Задачи с решениями на концентрацию растворов
Концентрация растворов. Растворы неэлектролитов. Растворимость
Задача:
Расчеты по процентной концентрации растворов. Формула, выражающая процентную концентрацию раствора —
где 
— масса растворенного вещества;
— масса раствора, 
Задача:
Рассчитать процентную концентрацию раствора, полученного растворением 80 г сахара в 160 г воды.
Решение: 
Задача:
Рассчитать массы поваренной соли и воды, необходимые для приготовления 250 г 2,5%-ного раствора.
Решение: 
Задача:
Рассчитать концентрацию раствора, полученного смешением З00 г 10%-ного раствора хлороводорода и 400г 20%-ного раствора хлороводорода.
Решение:
Определяем массы растворенной 
в каждом растворе:
Определяем концентрацию полученного раствора:
Задача:
Какова концентрация серной кислоты в растворе, полученном смешиванием 200г 10%-ного раствора серной кислоты и 100г 5%-ного раствора сульфата натрия?
Решение:
Масса полученного раствора определяется как сумма масс смешанных растворов:
Далее определим концентрацию серной кислоты в полученном растворе:
Задача:
Расчеты по молярной концентрации (молярности) раствора.
Формула для расчета молярности раствора —
где С — молярность раствора, моль/л;
— масса растворенного вещества, г;
— молярная масса растворенного вещества, г/моль;
V — объем раствора, мл; если объем выражается в литрах, тогда в формуле исчезает коэффициент 1000.
Задача:
Какая масса серной кислоты необходима для приготовления 2 л 2-молярного раствора?
Решение: 
Задача:
250 мл раствора содержат 7г КОН. Какова молярность этого раствора?
Решение: 
Задача:
Расчеты по нормальной концентрации (нормальности) раствора.
Для расчета нормальности пользуемся следующей формулой:
где 
— нормальная концентрация раствора;
— эквивалентная масса растворенного вещества.
Задача:
Какая масса фосфорной кислоты необходима для приготовления 2 л 0,1 н раствора?
Решение:
Задача:
Расчеты по разбавлению растворов.
Выведем формулу для расчетов при разбавлении растворов, учитывая, что концентрация как исходного, так и приготовленного растворов может быть выражена любым способом 
, а также исходя из того, что при разбавлении растворов постоянной остается масса растворенного вещества.
Для раствора, концентрация которого выражена в процентах,
а так как 
где 
— плотность раствора, г/мл.
Для молярной концентрации
Для нормальной концентрации
Приравниваем правые части уравнений:
Задача:
Сколько миллилитров 98%-ного раствора серной кислоты
( 
= 1,84 г/мл) необходимо для приготовления 300 мл 3 н раствора этой кислоты?
Решение:
Воспользуемся первым членом приведенного выше уравнения для концентрированного исходного раствора кислоты и третьим членом — для приготовления разбавленного раствора серной кислоты:
= 3 экв/л;
— неизвестный объем исходного раствора;
= 300 мл;
= 49 г/моль.
Задача:
Расчеты по переходу от одного способа выражения концентрации данного раствора к другому.
При переходе от одной концентрации данного раствора к другой остаются постоянными не только масса растворенного вещества, но и объем раствора, т.е.
Предыдущая формула принимает следующий вид:
Задача:
Определить молярность 36,5%-ного раствора соляной кислоты (=1,18 г/мл).
Решение:
Воспользуется первым и вторым членами последнего уравнения и выведем выражение для определения молярности:
Задача:
Расчеты по законам Рауля. Давление паров разбавленного раствора.
По закону Рауля, понижение давления пара 
над раствором прямо пропорционально мольной доле растворенного вещества:
где 
— давление пара чистого растворителя;
N — мольная доля растворенного вещества,
где 
— число молей растворенного вещества и растворителя.
где 
— давление паров растворителя над раствором.
Задача:
Определить давление насыщенных паров раствора, содержащего 45 г глюкозы 
в 720 г воды при 25°С. Давление насыщенного пара воды при 25°С равно 3153,4 Па.
Решение:
Рассчитываем мольную долю растворенного вещества:
Определяем давление паров воды над раствором:
Задача:
Расчеты по понижению температуры замерзания растворов.
