Концентрацию экв как найти

При решении химических задач, при расчётах на работе, да и просто в жизни иногда приходится рассчитывать концентрации. Неважно, будет это школьная теоретическая задача, необходимость приготовить электролит для аккумулятора автомобиля, надобность узнать количество сахара для компота — все расчёты концентраций выполняются по известным формулам, которых не так много. Однако, с этим часто возникают трудности.

Прочитав эту статью, Вы научитесь легко рассчитывать концентрации веществ и при надобности играючи переводить одну концентрацию в другую. В статье приводятся примеры задач с решениями, а в конце приведём справочную табличку с формулами, которую можно распечатать и держать под рукой.

Массовая доля

Начнём с простого, но в то же время нужного способа выражения концентрации компонента в смеси — массовой доли.

Массовая доля есть отношение массы данного компонента к сумме масс всех компонентов. Обозначать её принято буквой w или ω (омега).

Рассчитывается массовая доля по формуле:

Large w_{i}=frac{m_{i}}{m}, ;;;;;(1)

где Large w_{i} — массовая доля компонента i в смеси,

Large m_{i} — масса этого компонента,

m — масса всей смеси.

И сразу разберём на примере:

Задача:

Зимой дороги посыпают песком с солью. Известно, что куча имеет массу 50 кг, и в неё всыпали 1 кг соли и перемешали. Найти массовую долю соли.

Решение:

Масса соли есть Large m_{i} по формуле выше. Масса всей смеси нам пока неизвестна, но найти её легко. Просуммируем массу песка и соли:

Large m = m_{п}+m_{с}= 50 кг + 1 кг = 51 кг

А теперь находим и массовую долю:

Large w_{с} = frac{m_{с}}{m} = 1 кг / 51 кг = 0.0196,

или умножаем на 100% и получаем 1.96%.

Ответ: 0.0196, или 1.96%.

Теперь решим что-то посложнее, и ближе к ЕГЭ.

Задача:

Смешали 200 г раствора глюкозы с массовой концентрацией 25% и 300 г раствора глюкозы с массовой концентрацией 10%. Найти массовую концентрацию полученного раствора, ответ округлить до целых.

Решение:

Обозначим первый и второй растворы соответственно Large m_{1} и Large m_{2}. Массу полученного после смешения раствора обозначим Large m и найдём:

Large m = m_{1} + m_{2} = 200 г + 300 г = 500 г

Массу самой глюкозы в первом и втором растворе обозначим Large m_{гл. 1} и Large m_{гл. 2}. По формуле (1) это будут наши массы компонентов. Массы растворов нам известны, их массовые концентрации тоже. Как найти массу компонента? Очень просто, находим неизвестное делимое умножением (и не забываем, что проценты — это сотые части):

Large m_{гл. 1} = w_{1}cdot m_{1} = 0.25 cdot 200 г = 50 г

Large m_{гл. 2} = w_{2}cdot m_{2} = 0.1 cdot 300 г = 30 г

Таким образом, общая масса глюкозы Large m_{гл}:

Large m_{гл} = m_{гл. 1} + m_{гл. 2} = 50 г + 30 г = 80 г.

Ответ: 80 г.

Задачи на смешение раствором с разными концентрациями одного вещества можно решать с помощью «конверта Пирсона».

Объёмная доля

Часто, когда мы имеем дело с жидкостями и газами, удобно оперировать их объёмами, а не массой. Поэтому, чтобы выражать долю какого-либо компонента в таких смесях (но и в твёрдых тоже вполне можно), пользуются понятием объёмной доли.

Объёмная доля компонента — отношение объёма компонента к сумме объёмов компонентов до смешивания. Объёмная доля измеряется в долях единицы или в процентах. Обычно обозначается греческой буквой φ (фи).

Рассчитывается объёмная доля по формуле:

Large phi_{B}=frac{V_{B}}{sum{V_{i}}}, ; ;;;; (2)

где Large phi_{B} — объёмная доля компонента B;

Large V_{B} — объём компонента B;

Large sum{V_{i}} — сумма объёмов всех компонентов.

