Задачи на концентрации растворов по химии: Концентрации растворов. Задачи 48 – 49

Содержание

Концентрации растворов. Задачи 48 – 49


Вычисление молярности и нормальности раствора

 

Задача 48.
1.Сколько граммов CuSO4 содержится в 10 мл 0,2 М раствора? Какова его нормальность?
2. Вычислить молярность и нормальность 5%-ного раствора H3PO4, плотность которого равна 1,027 г/мл.
Решение:
М(CuSO4) = 160 г/моль;
М(Н3РО4) = 98 г/моль.
1) Молярность раствора показывает, солько молей вещества растворено в 1000 мл воды, а нормальность – сколько г-эквивалентов вещества растворено в 1000 мл воды.
Рассчитаем сколько молей содержится в 10 мл 0,2 М раствора, получим:

n(CuSO4) = (10 . 0,2)/1000 = 0,002 моль.

Находим сколько граммов CuSO4 содержится в 10 мл 0,2 М раствора, получим:

m(CuSO4) = n(CuSO4

) . М(CuSO4) = 0,002 . 160 = 0,32 г.

Молярная масса эквивалента соли рассчитывается по формуле: Мэ = М(соли)/число атомов металла . валентность металла, получим:

Мэ(CuSO4) = М(CuSO4)/(1.2) = 160/2 = 80 г/моль. 

Значит, Сн = [m(CuSO4) .1000]/[Мэ(CuSO4) . 10] = (0,32 г . 1000 мл)/(80 г/моль . 10 мл) = 0,4 моль/л.

2) Для расчета молярности и нормальности раствора найдем массу фосфорной кислоты в 1 л (1000 мл) 5%-го раствора: 

m(Н3РО4) = (w% . V . p)/100% = (5% . 1000 мл . 1,027 г/мл)/100% = 51,35 г.

См = n(Н3РО4) = m(Н3РО4)/M(Н3РО4) = 51,35 г/98 г/моль = 0,524 моль/л.

Молярная масса эквивалента Н3РO4 равна 98/3 = 32,7 г/моль.

Тогда Сн = m(Н3РО4)/Mэ(Н3РО4) = 51,35 г/32,7 г/моль = 1,57 моль/л.

Ответ: 1) m(CuSO4) = 0,32 г, Сн(CuSO4) = 0,4 моль/л; 2) m(Н3РО4) = 51,35 г, Сн(Н3РО4) = 1,57 моль/л.
 


Задача на смешение растворов

Задача 49.
К 3 л 10%-ного раствора HNO3, плотность которого 1,054 г/см3, прибавили 5 л 2%-ного раствора той же кислоты плотностью 1,009 г/см3. Вычислите процентную и молярную концентрации полученного раствора, если считать, что его объем равен 8 л.
Дано:
M(HNO3) = 63 г/моль; 
V1 = 3 л = 3000 см3;

V2 = 5 л = 5000 см3;
V3 = 8 л = 8000 см3;
р1 = 1,054 г/см3;
р2 = 1,009 г/см3;
w%1 = 10;
w%2 = 2;
w%3 = ?;
С3 = ?;
р3 = ?
Решение:
Рассчитаем массы растворов кислот, получим:

m(р-ра)1 = 3000  . 1,054 г/см3 = 3162 г;
m(р-ра)2 = 5000 . 1,009 г/см3 = 5045 г;

Общая масса раствора, полученного после смешения:

m(р-ра)3 = m(р-ра)1 +  m(р-ра)2 = 3162 + 5045 = 8207 г.

Рассчитаем массу HNO3 в обоих растворах, получим:

m1 = [w%1 . m(р-ра)1]/100% = (10% . 3162)/100% = 316,2 г;
m2 = [w%2 * m(р-ра)2]/100% = (2 . 5045)/100% = г.100,9 г.

Определим массу HNO3 в полученном растворе после смешения, получим:

m3 = m1 + m2 = 316,2 + 100,9 = 417,1 г.

Рассчитаем процентную концентрацию, получим:

w%3 = (m3. 100%)/m(р-ра)

3 = (417,1 . 100%)/8207 = 5,08%.

Рассчитаем молярную концентрацию, получим:

С3 = [m(в-ва)/M(в-ва)]/V(р-ра) = [m3/М(HNO3)]/V3 = [(417,1/63)]/8 = 0,83 М.

Рассчитаем плотность полученного раствора:

р3 = m/V3 = 8207/8000 = 1,026 г/см3.

Ответ: w%3 = 5,08%; p3 = 1,026 г/см3; C3 = 0,83 М.


 

Конспект урока химии “Решение задач на растворы” – К уроку – Химия

Интегрированный урок математика + химия

на тему: «Решение задач на растворы»

Задачи:

Образовательные:

1. Актуализировать понятие процента, массовой доли вещества и концентрации вещества.

2. Познакомить с нестандартным способом решения задач на смешивание двух растворов разной концентрации.

Развивающие:

1. Развивать способности к самостоятельному выбору метода решения задач.

2. Умение обобщать, абстрагировать и конкретизировать знания.

3.Развитие научного мировоззрения, творческого мышления посредством создания проблемной ситуации.

Метапредметные:

способствовать формированию умений анализировать, сопоставлять, обобщать знания;

– продолжить развивать умение работать в парах;

– воспитывать уважение к мнению других членов коллектива;

– формировать чувство ответственности за свою работу.

Личностные:

– формировать осознанную потребность в знаниях;

– развивать умение управлять своей учебной деятельностью;

Оборудование:

1. Химические препараты и посуда.

2. Мультимедиа проектор.

3. Опорные конспекты.

4. Карточки.

Тип урока: урок объяснения нового материала.

(Проблемное обучение с побудительным диалогом)

Методы обучения: частично-поисковый, репродуктивный,  словесно – наглядно – практический.

Деятельность учителя:

Планирует работу учащихся заранее, осуществляет оперативный контроль, оказывает помощь, поддержку и вносит коррективы в их деятельность.


 

Организационный момент.

Учитель математики: Здравствуйте! Сегодня мы проводим необычный урок – урок на перекрестке наук математики и химии.

Учитель химии: Здравствуйте, ребята! Мы с вами увидим, как математические методы решения задач помогают при решении задач по химии.

А чтобы сформулировать тему урока, давайте проделаем небольшой эксперимент.

