
уберите воронку из бюретки. Следите,
чтобы кончик бюретки был заполнен
раствором и не содержал пузырьков
воздуха.

3. Ополосните
чистую пипетку раствором щелочи известной
концентрации, отмерьте ею 10 мл раствора
и вылейте его в коническую колбочку,
прибавив туда 1-2 капли индикатора
метилоранжа.

4. Поместите
колбочку с раствором щелочи под бюретку
и приливайте постепенно раствор кислоты
из бюретки в колбочку до нейтрализации
раствора щелочи, то есть до изменения
цвета раствора от желтого до слаборозового.
Прибавляйте раствор в колбу небольшими
порциями при непрерывном перемешивании.
Изменение окраски раствора должно
произойти от прибавления одной лишней
капли раствора кислоты. После этого
отмерьте уровень жидкости в бюретке,
считая по нижнему
мениску. Титрование повторите 3 раза.
Отклонение результатов отдельных
титрований не должно превышать 0.2 мл
(данные с большим отклонением в расчет
не принимать).

Результаты
занесите в таблицу:

По
результатам титрования вычислите
нормальность кислоты. Для растворов
нормальной концентрации существует
соотношение, вытекающее из закона
эквивалентов:

,

где:
V₁ —
объем раствора щелочи известной
концентрации:

— нормальность раствора щелочи;

V₂ —
объем исследуемого раствора кислоты;

— нормальность исследуемого раствора
кислоты.

Из
приведенного равенства легко подсчитать
нормальную концентрацию исследуемого
раствора:

.

Лабораторная работа «Изучение зависимости скорости химических реакций от различных факторов. Химическое равновесие»

Опыт
№ 1 Зависимость скорости химической
реакции от концентрации реагирующих
веществ

Налейте
в четыре стаканчика следующие растворы:

1)
10 мл 0.1 М раствора тиосульфата
натрия + 30 мл воды;

2)
20 мл 0.1 М раствора тиосульфата
натрия + 20 мл воды;

3)
30 мл 0.1 М раствора тиосульфата
натрия + 10 мл воды;

4)
40 мл 0.1 М раствора тиосульфата
натрия.

Последовательно
в каждый стаканчик прилейте по 10 мл
0.05 М раствора кислоты. Отметьте с
помощью секундомера промежуток времени
от момента сливания растворов до
появления мути, вызванной началом
выпадения в осадок серы, в соответствии
с уравнением:

Na₂S₂O₃
+ H₂SO₄

Na₂SO₄
+ SO₂
+ S
+ H₂O.

Вычислите
относительную скорость реакции по
формуле:

,
где 
– время (по секундомеру), в секундах.

Результаты
занесите в таблицу:

Найденную
зависимость скорости от концентрации
изобразите графически, отложив по оси
абсцисс концентрацию тиосульфата, а по
оси ординат — относительную скорость.
Сделайте вывод.

Опыт
№ 2 Зависимость скорости реакции от
температуры.

Налейте
в стаканчик 10 мл 0.1 М раствора
тиосульфата натрия. Прилейте к нему при
комнатной температуре 10 мл 0.05 М
раствора серной кислоты. Определите с
помощью секундомера время прохождения
реакции (аналогично опыту 1). Второй
опыт проведите аналогично, но при
температуре, на 10С
выше комнатной. Для этого стаканчики с
растворами нагрейте на водяной бане,
контролируя температуру воды термометром
(следует выдержать растворы не менее 5
минут).

Сделайте
вывод о влиянии температуры на скорость
реакции.

Опыт
№ 3 Влияние катализатора на скорость
химической реакции.

В
две пробирки налейте по 5 мл 3%‑ного
раствора перекиси водорода. В одну из
них поместите несколько кристалликов
оксида марганца(IV). Качественно сравните
скорость реакции разложения перекиси
в этих пробирках:

2H₂O₂
= 2H₂O
+ O₂.

Какую
роль играет оксид марганца(IV)?

Опыт
№ 4 Влияние величины поверхности на
скорость гетерогенной химической
реакции.

Уравновесьте
на весах маленький кусочек мрамора и
порошкообразный мрамор. Приготовьте
две пробирки с равными объемами растворов
соляной кислоты (2-3 мл). Одновременно
стряхните с бумажек кусочек мрамора в
одну пробирку, порошок – в другую.
Отметьте с помощью секундомера время
окончания реакций в обеих пробирках.
Сделайте вывод о влиянии величины
поверхности на скорость реакции.

Опыт № 5
Смещение химического равновесия.

Налейте
в стакан 15 мл 0.1 N
раствора хлорида железа(III) и такой же
объем 0.1 N
раствора роданида калия. Обратите
внимание на появление красной окраски
при смешении растворов. Напишите
уравнение реакции.

Полученный
раствор разделите поровну в 4 пробирки.
В первую пробирку добавьте несколько
капель концентрированного раствора
хлорида железа(III), в другую – несколько
капель концентрированного раствор
роданида калия. В третью пробирку
добавьте щепотку кристаллического
хлорида калия. Четвертую пробирку
оставьте для сравнения.