Здесь важно понимать, что в формулу по возможности подставляем именно сумму объёмов всех компонентов, а не объём смеси, так как при смешивании некоторых жидкостей суммарный объём уменьшается. Так, если смешать литр воды и литр спирта, два литра аквавита мы не получим — будет примерно 1800 мл. В школьных задачах, как правило, это не так важно, но в уме держим и помним.

Задача:

Смешали 6 объёмов воды и 1 объём серной кислоты. Найти объёмную долю кислоты в полученном растворе.

Решение:

Так как объёмная доля — безразмерная величина, объёмы компонентов в условии задачи могут даваться в любых единицах — литрах, стаканах, баррелях, штофах, сексталях — главное, чтобы в одинаковых. Если не так — переводим одни в другие, если одинаковые — решаем. В нашем условии описаны просто некоторые «объёмы», их и подставляем.

Large phi_{H_{2}SO_{4}} = frac{V_{ H_{2}SO_{4} }} { V_{ H_{2}SO_{4}} + V_{H_{2}O}} = frac{1 : объём}{1 : объём + 6 : объёмов} = frac{1 : объём}{7 : объёмов} = 0.143, : или : 14.3%

Ответ: 14.3 %.

С газами всё обстоит немного интереснее — при не очень больших давлениях и температурах объёмная доля какого-либо газа в газовой смеси равна его мольной доле. (Ведь мы знаем, что молярный объём газов почти равен 22.4 л/моль).

Задача:

Мольная доля кислорода в сухом воздухе составляет 0.21. Найдите объёмную долю азота, если объёмная доля аргона составляет 1%.

Решение:

Внимательный читатель заметил, что мы написали о том, что объёмная и мольная доля для газов в смеси равны. Поэтому, объёмная доля кислорода равна также 0.21, или 21%. Найдём объёмную долю азота:

Large 100% — 21% — 1% = 78%.

Ответ: 78%.

Мольная доля

В тех случаях, когда нам известны количества веществ в смеси, мы можем выразить содержание того или иного компонента с помощью мольной доли.

Мольная доля — отношение количества молей данного компонента к общему количеству молей всех компонентов. Мольную долю выражают в долях единицы. ИЮПАК рекомендует обозначать мольную долю буквой x (а для газов — y).

Находят мольную долю по формуле:

Large x_{B} = frac{n_{B}}{sum{n_{i}}}, ;;;;;(3)

где Large x_{B} — мольная доля компонента B;

Large n_{B} — количество компонента B, моль;

Large sum{n_{i}} — сумма количеств всех компонентов.

Разберём на примере.

Задача:

При неизвестных условиях смешали 3 кг азота, 1 кг кислорода и 0.5 кг гелия. Найти мольную долю каждого компонента полученной газовой смеси.

Решение:

Сначала находим количество каждого из газов (моль):

Large n_{N_{2}} = frac{ m_{N_{2}}}{M_{N_{2}}} = frac {3000 : г}{28 : ^г/_{моль}} = 107.14 : моль

Large n_{O_{2}} = frac{ m_{O_{2}}}{M_{O_{2}}} = frac {1000 : г}{32 : ^г/_{моль}} = 31.25 : моль

Large n_{He} = frac{ m_{He}}{M_{He}} = frac {500 : г}{4 : ^г/_{моль}} = 125 : моль

Затем считаем сумму количеств:

Large sum {n} = 107.14 : моль + 31.25 : моль + 125 : моль = 263.39 : моль

И находим мольную долю каждого компонента:

Large y_{N_{2}} = frac {107.14 : моль}{263.39 : моль} = 0.4068, : или : 40.68 %;

Large y_{O_{2}} = frac {31.25 : моль}{263.39 : моль} = 0.1186, : или : 11.86 %;

Large y_{He} = frac {125 : моль}{263.39 : моль} = 0.4746, : или : 47.46 %;

Проверяем:

Large 40.68 % + 11.86 % + 47.46 % = 100%.