(Наливаю в 2 хим. стакана воду, добавляю в оба одинаковое количество сульфата меди.) Что получилось? (Растворы). Из чего состоит раствор? (Из растворителя и растворённого вещества). А теперь добавим в один из стаканов ещё немного сульфата меди. Что стало с окраской раствора? (Он стал более насыщенным). Следовательно, чем отличаются эти растворы? (Массовой долей вещ-ва).

Учитель математики: А с математической точки зрения – разное процентное содержание вещества в растворе.

Итак, тема урока « Решение задач на растворы»

Учитель математики.Цель урока: Рассмотреть алгоритм решения задач на растворы, познакомить с приемами решения задач в математике и химии, расширить знания о значении этих растворов в быту, сформировать целостную картину о взаимосвязи предметов в школе.

Учитель математики: Для урока необходимо повторить понятие процента.

– Что называют процентом? (1/100 часть числа.)

– Выразите в виде десятичной дроби 17%, 40%, 6%

– Выразите в виде обыкновенной дроби 25%, 30%, 7%

– Установите соответствие 40% 1/4

25% 0,04

80% 0,4

4% 4/5


 

Одним из основных действий с процентами – нахождение % от числа.

Как найти % от числа? (% записать в виде дроби, умножить число на эту дробь.)


 

– Найти 10% от 30 (10%=0,1 30*0,1=3)

– Вычислите 1) 20% от 70 2) 6% от 20

3) х% от 7

Учитель химии

– Что такое раствор? (Однородная система, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.)

— Приведите примеры растворов, с которыми вы встречаетесь в повседневной жизни. (уксус, нашатырный спирт, раствор марганцовки, перекись водорода и др.)

– Какое вещество чаще всего используется в качестве растворителя? (Вода.)

Часто понятие “раствор” мы связываем, прежде всего, с водой, с водными растворами. Есть и другие растворы: например спиртовые раствор йода, одеколона, лекарственные настойки.

Хотя именно вода является самым распространённым соединением и “растворителем” в природе.

¾ поверхности Земли покрыто водой

Человек на 70% состоит из воды.

В сутки человек выделяет 3 литра воды и столько же нужно ввести в организм.

Овощи – 90% воды содержат (рекордсмены-огурцы -98%)

Рыба 80% (рекордсмен у животных – медуза 98%)

Хлеб – 40%

Молоко – 75%

– Что такое массовая доля растворенного вещества? (Отношение массы растворенного вещества к общей массе раствора.)

– Вспомните формулу для вычисления массовой доли растворенного вещества и производные от нее (w = m (р.в.)/m (р-ра ) ; m (р.в.)= m (р-ра) ×w ; m (р-ра) = m (р.в.)/ w )

– По какой формуле можно рассчитать массу раствора? (m(р-ра) = m (р.в.) + m (р-ля)).

Учитель химии предлагает решить учащимся задачу:

Задача №1 Перед посадкой семена томатов дезинфицируют 15%-ным раствором марганцовки. Сколько г марганцовки потребуется для приготовления 500 г такого раствора? (Ответ: 40 г.)

Решение.

 

Дано: ω% =

ω%=15%

m(р-ра)=500г

m(в-ва)=?

m(в-ва)= m (р-ра) • ω

m(в-ва)=500 • 0,15=75г

Ответ: 75 г марганцовки.

Учитель математики.

– Давайте посмотрим на эту задачу с точки зрения математики. Какое правило на проценты вы применили при решении этой задачи? (Правило нахождения процента от числа.)

15% от 500

500*0,15=75(г)- марганцовки.

Ответ: 75 г.

– Как видите, задачи, которые вы встречаете на химии, можно решать на уроках математики без применения химических формул.

Задачам на растворы в школьной программе уделяется мало времени, но эти задачи встречаются на ОГЭ в 9 классе и ЕГЭ в 11 классах. Рассмотрим пример такой задачи.

Задача №2. При смешивании 10%-го и 30%-го раствора марганцовки получают 200 г 16%-го раствора марганцовки. Сколько граммов каждого раствора взяли?


 

Можно ли решить эту задачу так быстро?

О чем говорится в этой задаче? (о растворах.)

Что происходит с растворами? (смешивают.)

м растворенного в-ва 1 + м раств в= ва 2=м растворенного в-ва 3

Решение:

Раствор

%-е содержание

Масса раствора (г)

Масса вещества (г)

1 раствор

2 раствор

10% = 0,1

30% = 0,3

х

200-х

0,1х

0,3(200-х)

Смесь

16% = 0,16

200

0,16*200


 

0,1х + 0,3(200-х) = 0,16*200

0,1х + 60 – 0,3х = 32

-0,2х = -28

х = 140

140(г)- 10% раствора

200 – 140 = 60(г)-30% раствора.

Ответ: 140г, 60г.

Учитель химии решает задачу методом Квадрата Пирсона.

Учитель математики. Рассмотрим еще один раствор – это уксусная кислота. Разбавленный (6-10%) раствор уксусной кислоты под названием «столовый уксус» используется для приготовления майонеза, маринадов и т.д. Уксусная эссенция 70% раствор. Ее нельзя применять без разбавления для приготовления пищевых продуктов. «Столовый уксус», используют для приготовления маринадов, майонеза, салатов и других пищевых продуктов. Очень часто при приготовлении блюд под руками оказывается уксусная эссенция. Как из нее получить столовый уксус. Поможет следующая задача.

Задача №3. Какое количество воды и 70%-го раствора уксусной кислоты следует взять для того, чтобы приготовить 200 г столового уксуса (8%-ый раствор уксусной кислоты.)

Решение:

Раствор

%-е содержание

Масса раствора (г)

Масса вещества (г)

Уксусная кислота

Вода

70%=0,7

0%=0

х

200-х

0,7х

0

Смесь

7%=0,07

200

0,07*200

0,7х = 0,07*200

0,7х = 14

х = 14:0,7

х = 20

20 (г) – уксусной кислоты

200 – 20 = 180 (г) – воды.

Ответ: 20 г, 180г.

Учитель химии. А сейчас мы решим экспериментальную задачу.

Приготовить 20 г 5%-го раствора поваренной соли. (Расчётная часть). Затем выполняем практическую часть. (Напомнить правила Т-Б).