Дайте
объяснение различной интенсивности
окраски растворов в пробирках. Напишите
выражения константы химического
равновесия данной реакции.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

Светило науки — 2432 ответа — 10471 помощь

Смесь, состоящая из частиц растворителя, растворяемого вещества и продуктов их взаимодействия, называется раствором. Это гомогенные структуры однородной консистенции, состоящие из двух либо нескольких компонентов. Решение задач на растворы – определение их концентрации, степени растворимости веществ, условий протекания растворообразующих процессов.

Задачи на растворы по химии

Чистое вещество либо смесь нескольких компонентов, попадая в растворитель, могут проявлять свойства:

• хорошей растворимости;
• малой растворимости;
• быть нерастворимыми.

При растворении в воде образуются многочисленные атомно-молекулярные связи. Их количество зависит от коэффициента растворимости – химической величины, которая рассчитывается путем деления массы растворяемого вещества на массу растворителя.

Кроме этого, в задачах могут присутствовать массовая доля вещества, растворенного в соответствующем растворителе.

Как решать задачи с процентными растворами

Растворы с выраженной концентрацией активного (растворенного) вещества носят название процентных. В задачах по химии ставятся цели определить содержание массы растворенного вещества, массы образовавшегося либо первоначального раствора, процентного содержания вещества до или после растворения.  

Растворы, о которых идет речь в задачах по химии, обладают общими свойствами:

• они однородны;
• смешивание компонентов происходит за малый отрезок времени, как и изменение их концентрации;
• в результате смешивания двух (или более) растворов с различной концентрацией, происходит не только увеличение общей массы и объема раствора, но и усреднение процентного содержания растворенного вещества.

Поэтому существуют общие принципы их решения. Так, увеличение концентрации происходит в результате упаривания (испарения растворителя), а уменьшение – разбавления. В результате смешения может наблюдаться как увеличение, так и уменьшение, в зависимости от конкретных условий задачи.

В любом случае характеристики начального и конечного продуктов будут различаться, поэтому важно, данные в условии сведения не перепутать. Для этого применяется их нумерация.

Чтобы грамотно составить алгоритм решения, часто бывает полезно использовать уравнение химической реакции относительно активного вещества либо кислоты.

Концентрация растворов и способы ее выражения

На бытовом уровне понятие концентрации раствора выражается в отношении массы растворенного вещества к массе раствора, выраженном в процентах. Однако правомерно более широкое определение, охватывающее различные способы выражения концентрации.

Концентрация раствора – количественный показатель состава активного вещества в растворе, выраженное в определенных единицах и заключенное в единице массы или объема. Выражается в долях, процентах, массовых долях, молярности, мольных долях, титрах. Из них чаще применяются молярность и мольная доля.

1. О массовой доле ((omega)) идет речь в задачах, когда можно составить соотношение масс растворенного компонента и всего раствора. Для ее выражения существует формула:

(omega=M_{в-ва}div M_{р-ра})

Выражается она в процентах либо долевых частях единицы.

2. Молярность (по-другому – молярная концентрация) или (С) показывает сколько молей растворяемого компонента содержится в литре раствора. Ее формула имеет вид:

(С=ndiv V)

где (n) – это растворенное вещество в молях. Исходя из его значения, раствор может быть одномолярным (содержит 1 моль в 1 литре), децимолярным (0,1 моля в 1 л), сантимолярным (0,01 моль) и т.д.  

3. Концентрация моляльная (обозначается (С_х)) – моляльность – показатель количества (n) молей растворенного компонента в 1 кг растворителя ((M_{р-ля})).

(C_x=ndiv M_{р-ля})

4. Для определения содержания (в граммах) вещества в 1 л раствора применяется понятие «титр» ((Т)).

(T=M_{в-ва}div V_{р-ра})

5. Под растворимостью ((S)) понимают максимальную массу растворяемого вещества, способного раствориться в 100 г растворителя:

(S=(M_{в-ва}div M_{р-ля})times100 {})

6. Коэффициент растворимости ((K_s)) – показатель, который определяется отношением массы вещества к массе растворителя при условии получения насыщенного раствора при обозначенной температуре:

(K_s=M_{в-ва}div M_{р-ля})

Решение задач на упаривание растворов

Выпаривание раствора происходит в результате испарения воды, что ведет за собой уменьшение общего объема и массы. В то же время масса растворенного вещества остается без изменений. Существуют случаи, когда, кроме растворителя, испаряется растворенное вещество, если оно обладает повышенной летучестью.

Пример. Водный раствор аммиака

Рассмотрим пример решения задачи на упаривание.

Условие: В наличии 800 г раствора с 15%-ной концентрацией определенного вещества. Нужно увеличить его массовую долю на 5%. Сколько г воды должно испариться?

Этапы решения:

1. Какова масса вещества в первичном растворе?