И радуемся правильному решению.

Ответ: 40.68%, 11.86% , 47.46%.

Молярность (молярная объёмная концентрация)

А сейчас рассмотрим, вероятно, самый часто встречающийся способ выражения концентрации — молярную концентрацию.

Молярная концентрация (молярность, мольность) — количество вещества (число молей) компонента в единице объёма смеси. Молярная концентрация в системе СИ измеряется в моль/м³, однако на практике её гораздо чаще выражают в моль/л или ммоль/л.

Также иногда говорят просто «молярность», и обозначают буквой М. Это значит, что, например, обозначение «0.5 М раствор соляной кислоты» следует понимать как «полумолярный раствор соляной кислоты», или 0.5 моль/л.

Обозначают молярную концентрацию буквой c (латинская «цэ»), или заключают в квадратные скобки вещество, концентрация которого указывается. Например, [Na⁺] — концентрация катионов натрия в моль/л. Кстати, слово «моль» в обозначениях не склоняют — 5 моль/л, 3 моль/л.

Рассчитывается молярная концентрация по формуле:

Large c_{B} = frac{n_{B}}{V} ; ; ;;; (4)

где Large n_{B} — количество вещества компонента B, моль;

Large V — общий объём смеси, л.

Разберём на примере.

Задача:

В пивную кружку зачем-то насыпали 24 г сахара и до краёв заполнили кипятком. А нам зачем-то нужно найти молярную концентрацию сахарозы в полученном сиропе. И кстати, дело происходило в Британии.

Решение:

Молекулярная масса сахарозы равна 342 (посчитайте, может мы ошиблись — C₁₂H₂₂O₁₁). Найдём количество вещества:

Large n_{сахарозы} = frac{24 : г}{342 : г/моль} = 0.0702 моль

Британская пинта (мера объёма такая) равна 0.568 л. Поэтому молярная концентрация находится так:

Large c_{сахарозы} = frac{0.0702 : моль}{0.568 : л} = 0.1236 моль/л

Ответ: 0.1236 моль/л.

Нормальная концентрация (молярная концентрация эквивалента, «нормальность»)

Нормальная концентрация — количество эквивалентов данного вещества в 1 литре смеси. Нормальную концентрацию выражают в моль-экв/л или г-экв/л (имеется в виду моль эквивалентов).

Обозначается нормальная концентрация как с_н, с_N, или даже c(f_eq B). Рассчитывается нормальная концентрация по формуле:

Large c_{N} = z cdot c_{B} = z cdot frac{n_{B}}{V}= frac{1}{f_{eq}} cdot frac {n_{B}}{V} ; ;;;; (5)

где Large n_{B} — количество вещества компонента В, моль;

V — общий объём смеси, л;

z — число эквивалентности (фактор эквивалентности Large f_{eq} = 1/z ).

Значение нормальной концентрации для растворов записывают как «н» или «N», а говорят «нормальность» или «нормальный». Например, раствор с концентрацией 0.25 н — четвертьнормальный раствор.

Разберём на примере.

Задача:

Рассчитать нормальность раствора объёмом 1 л, если в нём содержится 40 г перманганата калия. Раствор приготовили для последующего проведения реакции в нейтральной среде.

Решение:

В нейтральной среде перманганат калия восстанавливается до оксида марганца (IV). При этом в окислительно-восстановительной реакции 1 атом марганца принимает 3 электрона (проверьте на любой окислительно-восстановительной реакции перманганата калия с образованием оксида, расставив степени окисления), что означает, что число эквивалентности будет равно 3. Для расчёта концентрации по формуле (5) выше нам ещё не хватает количества вещества KMnO4. найдём его:

Large n_{KMnO_{4}}=frac{m _{KMnO_{4}}}{M _{KMnO_{4}} } = frac{40 : г}{158 г/моль}= 0.253 моль

Теперь считаем нормальную концентрацию:

Large c_{N_{KMnO_{4}}}= z cdot frac{n_{KMnO_{4}}}{V} = 3 cdot frac{0.253 : моль}{1 : л} = 0.759 моль-экв/л

Ответ: 0.759 моль-экв/л.