Решение 1. Расчётная часть

Дано:

ω%=5%

m(р-ра)=20г

m(в-ва)=? m(в-ва) = m (р-ра) · ω

V (р-ля) = ?m(в-ва) = 20 · 0,05 = 1 г.

m(р-ля) = m (р-ра) – m(в-ва)

m(р-ля) = 20 – 1 = 19 г

V (р-ля) = m (р-ля) : ρ= 19г : 1г/мл = 19 мл

Ответ: 1 г соли и 19 мл воды.

2. Экспериментальная часть( Соблюдать правила техники безопасности).

  1. Уравновесить весы.

  2. Взвесить необходимое количество соли.

  3. Отмерить мерным цилиндром воду.

  4. Смешать воду и соль в стакане.


 

Учитель математики. Проведем проверочную работу, в которую включили задачи из сборника для подготовки к экзаменам в 9 классе.

Проверочная работа.

При смешивании 15%-го и 8% -го раствора кислоты получают 70 г 10%-го раствора кислоты. Сколько граммов 15%-го раствора взяли?

 

При смешивании 15%-го и 60% -го раствора соли получают 90 г 40%-го раствора соли. Сколько граммов 15%-го раствора взяли?

 

15%=0,15

х

0,15х

8%=0,08

70-х

0,08(70-х)

см

10%=0,1

70

0,1*70


 

0,15х + 0,08(70-х)=0,1*70

0,15х+ 5,6-0,08х =7

0,07х=7-5,6

0,07х=1,4

х= 1,4:0,07

х=20

20(г)- 15%-го раствора.


 


 

Ответ: 20 г.


 


 

15%=0,15

х

0,15х

60%=0,6

90-х

0,6(90-х)

40%=0,4

90

0,4*90


 

0,15х+0,6(90-х)=0,4*90

0,15х+54-0,6х=36

-0,45х=36-54

-0,45х =-18

х=18:0,45

х=40

40(г)-15% раствора.


 


 

Ответ: 40 г.


 

Подведение итогов урока

Учитель химии.

– Посмотрите на содержание всех решенных сегодня задач. Что их объединяет? (Задачи на растворы.)

– Действительно, во всех задачах фигурируют водные растворы; расчеты связаны с массовой долей растворенного вещества; и если вы обратили внимание, задачи касаются разных сторон нашего быта.

Учитель математики.

– Посмотрите на эти задачи с точки зрения математики. Что их объединяет? (Задачи на проценты.)

При решении всех этих задач мы используем правило нахождения процента от числа.

Оценки за урок.

Домашнее задание.

Важное место в рационе питания человека, а особенно детей занимает молоко и молочные продукты. Решим такую задачу:

Задача №1. Какую массу молока 10%-й жирности и пломбира 30%-й жирности необходимо взять для приготовления 100г 20%-го новогоднего коктейля?

Решение:

 

%-е содержание

Масса раствора (г)

Масса вещества (г)

Молоко

Пломбир

10%=0,1

30%=0,3

х

100-х

0,1х

0,3(100-х)

Коктейль

20%=0,2

100

0,2*100


 

0,1х + 0,3(100-х) = 0,2*100

0,1х + 30 – 0,3х = 20

-0,2х = -10

х = 50

50(г) – молока

100 – 50 = 50(г) – пломбира.

Ответ:50г молока,50г пломбира.

Задача №3. Для засола огурцов используют 7% водный раствор поваренной соли (хлорида натрия NaCl). Именно такой раствор в достаточной мере подавляет жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов и плесневого грибка, и в то же время не препятствует процессам молочнокислого брожения. Рассчитайте массу соли и массу воды для приготовления 1 кг такого раствора?

Рефлексия. (Синквейн)

Раствор

Разбавленный, водный

Растворять, смешивать, решать

Растворы широко встречаются в быту.

Смеси

Наш урок подошел к концу. Сейчас каждый из вас оставит на парте тот смайлик, какое настроение вы приобрели на уроке.

Спасибо за урок!


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 

w = m (р. в.)/m (р-ра ) ; m (р.в.)= m (р-ра) ×w ; m (р-ра) = m (р.в.)/ w

Задача №1. Перед посадкой семена томатов дезинфицируют 15%-ным раствором марганцовки. Сколько г марганцовки потребуется для приготовления 500 г такого раствора?


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 

Задача №2.При смешивании 10%-го и 30%-го раствора марганцовки получают 200 г 16%-го раствора марганцовки. Сколько граммов каждого раствора взяли?

Решение:

Раствор

%-е содержание

Масса раствора (г)

Масса вещества (г)

1 раствор

2 раствор

 

 

 

Смесь

 

 

 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 

Задача №3. Какое количество воды и 70%-го раствора уксусной кислоты следует взять для того, чтобы приготовить 200 г столового уксуса (8%-ый раствор уксусной кислоты.)

Решение:

Раствор

%-е содержание

Масса раствора (г)

Масса вещества (г)

Уксусная кислота

Вода

 

 

 

Смесь

 

 

 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 

Экспериментальная задача.

Приготовить 20 г 5%-го раствора поваренной соли.

Решение 1. Расчётная часть

Дано:

ω%=5%

m(р-ра)=20г

m(в-ва)=?

V (р-ля) = ?


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 

2. Экспериментальная часть ( Соблюдать правила техники безопасности).

1. Уравновесить весы.

2. Взвесить необходимое количество соли.

3. Отмерить мерным цилиндром воду.

4. Смешать воду и соль в стакане.

Проверочная работа.

При смешивании 15%-го и 8% -го раствора кислоты получают 70 г 10%-го раствора кислоты. Сколько граммов 15%-го раствора взяли?

 

При смешивании 15%-го и 60% -го раствора соли получают 90 г 40%-го раствора соли. Сколько граммов 15%-го раствора взяли?

 

1р-р

 

 

 

2р-р

 

 

 

3р-р

 

 

 


 

1р-р

 

 

 

2р-р

 

 

 

3р-р

 

 

 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 

Домашнее задание.

Задача №1. Какую массу молока 10%-й жирности и пломбира 30%-й жирности необходимо взять для приготовления 100г 20%-гомолочного коктейля?

Задача №2. Для засола огурцов используют 7% водный раствор поваренной соли (хлорида натрия NaCl). Именно такой раствор в достаточной мере подавляет жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов и плесневого грибка, и в то же время не препятствует процессам молочнокислого брожения. Рассчитайте массу соли и массу воды для приготовления 1 кг такого раствора?