По закону Рауля понижение температуры замерзания прямо пропорционально моляльной концентрации раствора:
где 
— криоскопическая постоянная растворителя;
— моляльная концентрация раствора (число молей растворенного вещества 
в 1000 г растворителя),
Задача:
Рассчитать температуру замерзания 3%-ного водного раствора этиленгликоля 
Решение:
Выведем формулу для перехода от процентной концентрации к моляльности раствора.
Для процентной концентрации
Если принять 
за 100, тогда 
Находим моляльность рассматриваемого раствора:
Рассчитаем понижение температуры замерзания раствора:
Температура замерзания водного раствора
Задача:
Рассчитать температуру кипения 0,1 молярного водного раствора глюкозы ( 
= 0,516).
Решение:
Формула для перехода от молярной концентрации к моляльной —
Так как раствор разбавленный, то принимаем = 1 г/мл, тогда
Определяем повышение температуры кипения раствора:
Температура кипения этого раствора
Задача:
Расчеты по уравнению химической реакции, протекающей в растворе.
Для химического уравнения общего вида
верно следующее соотношение числа эквивалентов:
Если участвующие в реакции вещества взяты в виде растворов и если их концентрации выражены:
а) для вещества А — С %;
б) для вещества В — С (молярность);
в) для вещества С — 
(нормальность),
тогда массы и число эквивалентов каждого из веществ, находящихся в определенных объемах растворов этих веществ, определяются по формулам:
Так как числа эквивалентов, участвующих в реакции веществ, равны между собой, то можно записать:
Если концентрации участвующих в реакции веществ выражены в нормальности, то формула для расчетов приобретает вид:
Задача:
Какой объем 0,2 н раствора щелочи необходим для осаждения 2,708 г хлорида трехвалентного железа в виде гидроксида железа?
Решение:
Предложенный метод не требует обязательного написания уравнения реакции для осуществления таких расчетов.
Задача:
Для нейтрализации 20 мл 2-молярного раствора 
необходимо 8 мл раствора щелочи. Какова нормальность щелочи ?
Решение:
Формула для расчета —
Так как 
— числу атомов водорода, участвующих в реакции, то формула примет вид
Задача:
Какой объем 80 %-ного раствора ( 
= 1,72 г/мл) необходим для реакции с 200 мл 1,5-молярного раствора 
?
Решение:
Формула для расчета —
Так как 
— число групп ОН, участвующих в реакции, то
Задача:
Какой объем 0,2 н раствора щелочи необходим для реакции осаждения 
с 200 мл 0,6 н раствора 
?
Решение:
Формула для расчета —
Задача:
Смешивается 300 мл 0,5 М раствора хлорида бария со 100 мл 6 %-ного раствора серной кислоты ( = 1,04 г/мл). Какова масса полученного осадка?
Решение:
, полученный осадок — сульфат бария.
Так как указаны количества обоих реагирующих веществ, то необходимо определить вещество, взятое в избытке.
Таким образом, 
взято в избытке:
Дальнейший расчет производим по веществу, взятому в недостатке, т.е. по серной кислоте.
Так как 
находим массу 
Задача:
Для приготовления насыщенного раствора К.С1 при 40°С взято 50г воды и 20г КС1. Какова растворимость К.С1 в воде при данной температуре?
Решение:
Задача:
В 300г горячей воды растворено 219г 
. Найти массу кристаллов , полученных при охлаждении приготовленного горячего раствора до 20°С. Известно, что растворимость при 20°С равна 13,1 г на 100 г воды.
Решение:
Определяем, сколько может быть растворено в 300 г воды при 20°С:
Масса кристаллов — это разность массы растворенного вещества в горячем растворе и массы растворенного вещества в охлажденном растворе (рис.З):
Рис. 3 — Графическое изображение процесса выпадения кристаллов при охлаждении раствора:
1 — участок охлаждения ненасыщенного раствора от заданной температуры до температуры образования насыщенного раствора;
2 — участок охлаждения насыщенного раствора до заданной температуры с уменьшением растворимости вещества, что приводит к его кристаллизации (в данном случае мы предполагаем, что пересыщенный раствор не образуется).
Эти задачи взяты со страницы решения задач по неорганической химии:
Возможно эти страницы вам будут полезны:
Образовательный сайт для студентов и школьников
Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.
© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института
Источник