Таким образом, заметим важное на практике свойство — нормальная концентрация больше молярной в z раз.

Мы не будем рассматривать в данной статье особо экзотические способы выражения концентраций, о них вы можете почитать в литературе или интернете. Поэтому расскажем ещё об одном способе, и на нём остановимся — массовая концентрация.

Моляльная концентрация

Моляльная концентрация (моляльность, молярная весовая концентрация) — количество растворённого вещества (число моль) в 1000 г растворителя.

Измеряется моляльная концентрация в молях на кг. Как и с молярной концентрацией, иногда говорят «моляльность», то есть раствор с концентрацией 0.25 моль/кг можно назвать четвертьмоляльным.

Находится моляльная концентрация по формуле:

Large m_{B} = frac{n_{B}}{m_{A}}, ;;;;; (6)

где Large n_{B} — количество вещества компонента B, моль;

Large m_{A} — масса растворителя, кг.

Казалось бы, зачем нужна такая единица измерения для выражения концентрации? Так вот, у моляльной концентрации есть одно важное свойство — она не зависит от температуры, в отличие, например, от молярной. Подумайте, почему?

Массовая концентрация

Массовая концентрация — отношение массы растворённого вещества к объёму раствора. По рекомендации ИЮПАК, обозначается символом γ или ρ.

Находится массовая концентрация по формуле:

Large rho_{B}=frac{m_{B}}{V}, ;;;;; (7)

где Large m_{B} — масса растворенного вещества, г;

Large V — общий объём смеси, л.

В системе СИ выражается в кг/м³.

Разберём на примере.

Задача:

Рассчитать массовую концентрацию перманганата калия по условиям предыдущей задачи.

Решение:

Решение будет совсем простым. Считаем:

Large rho_{ KMnO_{4} }=frac{m_{ KMnO_{4} }}{V} =frac{40 : г}{1 : л} = 40 г/л.

Ответ: 40 г/л.

Также в аналитической химии пользуются понятием титра по растворенному веществу. Титр по растворенному веществу находится так же, как и массовая концентрация, но выражается в г/мл. Легко догадаться, что в задаче выше титр будет равен 0.04 г/мл (для этого надо умножить наш ответ на 0.001 мл/л, проверьте). Кстати, обозначается титр буквой Т.

А теперь, как обещали, табличка с формулами перевода одной концентрации в другую.

Таблица перевода одной концентрации в другую.

В таблице слева — ВО ЧТО переводим, сверху — ЧТО. Если стоит знак «=», то, естественно, эти величины равны.

	Массовая доля, large omega, %	Мольная доля, large x , %	Объёмная доля, large phi, %	Молярная концентрация, large c, моль/л	Нормальная концентрация, large c_{N} , моль-экв/л	Моляльная концентрация, large m, моль/кг	Массовая концентрация, large rho, г/л
Массовая доля, large omega, %	=	large omega_{B}=LARGE frac{x_{B} cdot M(B)}{sum x_{i} cdot M_{i}}	Для газов: omega = LARGE frac{phi_{A} cdot M(A)}{sum (M_{i} cdot phi_{i})}	large omega_{B}= LARGE frac{c_{B} cdot M(B)}{rho}	large omega_{B}=LARGE frac{c_{N} cdot M(B)}{rho cdot z}		large omega_{B}= LARGE frac{gamma_{B}}{rho}
Мольная доля, large x , %	large x_{B}=LARGE frac{frac{omega_{B}}{M(B)}}{sum frac{omega_{i}}{M_{i}}}	=				large x_{B}=LARGE frac{m_{B}}{m_{B}+frac{1}{M(A)}}
Объёмная доля, large phi, %	Для газов: large phi_{A}=LARGE frac{frac{omega_{A}}{M(A)}}{sum frac{omega_{i}}{M_{i}}}		=
Молярная концентрация, large c, моль/л	large c_{B}=LARGE frac{rho cdot omega_{B}}{M(B)}			=	large c_{B}=Large frac{c_{N}}{z}
Нормальная концентрация, large c_{N} , моль-экв/л	large c_{N}=LARGE frac{rho cdot omega_{B} cdot z}{M(B)}			large c_{N}=c_{B} cdot z	=
Моляльная концентрация, large m, моль/кг		large m_{B}=Large frac{x_{B}}{M(A)(1-x_{B})}				=
Массовая концентрация, large gamma, г/л	large gamma_{B}=rho cdot omega_{B}						=