 

Домашнее задание.

Задача №1. Какую массу молока 10%-й жирности и пломбира 30%-й жирности необходимо взять для приготовления 100г 20%-го молочного коктейля?

Задача №2. Для засола огурцов используют 7% водный раствор поваренной соли (хлорида натрия NaCl). Именно такой раствор в достаточной мере подавляет жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов и плесневого грибка, и в то же время не препятствует процессам молочнокислого брожения. Рассчитайте массу соли и массу воды для приготовления 1 кг такого раствора?


 

Домашнее задание.

Задача №1. Какую массу молока 10%-й жирности и пломбира 30%-й жирности необходимо взять для приготовления 100г 20%-го молочного коктейля?

Задача №2. Для засола огурцов используют 7% водный раствор поваренной соли (хлорида натрия NaCl). Именно такой раствор в достаточной мере подавляет жизнедеятельность болезнетворных микроорганизмов и плесневого грибка, и в то же время не препятствует процессам молочнокислого брожения. Рассчитайте массу соли и массу воды для приготовления 1 кг такого раствора?


 


 

Задачи на растворы – презентация онлайн

1. Задачи на растворы

Способы выражения концентрации
Массовая доля растворенного вещества (ω),
процентная концентрация (С%) – показывает,
какая масса вещества растворена в 100 г раствора
и вычисляется по формуле
mвещества(г)
ω =—————–m раствора(г)
Из этой формулы можно получить другие расчетные
формулы:
mв-ва = ω * mр-ра
mв-ва
m (раствора) =———ω
Действия с растворами
1
Разбавление
растворов
2
Концентрирование
растворов
3
Смешивание
2 и более
растворов
«Метод стаканчиков»
1. Изобразить 3 стаканчика.
W1
W2
W3
m1
m2
m3
исходные
конечный
растворы
раствор
2. Сверху стаканчиков записывают
массовую долю растворенного вещества
3.Под стаканчиками – массы компонентов.
«Метод стаканчиков»
4.Составляем математическое выражение
W1
W2
W3
m1
m2
m3
исходные
растворы
конечный
раствор
w1 ∙ m1 + w2 ∙ m2 = w3 ∙ m3
(алгебраическое уравнение
с одним неизвестным)
Традиционный способ решения
Решение задач связанные с разбавлением
растворов.
Задача. К 120 граммам 5% раствора соли добавили
80 г воды. Вычислите массовую долю соли в
полученном растворе.
Решение:
Составляем схему приготовления раствора.
0,05
0
х
│▬│
+
│▬│ =
│▬│
120
80
200
Составляем уравнение и решаем его относительно х
• 120 *0,05 + 0 * 80 = 200х
• 6 +0 = 200х
NB!! Доля в воде
• х = 6/200
всегда принимается
за 0
х = 0,03 или 3%
Ответ: ω (соли)=0,03 или 3%
Решение задач связанные со смешиванием
растворов.
Задача. Смешали 200 граммов раствора с массовой
долей соли 0,1 и 20 граммов этого же раствора с
массовой долей соли 0,3. Вычислите массовую
долю растворенного вещества во вновь полученном
растворе?
Решение: Составляем схему приготовления раствора.
0,1
0,3
х
│▬│
+
│▬│ =
│▬│
200
20
220
Составляем уравнение и решаем его относительно х
• 200 *0,1 + 20 * 0,3 = 220х
• 20 +6 = 220х
• х = 0,11 или 11%
Ответ: ω (соли)=0,11 или 11%
Решение задач связанные с
концентрированием раствора
Задача. К 200 граммам 4% раствора соды добавили
еще 5 г вещества. Определите массовую долю
вещества в полученном растворе.
Дано:
Решение:
m(р-ра) = 200г
Составляем схему приготовления раствора
ω1 = 4%или 0,04
0,04
1
х
m добав. в-ва = 5г
│▬│
+ │▬│ =
│▬│
Найти ω2 -?
200
5
205
Составляем уравнение и решаем его относительно х
• 200 *0,04 + 5 * 1= 205х
NB!! Доля самого
• 8+5 = 205х
cухого вещества
• х = 0,063 или 6,3%
(без раствора)
Ответ: ω (соды)=0,063 или 6,3%
всегда =1 (100%).
Решение задач связанные с
концентрированием раствора
Задача. Из 400 граммов 20% раствора соли
упариванием удалили 100 граммов воды. Чему
стала равна массовая доля соли в полученном
растворе?
Дано:
Решение:
m(р-ра) = 400г
Составляем схему приготовления раствора
ω1 = 20%или 0,2
0,2
0
х
│▬│ ▬ │▬│ = │▬│
m удал. в-ва = 100г
Найти ω2 -?
400
100
300
Составляем уравнение и решаем его относительно х
• 400 *0,2 – 100 * 0 = 300х
NB!! Доля в воде
• 80 = 300х
всегда принимается
• х = 0,266 или 26,6%
за 0
Ответ: ω (соли)=0,266 или 26,6%
1) К раствору хлорида кальция массой 160г и массовой долей
5% добавили 12г этой же соли. Массовая доля соли в
полученном растворе равна ____ %. (Запишите число с
(11,63 %)
точностью до сотых)
2) Массовая доля сахара в сиропе, полученном упариванием 1
кг 10%-го раствора сахара до массы 250 г, равна _____ %.
(Запишите число с точностью до целых). (40%)
1) К 200 г 20%-го раствора гидроксида натрия добавили 80 г воды и 16 г гидроксида
натрия. Массовая доля щелочи в полученном растворе равна_______(Запишите
число с точностью до целых).
(19%)
2)Массовая доля соли в растворе, полученном при добавлении 120г воды к 200 г
раствора с массовой долей соли 8% равна ______%. (Запишите число с точностью до
(5%)
целых)
3)Рассчитайте массу(г)соли, которую необходимо добавить к 240 мл воды, чтобы
получить 16%-й раствор. .( Запишите число с точностью до десятых) (45,7 г)
4)Смешали 120 г 12%-го раствора натриевой селитры и 360 г 8%-го раствора этой же
соли. Массовая доля соли в полученном растворе составила ______%. (Запишите
число с точностью до целых).
(9%)

Активность и ее влияние на равновесие

Эффективные концентрации в газах

В химической термодинамике активность (символ а) является мерой «эффективной концентрации» частиц в смеси в том смысле, что химический потенциал частиц зависит от активности реального раствора так же, как он зависит от концентрации идеального раствора. По соглашению активность рассматривается как безразмерная величина, хотя ее значение зависит от обычного выбора стандартного состояния для вида.Активность чистых веществ в конденсированных фазах (твердых или жидких) обычно принимают за единицу (цифра 1). Активность зависит, помимо прочего, от температуры, давления и состава смеси. Для газов активность представляет собой эффективное парциальное давление и обычно обозначается как фугитивность .