(M_в=omega_вtimes M_р=0,15×800=120)г, где (M_в) — масса вещества, (M_р) — масса раствора

Найденное значение останется постоянным, поскольку при выпаривании изменения массы растворенного вещества не происходит. Значит M’=120г

2. (M_р=M_вdivomega_в= 120÷0.2=600)г

3. Теперь можно найти массу испаренной воды:

(M{исп;в}=M_р-M’=800-600=200)г

Решение задач на разбавление растворов

В результате процесса разбавления масса того вещества, которое растворено, не меняется в отличие от массы всего раствора и растворителя.

Задача

Масса имеющегося раствора NaCl 200г, его концентрация – 15%. К раствору добавлено 40г воды. Определить массовую долю NaCl в конце реакции.

Решение

1. Определение массы раствора в конце процесса:

(M’=M_{р-ра}+M_{добH2O}=240)г

2. Определение массы NaCl в начале процесса:

(M_{NaCl}=(omega_{NaCl}times M_р)div100%=15%times200гdiv100%=30 {})г

В конечном растворе (M’_ {NaCl}=M_{NaCl})

3. Определение массовой доли NaCl в конце процесса:

(omega’_{NaCl}=M_{NaCl}div M’_рtimes100%=12,5%)

Решение задач на концентрирование растворов

Повышение концентрации происходит при добавлении вещества в раствор. При этом конечная масса растворенного вещества равна сумме первоначального содержимого и того, который добавлен.

Задача. Имеется 180 г раствора с 8%-ной концентрацией соли (формула NaCl). В этот раствор всыпали еще 20 г поваренной соли. Какая массовая доля NaCl получилась в конце реакции?

Решение

1. Определение окончательной массы раствора:

(M’_р=M_р+M_{доб}=200)г

2. Определение конечной массы NaCl:

M’=M+Mдоб

Следовательно, нужно найти (M) – массу в начале процесса. 

(M=(omega_{NaCl}times M_р)÷100%=14,4)г

Тогда (M’=14,4г+20г=34,4)г

3. Определение массовой доли NaCl в конечном продукте:

(omega’=M’_{NaCl}div M’_рtimes100%=17,2%)

Решение задач на смешение растворов

Смешение растворов с различной концентрацией растворенного вещества происходит с соблюдением «конверта Пирсона». Это – диагональная модель, при которой нельзя складывать массовые доли, а можно – лишь массы растворенных компонентов и растворов.

Задача

Дано два раствора с массами (M) и (M_1). Массовые доли растворенного вещества обозначим соответственно (ω) и (ω_1). В конечном продукте аналогичная величина – (ω_3). Необходимо приготовить третий раствор с отличной от имеющихся концентраций.

Решение

1. Определение общей массы растворенного вещества:

(M_1omega_1+M_2omega_2=omega_3(M_1+M_2))

2. Математические действия:

(M_1(omega_1-omega_3)=M_2=(omega_3-omega_2))

(M_1div M_2=(omega_3-omega_2)div(omega_1-omega_3))

Следовательно, согласно этому математическому выражению, и нужно взять соотношение растворов.

Задачи на определение процентной концентрации раствора

Задача 1

Какая процентная концентрация раствора (KNO_3), если нормальная равна (0,2) моль/л. Плотность равна (1) г/мл.

Решение:

1. Определение массы раствора объемом (1000) мл:

(M=rhotimes V=1times1000=1000)г

2. Составление и решение следующей пропорции:

(20,0)г (KNO_3) — (1000) г раствора

(Х_г) — (100) г раствора

(Х=2,02) г или (ω=2,02%)

Задача 2

Нужно приготовить (300) г 25%-ного раствора соли, имея 60%-ный и 10%-ный. Сколько нужно взять таких компонентов (m1 и m2)?

Для решения применим правило Креста:

1. Определение веса одной из 50-ти частей образуемого раствора:

(300div5=6)

2. Определение массы каждой части (m_1) и (m_2):

(m_1=6times15=90)

(m_2=6times35=210)

Задача 3

Используя 250г 45%-ного раствора соли, нужно понизить его концентрацию до 10%. Сколько воды необходимо использовать?

Концентрация соли в воде, используемой в качестве добавки, равна 0.

По методу креста образуется 45 частей раствора:

Решение

1. Масса одной части первичного раствора равна: (250div10=25)г

2. Определение массы воды, что необходима: (25times35=875)г

С целью проверки можно выполнить следующие действия:

1. Определение массы конечного продукта-раствора:

(875+25=1125г)

2. Для исходного раствора действует пропорция:

В 250г 40%-ного р-ра содержится Хг соли

в 100 г – 45г

Отсюда Х=112,5 г соли

3. Определение конечной концентрации раствора:

 1125 г раствора – 112,5 соли

100г – Х

Х=10г или 10%

Следовательно, нужно взять 875 г воды.

Решать задачи на растворы – интересное занятие! Знание основных закономерностей будет полезно с теоретической и практической точек зрения. Однако бывают случаи, когда нужно быстро сдать контрольную либо перепроверить собственные решения. Тогда можно обратиться на сайт ФениксХелп.