Таблица будет пополняться.

From Wikipedia, the free encyclopedia

In chemistry, the equivalent concentration or normality (N) of a solution is defined as the molar concentration c_i divided by an equivalence factor f_eq:

Normality = c_i/f_eq

Definition[edit]

Normality is defined as the number of gramme or mole equivalents of solute present in one litre of solution. The SI unit of normality is Eq/L.

Normality formula[edit]

Normality (N) = Mass of Solute (in gm) / (Equivalent Weight of Solute × Volume of the Solution (in liters))

Usage[edit]

There are three common types of chemical reaction where normality is used as a measure of reactive species in solution:

• In acid-base chemistry, normality is used to express the concentration of hydronium ions (H₃O⁺) or hydroxide ions (OH⁻) in a solution. Here, 1/f_eq is an integer value. Each solute can produce one or more equivalents of reactive species when dissolved.
• In redox reactions, the equivalence factor describes the number of electrons that an oxidizing or reducing agent can accept or donate. Here, 1/f_eq can have a fractional (non-integer) value.
• In precipitation reactions, the equivalence factor measures the number of ions which will precipitate in a given reaction. Here, 1/f_eq is an integer value.

Normal concentration of an ionic solution is also related to conductivity (electrolytic) through the use of equivalent conductivity.

Medical[edit]

Although losing favor in the medical industry, reporting of serum concentrations in units of «eq/L» (= 1 N) or «meq/L» (= 0.001 N) still occurs.

Examples[edit]

Normality can be used for acid-base titrations. For example, sulfuric acid (H₂SO₄) is a diprotic acid. Since only 0.5 mol of H₂SO₄ are needed to neutralize 1 mol of OH⁻, the equivalence factor is:

f_eq(H₂SO₄) = 0.5

If the concentration of a sulfuric acid solution is c(H₂SO₄) = 1 mol/L, then its normality is 2 N. It can also be called a «2 normal» solution.

Similarly, for a solution with c(H₃PO₄) = 1 mol/L, the normality is 3 N because phosphoric acid contains 3 acidic H atoms.

Criticism of the term «normality»[edit]

Normality is an ambiguous measure of the concentration of a given reagent in solution. It needs a definition of the equivalence factor, which depends on the definition of the reaction unit (and therefore equivalents). The same solution can possess different normalities for different reactions. The definition of the equivalence factor varies depending on the type of chemical reaction that is discussed: It may refer to equations, bases, redox species, precipitating ions, or isotopes. Since a reagent solution with a definite concentration may have different normality depending on which reaction is considered, IUPAC and NIST discourage the use of the terms «normality» and «normal solution».^[1]

See also[edit]

• Equivalent (chemistry)
• Normal saline, a solution of NaCl, but not a normal solution. Its normality is about 0.154 N.

References[edit]

External Links[edit]

• Analytical Chemistry 2.1, by David Harvey (Open-source Textboox) | Chapter 16.1: Normality
• Normality: Definition, formula, equations, type, example, ^[1].

Массовая доля растворённого вещества (ω)
Молярная концентрация (c)
Нормальность раствора

Существуют различные способы выражения состава раствора. Наиболее часто используют массовую долю растворённого вещества, молярную и нормальную концентрацию.