Разница между активностью и другими показателями состава возникает из-за того, что молекулы в неидеальных газах или растворах взаимодействуют друг с другом, либо притягивая, либо отталкивая друг друга.На активность иона особенно влияет его окружение. Использование деятельности позволяет химикам объяснять различные несоответствия между идеальными растворами и реальными растворами. Математическое описание идеального раствора должно быть изменено для описания реального решения, так же как закон для идеальных газов (PV = nRT) должен быть изменен для описания реальных газов.

Пример \(\PageIndex{1}\): сравнение идеальных и реальных газов

Сравните давление, предсказанное для одного моля этана при 298.15 К при следующих уравнениях состояний:

  1. этан – идеальный газ или
  2. этан – газ Ван-дер-Вааль

Что такое отклонение двух?

Раствор

a) Уравнение состояния по закону идеального газа: Рассчитайте давление 1000 молей этана при температуре 298,15 К в колбе объемом 1000 л, используя закон идеального газа.

\[\begin{align} P_{идеальный} V &=nRT \label{идеальный газ} \\[4pt] P_{идеальный} &=\dfrac{nRT}{V} \nonumber \\[4pt] &= \dfrac{ (1\;моль)(0.2} \номер \\[4pt] &= 20,67\; банкомат \ не номер \ конец {выравнивание} \]

Вычислить процент ошибки между \(P_{идеальный}\) и \(P_{vdW}\)

\[Ошибка = \dfrac{P_{vdW} – P_{идеальный}}{P_{vdW}} = 18,36\%\номер\]

Такая большая ошибка часто слишком велика, чтобы игнорировать при проведении газофазной реакции или проектировании сосуда для проведения такой реакции.

Есть два способа работы с реальными системами, которые заметно отклоняются от идеальных условий:

  1. Использовать более точную феноменологически (т.e., real) Уравнение состояния, подобное уравнению Ван-дер-Вааля (уравнение \(\ref{уравнение vdW}\)), которое более точно моделирует систему. Это должно явно учитывать межмолекулярные силы и другие эффекты, которые существуют в реальной системе, и используемая концентрация составляет 1 моль/л (т. е. реальная концентрация).
  2. Используйте идеальное уравнение состояния pf, подобное уравнению состояния идеального газа в уравнении \(\ref{идеальный газ}\)), но используйте “эффективную концентрацию” 0,816 моль/л для создания наблюдаемого давления (т.е. газ ведет себя так, как будто он имеет приведенную концентрацию 100%-18.36% = 81,6% от реальной концентрации).

Эффективные концентрации в растворах

Аналогичным образом, разница между рассчитанными концентрациями растворенных веществ в идеальном растворе и в реальном растворе может привести к большим различиям в экспериментальных результатах. В следующих трех примерах сравниваются результаты, полученные при использовании формальных концентраций (при условии идеальности) и при использовании активностей (при условии неидеальности). Как и газы, «идеальные растворы» обладают определенными предсказуемыми физическими свойствами (например,грамм. коллигативные свойства), от которых часто отклоняются реальные решения. Как и в случае с уравнением Ван-дер-Ваала в примере 1, это отклонение возникает из-за взаимодействий растворенное вещество-растворитель, растворитель-растворитель и растворенное вещество-растворенное вещество . Величина этой неидеальности, естественно, больше при более высоких концентрациях растворенных веществ и при большем межмолекулярном взаимодействии (например, ионы по сравнению с незаряженными частицами). Льюис ввел идею «эффективной концентрации» или «активности» для решения этой проблемы, позволив описать «идеальное решение» для неидеальных решений.

Поскольку уравнение Ван-дер-Ваальса описывает реальные газы, а не закон идеальных газов, активность можно использовать вместо концентрации для описания поведения реальных растворов по сравнению с идеальными растворами.

Активность вещества (сокращенно a ) описывает эффективную концентрацию этого вещества в реакционной смеси. Активность учитывает неидеальность реакционной смеси, включая взаимодействия растворитель-растворитель, растворитель-растворенное вещество и растворенное вещество-растворенное вещество.Таким образом, активность обеспечивает более точное описание того, как все частицы действуют в растворе. Для очень разбавленных растворов активность веществ в растворе близко приближается к формальной концентрации (на основании чего должна быть рассчитана концентрация, исходя из того, сколько вещества было измерено). быть меньше формальной концентрации. Снижение активности по мере увеличения концентрации для ионов гораздо более выражено, чем для нейтральных растворенных веществ.

Действия на самом деле являются безразмерными отношениями, которые сравнивают эффективное давление или эффективную концентрацию с давлением или концентрацией в стандартном состоянии (правильным термином для эффективного давления является летучесть ). º} \label{5} \]

Молярная доля растворителя в разбавленном растворе приблизительно равна 1, поэтому давление паров раствора практически идентично давлению паров чистого растворителя.Это означает, что активность растворителя в разбавленном растворе всегда будет равна 1 без единиц.

Активность указывает на то, сколько частиц «кажется» присутствовать в растворе, что отличается от того, сколько их присутствует на самом деле. Следовательно, активность является «фактором подделки» для идеальных растворов, которые корректируют истинную концентрацию.

  • \(a_{gas}\) – это соотношение с без единиц измерения.
  • \(a_{solute}\) – это отношение с без единиц.
  • \(a_{solid}\) равно всегда 1 без единиц измерения.
  • \(a_{жидкость}\) равно всегда 1 без единиц измерения.