Массовая доля растворённого вещества ω_B – это безразмерная величина, равная отношению массы растворённого вещества к общей массе раствора m:

ω_B = m_B / m

Массовую долю растворённого вещества ω_B обычно выражают в долях единицы или в процентах.

Например, массовая доля растворённого вещества – CaCl₂ в воде равна 0,06 или 6%. Это означает, что в растворе хлорида кальция массой 100 г содержится хлорид кальция массой 6 г и вода массой 94 г.

Пример:

Сколько грамм сульфата натрия и воды нужно для приготовления 300 г 5% раствора?

Решение:

m (Na₂SO₄) = ω (Na₂SO₄) / 100 = (5 × 300) / 100 = 15 г

где ω (Na₂SO₄) – массовая доля в %,

m – масса раствора в г

m (H₂O) = 300 г – 15 г = 285 г.

Таким образом, для приготовления 300 г 5% раствора сульфата натрия надо взять 15 г Na₂SO₄ и 285 г воды.

Вернуться к содержанию

Молярная концентрация c_B показывает, сколько моль растворённого вещества содержится в 1 литре раствора:

c_B = n_B / V = m_B / (M_B × V)

где М_B – молярная масса растворенного вещества, г/моль.

Молярная концентрация измеряется в моль/л и обозначается «M». Например, 2 M NaOH – двухмолярный раствор гидроксида натрия. Один литр такого раствора содержит 2 моль вещества или 80 г (M (NaOH) = 40 г/моль).

Пример:

Какую массу хромата калия K₂CrO₄ нужно взять для приготовления 1,2 л 0,1 М раствора?

Решение:

M (K₂CrO₄) = c (K₂CrO₄) × V × M (K₂CrO₄) = 0,1 моль/л × 1,2 л × 194 г/моль = 23,3 г.

Таким образом, для приготовления 1,2 л 0,1 М раствора нужно взять 23,3 г K₂CrO₄ и растворить в воде, а объём довести до 1,2 литра.

Концентрацию раствора можно выразить количеством молей растворённого вещества в 1000 г растворителя. Такое выражение концентрации называют моляльностью раствора.

Вернуться к содержанию

Нормальность раствора обозначает число грамм-эквивалентов данного вещества в одном литре раствора или число миллиграмм-эквивалентов в одном миллилитре раствора. Грамм-эквивалентом вещества называется количество граммов вещества, численно равное его эквиваленту. Для сложных веществ – это количество вещества, соответствующее прямо или косвенно при химических превращениях 1 грамму водорода или 8 граммам кислорода.

Э_{основания} = М_{основания} / число замещаемых в реакции гидроксильных групп;

Э_{кислоты} = М_{кислоты} / число замещаемых в реакции атомов водорода;

Э_соли = М_соли / произведение числа катионов на его заряд.

Пример:

Вычислите значение грамм-эквивалента (г-экв) серной кислоты, гидроксида кальция и сульфата алюминия.

Решение:

Э (H₂SO₄) = М (H₂SO₄) / 2 = 98 / 2 = 49 г

Э (Ca(OH)₂) = М (Ca(OH)₂) / 2 = 74 / 2 = 37 г

Э (Al₂(SO₄)₃) = М (Al₂(SO₄)₃) / (2 × 3) = 342 / 2= 57 г

Величины нормальности обозначают буквой «Н». Например, децинормальный раствор серной кислоты обозначают «0,1 Н раствор H₂SO₄». Так как нормальность может быть определена только для данной реакции, то в разных реакциях величина нормальности одного и того же раствора может оказаться неодинаковой. Так, одномолярный раствор H₂SO₄ будет однонормальным, когда он предназначается для реакции со щёлочью с образованием гидросульфата NaHSO₄, и двухнормальным в реакции с образованием Na₂SO₄.

Пример:

Рассчитайте молярность и нормальность 70%-ного раствора H₂SO₄ (ρ = 1,615 г/мл).