Оценка деятельности

Активность вещества можно оценить по номинальной концентрации этого вещества (C) с использованием коэффициента активности \(\gamma\):

\[a = \gamma\cdot[C] \label{6}\]

Значение \(\gamma\) зависит от вещества, температуры и концентрации всех растворенных частиц в растворе. Чем ниже концентрация всех частиц растворенного вещества в растворе, тем ближе значение \(\gamma\) для каждого растворенного вещества приближается к 1:

.

\[\lim_{[C] \rightarrow 0} \gamma \rightarrow 1 \label{6a}\]

Следовательно, когда \(\gamma\) приближается к 1, значение \(a\) для растворенного вещества приближается к C.

\[\lim_{\gamma \rightarrow 1} a \rightarrow [C] \label{6b}\]

Коэффициент активности нелетучего нейтрального растворенного вещества часто оценивается путем подгонки нелинейной кривой, принимая во внимание моляльность растворенного вещества и активность растворителя (обычно давление его паров). В большинстве случаев более практично искать значения коэффициента активности для данного растворенного вещества, чем выполнять подгонку кривой.

м/(моль кг -1 )
HCl LiCl NaCl LiNO 3 NaNO 3
0.01 0,904 0,903 0,902 0,903 0,900
0,02 0,875 0,873 0,870 0,872 0,866
0,05 0,830 0,825 0,820 0. 825 0,811
0,10 0,796 0,790 0,778 0,788 0,762
0,2 0,767 0,757 0,735 0,752 0,703
0,4 0.755 0,740 0,693 0,728 0,638
0,6 0,763 0,743 0,673 0,727 0,599
0,8 0,783 0,755 0,662 0,733 0. 570
1,0 0,809 0,774 0,657 0,743 0,548
1,2 0,840 0,796 0,654 0,757 0,530
1,4 0,876 0.823 0,655 0,774 0,514
1,6 0,916 0,853 0,657 0,792 0,501
1,8 0,960 0,885 0,662 0,812 0,489
2. 0 1.009 0,921 0,668 0,835 0,478
2,5 1,147 1,026 0,688 0,896 0,455
3,0 1,316 1,156 0,714 0.966 0,437
3,5 1,518 1,317 0,746 1,044 0,422
4,0 1,762 1,510 0,783 1,125 0,408
4,5 2. 04 1,741 0,826 1,215 0,396
5,0 2,38 2,02 0,874 1.310 0,386

Оценка коэффициента активности электролитов (растворенных веществ, которые растворяются или реагируют с растворителем с образованием ионов) зависит от количества ионов, образующихся в результате диссоциации растворенного вещества в растворе или реакции растворенного вещества с раствором, поскольку каждый Образовавшийся ион рассматривается индивидуально.В теоретическом бесконечно разбавленном идеальном растворе электролит диссоциирует или полностью реагирует с образованием целого числа независимых ионов. Например, 1 моль NaCl диссоциирует с образованием 2 молей ионов (1 моль ионов Na + и 1 моль ионов Cl ). В действительности оказывается, что электролиты почти всегда ведут себя так, как если бы они содержали на меньше молей ионов, чем ожидалось, исходя из формальной концентрации. Эта неидеальность объясняется степенью диссоциации / реакции растворенного вещества, взаимодействиями растворенного вещества и растворителя, такими как образование сложных ионов, и взаимодействиями растворенного вещества и растворенного вещества, такими как ионное спаривание.Коэффициент активности включает взаимодействия частиц в один член, который изменяет формальную концентрацию, чтобы дать оценку эффективной концентрации или активности каждого иона.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Зависимость среднего коэффициента ионной активности для различных солей при 25°C в воде в зависимости от концентрации.

При бесконечном разбавлении \(гамма\) определяется исключительно предельным законом Дебая-Хюккеля (уравнение \(\ref{Уравнение Дебая}\)) и зависит только от количества и зарядов катионов и анионов. Это означает, что для хлорида натрия и хлорида калия обнаружен один и тот же предельный средний коэффициент ионной активности, а также одинаковы значения для солей 2-1 и 1-2 сульфата натрия и хлорида кальция. Однако при более высоких концентрациях электролита эти значения изменяются очень сильно и обычно моделируются с использованием эмпирических параметров, регрессированных к экспериментальным данным.

Электролиты почти всегда ведут себя так, как будто они содержат на меньше молей ионов, чем ожидалось на основе формальной концентрации.2 \sqrt{\mu}}{1+ \dfrac{\alpha\sqrt{\mu}}{305}} \label{Уравнение Дебая}\]

Это уравнение учитывает среду раствора, а также индивидуальные характеристики конкретного интересующего иона. Коэффициенты активности отдельных ионов рассчитать нетрудно, но доступны таблицы этих коэффициентов активности для многих обычных ионов в растворах различной концентрации (например, Таблица \(\PageIndex{1}\)).

Приложения деятельности

Закон действующих масс гласит, что реакция при постоянной температуре будет протекать самопроизвольно и преимущественно в одном направлении до тех пор, пока не будет достигнуто постоянное соотношение концентраций продуктов и реагентов. б} = Q \метка{9}\]

, где [ ] обозначает концентрацию в

\[\dfrac{\text{моли растворенного вещества}}{\text{литр раствора}} \label{10}\]\\\\\\\\\\\\\\hhhufd

Это соотношение может принимать любое значение больше нуля, в зависимости от условий реакции. Таким образом, его часто называют коэффициентом мгновенной реакции , Q. Термин «мгновенный» означает, что реакция будет (и протекает) самопроизвольно до достижения постоянного соотношения продуктов и реагентов.б} = К \метка{11}\]

Законы действующих масс и константы равновесия обсуждаются в большинстве учебников по общей химии, но часто они обсуждаются так, как если бы они описывали идеальные системы. Например, если все вещества являются газами, в выражении действующих масс используются парциальные давления. Если вещества находятся в растворе, в выражении действия масс используются молярности. Однако, чтобы быть термодинамически корректным, необходимо сравнить активности веществ в выражении действия масс.

Действия необходимы для точной работы, потому что, в отличие от концентраций, действия содержат информацию о влиянии растворителя и других окружающих частиц на поведение интересующих частиц. Использование любой единицы сравнения, кроме деятельности, даст неверное значение К, но предполагается, что приблизительное значение достаточно близко к истинному значению для большинства ситуаций. Во многих таблицах значения K приводятся с точностью до 2-3 значащих цифр, но эта степень точности действительна только при точных экспериментальных условиях, использованных для получения этих значений.