Решение:

Для вычисления молярности и нормальности надо знать число граммов H₂SO₄ в 1 л раствора. 70% -ный раствор H₂SO₄ содержит 70 г H₂SO₄ в 100 г раствора. Это весовое количество раствора занимает объём:

V = 100 / 1,615 = 61,92 мл

Следовательно, в 1 л раствора содержится 70 × 1000 / 61,92 = 1130,49 г H₂SO₄. Отсюда, молярность данного раствора равна:

1130,49 / М (H₂SO₄) =1130,49 / 98 = 11,53 M

Нормальность этого раствора (считая, что кислота используется в реакции в качестве двухосновной) равна 1130,49 / 49 = 23,06 H.

Вернуться к содержанию

14.12.2021 0:37:23 | Автор статьи: Усачёва Вера

Концентрация
вещества в насыщенном растворе равна
его растворимости, концентрация вещества
ненасыщенного раствора всегда меньше
величины растворимости.

— Как вы думаете,
растворимость веществ зависит от
каких-либо условий? Поясните.

(Да. Растворимость
большинства твердых веществ с повышение
температуры увеличивается. Для газов
и жидкостей обычно наоборот.

— А какие растворы
называются разбавленными и
концентрированными?

(Деление растворов
на разбавленные и концентрированные –
условно. Например, концентрированная
серная кислота содержит 98% H₂SO₄
и 2% H₂O.
40 %-ный раствор этой кислоты уже считается
разбавленным. В то же время концентрированный
р-рHClсодержит лишь 36%
HCl. Условно разбавленными можно
считать те растворы, в 1 дм³(л)
которых содержится не более 1 моль
растворенного вещества.

Большое значение
для химии и технологии имеют методы
количественного выражения состава
растворов. К рассмотрению которых мы и
переходим.

Способы выражения
количественного состава растворов.

Количества
растворенного вещества и растворителя
могут измеряться в разных единицах. В
связи с этим существует несколько
способов выражения состава.

1. Массовая доля растворенного вещества

Массовая доляwпоказывает, какая
масса растворенного вещества содержится
в 100 г раствора.

Чтобы рассчитать
массовую долю, необходимо разделить
массу растворенного вещества на массу
раствора и выразить это отношение в %:

Нужно помнить, что
m_р-ра=m_р.в-ва+m_р-ля

Пример: Сколько
г сахара необходимо растворить в 500г
воды, чтобы приготовить раствор с
массовой долей 5%?.

Решение:
Обозначим необходимое количество сахара
через х, тогда

m_р.в-ва
=х

m_р-ра
=х+ m H₂O=х+500

2. Молярная концентрация раствора

Молярная
концентрация С_мпоказывает
количество растворенного вещества ν в
моль, которое содержится в 1 дм³(1л)
р-ра.

Расчет ведется по
формуле:

Пример:Какова молярная концентрация р-ра
глюкозы в 500 см³ которого содержится
2г глюкозы C₆H₁₂O₆?

Решение:
Вспомним, что количество вещества
рассчитывается, как

ν = , тогда С_м= =
моль/дм^3.

Пример: Массовая
доля сахарозы в растворе равна 10%. Какова
молярная концентрация сахарозы, если
плотность раствора равна 1,1г/см^3.

Решение:ПустьVр-ра=1 дм³или 1л,
тогда 1 дм³ имеет массу 1100г, аmсахарозы равна:

10%=

х=110г; М(C₁₂H₂₂O₁₁)=342
г/моль,

тогда С_м=
=0,322 моль/дм³

Ответ: 0,322моль/дм³

3. Молярная концентрация эквивалента (нормальность).

Чтобы лучше понять
сущность этого способа, рассмотрим
некоторые основные понятия.

Эквивалентомназывают реальную или условную частицу,
которая может замещать, присоединять,
высвобождать или быть каким-либо другим
споссобом эквивалента одному иону
водорода в кислотно-основных или
ионообменных реакциях или одному е в
окислит-восст. Реакциях.