Вывод выражений массового действия

Имея всю приведенную выше информацию об активностях, теперь можно показать, как истинное уравнение действия масс, включающее активности, может быть аппроксимировано уравнением действия масс, включающим моляриты. Следует отметить, что так же, как активности были безразмерными отношениями, моляльности и молярности, которые появляются в следующих приближениях, также должны рассматриваться как безразмерные отношения концентраций, деленные на концентрацию в стандартном состоянии. {2-}]\]

Помните, что BaSO 4 является твердым веществом с активностью, равной 1. В равновесии [Ba 2+ ] = [SO 4 2- ] = 1,05 x 10 -5 M.

Водный 0,1 М раствор NaCl

Насыщенный водный раствор BaSO 4 , который также содержит 0,1 М NaCl, уже не близок к идеальности. Ионы Na + и Cl окружают ионы Ba 2+ и SO 4 2- и препятствуют тому, чтобы эти ионы могли легко реформировать твердый BaSO 4 , как они это делали в чистой воде.{-5}\]

Конечным результатом является то, что больше твердого BaSO 4 будет растворяться в 0,1 М растворе NaCl, чем в воде, и экспериментальная константа равновесия будет казаться больше, чем термодинамическая константа равновесия.

Коллигативные свойства

Фактор Вант-Гоффа, i , является термином, который часто используется в расчетах коллигативных свойств для объяснения того факта, что электролиты будут образовывать два или более молей ионов на каждый моль электролита. В большинстве случаев растворы рассматриваются как идеальные, и в этом случае i будет равняться целому числу, представляющему общее количество независимых ионов на одну формульную единицу растворенного вещества (таблица 2).

Таблица \(\PageIndex{2}\): Целочисленные коэффициенты Вант-Гоффа для коллигативных свойств
Соединение и
Сахароза 1
NaCl 2
MgBr 2 3
CaCl2 3
Na3PO4 4
Al2(SO4)3 5

Фактор Вант-Гоффа на самом деле редко бывает целым числом и фактически был разработан для учета неидеальности растворенных веществ. Доступны таблицы, в которых перечислены значения i для конкретных соединений в конкретных растворах, но также можно использовать действия для оценки эффективных концентраций ионов в растворе для использования в расчетах коллигативных свойств.

Пример \(\PageIndex{5}\)

Какова температура замерзания 0,1 М водного раствора BaCl 2 ?

Раствор

Расчет идеального решения будет следующим: \(\Delta T = mki\), где \(m = 0.2\]

Подставляя в оценочные значения \(\gamma\) \(\gamma_{Ba} = 0,38\) и \(\gamma_{Cl} = 0,755\), активность ионов составляет

  • \(а_{Ва} = (0,38)(0,1) = 0,038\)
  • \(a_{Cl} = (0,755) (0,2) = 0,151\)

и \(\Delta T\)

\[\Дельта T = (0,038 + 0,151)(1,86 ºC) = 0,351 ºC\]

Значение \(\Delta T\), полученное с использованием активности, ниже, чем \(\Delta T\), полученное при использовании целочисленного значения для i , поскольку значения активности учитывают тот факт, что ионы в растворе не способны действовать как свободные и независимые частицы из-за их взаимодействия друг с другом и с растворителем,

Авторы и авторство

Решения и концентрация | Chemical Education Xchange

В задании на формирующую оценку растворов и концентрации (FA) учащимся предлагается выяснить, что означает концентрация, сравнивая три приготовленных ими раствора. Этот FA нацелен на отношения структура-свойства, потому что он предназначен для изучения мышления учащихся о том, что заставляет решения вести себя по-разному. FA фокусируется на процессе растворения и значении концентрации.

В задании FA учащиеся используют лист “Решения и концентрации”, чтобы направлять свою деятельность. Сначала их просят нарисовать и объяснить, что происходит, когда CuSO 4 растворяется в воде. Затем им дают три комбинации количеств CuSO 4  и воды и просят предсказать, какое из них будет наиболее концентрированным, и как они могут это определить.После этого они делают решения и сравнивают со своими прогнозами. Наконец, они рассматривают два вопроса, которые дополнительно исследуют их размышления о концентрации: как определить, какой раствор является наиболее концентрированным, если соль будет смешана с водой вместо CuSO 4 , и как они могут приготовить раствор с той же концентрацией наиболее концентрированного CuSO 4 раствор, если указано другое количество CuSO 4 .

Это задание FA было протестировано с участием школьников-химиков, которые учились в 11-м и 12-м классах.В классе, в котором его тестировали, учащиеся недавно закончили подраздел, в котором изучали родинки. Ранее в этом году студенты также изучали молекулярную структуру воды и немного о кристаллической структуре ионных твердых тел. Кроме того, класс немного рассказал о том, почему водные растворы проводят электричество, когда в них растворены ионные соединения, и провели лабораторные испытания растворов на проводимость. Этот FA был расположен как раз перед тем, как класс начал раздел о растворах и концентрациях по отношению к химическим величинам.

 

Обучение размышлениям

После просмотра студенческой работы с другим коллегой я решил внести некоторые изменения в FA, чтобы облегчить процесс объяснения студентами их мыслей.

Во-первых, я решил разъяснить, что хочу, чтобы учащиеся рисовали микроскопический вид раствора. Хотя я явно ожидал этого, это было неясно из указаний, и студенты набросали макроскопический вид решения.

Во-вторых, я решил изменить вопрос 2, попросив учащихся указать правило формулы, которое поможет им в их прогнозировании. Таким образом, я надеюсь, что они начнут думать о концепции соотношения как индикаторе концентрации. Кроме того, поскольку большинство ответов на вопрос 2 были расплывчатыми и неконкретными, я надеюсь, что, используя термин формула/правило, учащиеся будут более сосредоточены в своем мышлении.

Наконец, я перенес вопрос о соли (бесцветный раствор) в конец, чтобы он не отвлекал внимание учащихся от созданных ими растворов и давал понять, что мы сейчас говорим о другом случае.

 

Примеры студенческих работ (имена псевдонимы)

Вопрос 1. В этом упражнении вы создадите три раствора, растворив CuSO (синее вещество в воде).

Как вы думаете, что происходит, когда твердое вещество растворяется в воде? Используйте как предложения, так и набросок.

          Тони        

Он будет рассеиваться и смешиваться с водой, а ионы будут распространяться, чтобы он мог проводить воду.

                                      
Якоби

Я думаю, что когда они смешаются, вода станет синей, а CuSO растворится.