Например,
эквивалентом гидроксида калия и соляной
кислоты будут соответственно молекула
КОН и молекула НСl,серной
кислоты ½ молекулыH₂SO₄

HCl+NaOH=NaCl+H₂O

2HCl+Ca(OH)₂=CaCl₂+2H₂O

3HCl+Al(OH)₃=AlCl₃+3H₂O

В первой реакции
одному иону водорода эквивалентна
молекула NaOH; во второй
реакции одному илну водорода эквивалентна
условная частица-половина молекулыCa(OH)_2;
в третьей реакции эквивалентом
является одна треть молекулыAl(OH)_3.

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

Фактор эквивалентности
вещества Х обозначается так f_экв(Х).

В приведенных
реакциях:

f_экв(NaOH)=1;f_экв(Ca(OH)₂)=1/2;
f_экв(Al(OH)₃)=1/3.

Во всех случаях:

f_экв(кислоты)=1/основность;

f_экв(основания)=1/кислотность;

f_экв(соли)=1/число
катионов*валентность Ме);

f_экв(окислителя)=1/число
принятых е

f_экв(восстановителя)=1/число
отданных е.

Молярная масса
эквивалента вещества Х равна:

Произведению
фактора эквивалентности вещества Х на
его молярную массу.

М экв(Х)=fэкв(Х)*М(f).
Значит,

М экв(NaOH)=1*40=40г/моль;

М
экв(Ca(OH)₂)=1/2*74=37г/моль;

М экв(Al(OH)₃)=1/3*78=г/моль.

Количество
вещества эквивалента равно массе
вещества Х, деленной на молекулярную
(молярную) массу эквивалента.

Например,

Молярная
концентрация эквивалента вещества Х
(нормальность) Сн и выражается в
моль-экв/дм^3.

Молярная
концентрация эквивалента– отношение
количества вещества эквивалента к
объему раствора.

Сн= ,где V-объем
в дм³

Пример:В
1 дм³воды растворили 150 г воды.
Плотность полученного раствора 1,1г/см³.
Определите молярную концентрацию
эквивалента (нормальность).

Решение: Масса
полученного раствора: 1000+150=1150г

Vр-ра=1150/1,1=1045см³=10,45дм³

ν_экв.(
H₂SO₄)=m_.(
H₂SO₄)/М_экв.(
H₂SO₄)

ν_экв.(
H₂SO₄)=150/49=3,06моль-экв.

С_{экв. .}(
H₂SO₄)=
ν_экв.(
H₂SO₄)/V=3,06/1,045=2,93моль-экв/дм³

Или Сн

Ответ: Сн=2,93
моль-экв/дм³

1. Моляльность
   раствора

Моляльность
раствора –количество растворенного
вещества, приходящееся на 1 кг растворителя.

Сm –
обозначение; выражается в моль/кг.

Сm=

Пример: Массовая
доля гидроксида калия в растворе равна
10%. Рассчитайте моляльность раствора.

Решение:
Массовая доля 10% указывает, что но каждые
90 г воды приходится 10 г КОН. Рассчитаем
массу гидроксида калия, приходящуюся
на 1 кг воды.

10г——90г воды,

Х г——-1000г воды;

Х= 10000/90=111г.

ν_р.в-ва=
111/59г/моль=2 моль.

Сm=2
моль/1кг=2моль/кг.

1. Мольная
   доля.

Мольная доля– это отношение количества растворенного
вещества к общему количеству растворенного
вещества и растворителя.

Обозначается ,как
Nр.в.=

Пример: Рассчитать
мольную долю йода в растворе, содержащем
20 гJ₂
в 500г тетрахлорида углерода ССl_4.

До задачи нужно
сказать, что Nр.в.+Nр-ля=1

Решение: Находим
количество йода и тетрахлорида углерода
в данном растворе:

ν(J₂)=20г/254г/моль=0,079моль

ν
(ССl₄)=500г/154г/моль=3,25моль

N(J₂)=0,079/(0,079+3,25)=0,024

N(
ССl₄)=1-0,024=0,976

Ответ: 0,024; 0,976.

Соседние файлы в папке лекции

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