Правосудие

Поскольку Cu — неметалл, а SO — металл, это показывает, что он ионный, что означает, что он растворяется.

 

 

Вопрос 2: В первом растворе вы растворите 1 г CuSO 4  в 100 мл воды. Во втором растворе вы растворите 2 г в 200 мл воды.

А в третьем растворе 1 г растворите в 50 мл воды. Как вы думаете, какой из них будет более концентрированным?

Тони Я думаю, что 200 мл воды будут более концентрированными, потому что в ней больше всего воды и соотношение 200 мл и 100 мл воды.
Якоби Второй [2 г в 200 мл], потому что в нем меньше воды и больше вещества.Также в других больше воды, но меньше раствора.
Правосудие
Так как 1 г равен 100 мл, а 2 г равен 200 мл, для того, чтобы 1 г превратился в 100 мл, необходимо умножить время на 2. 

 

 

Вопрос 3: Теперь сделайте три решения. Какой из них более концентрированный, а какой наименее? Как вы можете сказать?

Тони 50 мл воды являются наиболее концентрированными из-за соотношения воды.
Якоби 50 мл, потому что из всех трех 50 мл темнее.
Правосудие 1 г → 50 мл, так как занимает больше места.

 

 

Вопрос 4. Теперь предположим, что у вас есть два солевых раствора (вода плюс соль),

поскольку солевой раствор не имеет цвета, как определить, какой из них более концентрированный?    

Тони Вы можете определить, какой из них более концентрированный, измерив воду.
Якоби Не думаю, что это что-то изменит, потому что соль не имеет цвета, а с водой она мало что изменит.
     Правосудие      

2 г → 50, потому что цвет темнее, что делает его более концентрированным, потому что в нем меньше воды и больше граммов.
2 г → 50 (темнее)
1 г → 100 (средний)
1 г → 200 (самый светлый)

 

 

Вопрос 5: Если я дам вам 5 граммов CuSO 4 , сколько воды вам понадобится для приготовления раствора

с той же концентрацией, что и самая концентрированная из вышеперечисленных? Объясните свое мышление.

Тони      Если я получу 5 граммов CuSO 4 , мне понадобятся еще 5 граммов CuSO 4 .
Якоби      Если у меня есть 5 граммов CuSO 4  тогда мне понадобится около 300 граммов воды.
     Правосудие      

     

 

Расчет и сравнение концентраций растворов | 16-18 лет | План урока

В этом упражнении учащиеся начинают со сравнения концентраций нескольких растворов и размышляют о своем текущем уровне понимания.Затем они работают в парах, используя карточки, чтобы связать массу растворенного вещества, объем воды и концентрацию раствора, изучая процесс расчета концентрации.

План урока включает дополнительное задание, дающее учащимся дополнительную практику расчета концентрации растворов.

Цели обучения

Учащиеся поймут:

  • Как рассчитать концентрацию раствора.

Последовательность действий

Введение и демонстрация

  1. Выдать всем учащимся карточки «Светофор».
  2. Объясните, что они собираются:
    • Сравните концентрацию и количество молей растворенного вещества в растворах.
    • Используйте карточки «светофор», чтобы обозначить их точку зрения: зеленая для «такой же», красная для «другой» и желтая для «не уверен».
  3. Налить по 100 см 3 раствора сульфата меди(II) в каждый из двух стаканов A и B. Налить половину раствора из стакана A в третий стакан C.
  4. Попросите учащихся высказать свое мнение о следующих сравнениях:
    • Количество молей сульфата меди(II) в стаканах B и C.
    • Концентрация сульфата меди(II) в стаканах B и C.
  5. После добавления воды в стакан C до общего объема 100 см 3 снова попросите учащихся высказать свое мнение о:
    1. Количество молей сульфата меди(II) в стаканах B и C.
    2. Концентрация сульфата меди(II) в стаканах B и C.
  6. Используйте их указания в качестве помощи для обсуждения целей обучения.

Объяснение концентраций

Дайте каждому учащемуся лист «Объяснение концентраций». Организуйте студентов:

  1. Работайте индивидуально, чтобы заполнить пояснения и поля «можно сделать» / «не могу сделать» / «не уверен».
  2. Присоединяйтесь к другому ученику.
  3. Сравните ответы и преобразуйте любые ответы «не могу» или «не уверен» в «могу сделать».
  4. Присоединитесь к другой паре учащихся, если все еще остались ответы «не могу» или «не уверен».

Сопоставление карт: этап 1

  1. Снова разбейте учащихся на пары.
  2. Дайте каждой паре набор «Карточек для концентрации» и лист «Ответы» для каждого учащегося.
  3. Распространяйте и поддерживайте подсказками, пока пары учащихся:
    • Сгруппируйте вместе карточки, показывающие массу гидроксида натрия и объем воды, необходимый для получения концентрации, указанной на одной из карточек.
    • Запишите их ответы в лист «Ответы».
    • Объясните общий подход к расчету концентраций (на листе «Ответы»).

Сопоставление карт: этап 2

Когда пары записали и показали правильные ответы, раздайте им набор «Пустые карточки концентрации» и растворенное вещество на выбор:

  • Карбонат натрия.
  • Серная кислота.
  • Гидроксид калия.
  • Бромид кальция.
  • Сульфат меди(II).

Распространение и поддержка с подсказками во время пар:

  1. Разработайте свой собственный набор карточек концентрации, используя данное им растворенное вещество, чтобы все карточки были израсходованы, когда масса растворенного вещества, объем воды и концентрация растворенного вещества или ионов в растворе совпадают.
  2. Присоединяйтесь к другой паре.
  3. Обменяйтесь картами, которые они придумали.
  4. Сопоставьте и запишите карточки, придуманные другой парой, на их листе «Ответы».
  5. Помогите друг другу выбрать подходящие карты там, где это необходимо.

Расширение деятельности

В качестве дополнения поставьте следующую задачу и проработайте решение на пленарном заседании.

Проблема

Рассчитайте конечные концентрации в моль дм -3 H + , Na + , Cl и SO 4 2- , когда следующие три раствора смешиваются вместе, чтобы получить общий объем 2 дм 3 :

  • 1000 см 3 из 0.1 моль дм -3 HCl
  • 500 см 3 0,2 моль дм -3 NaCl
  • 500 см 3 0,2 моль дм -3 Na 2 SO 4

Перед отделкой

Дайте каждому учащемуся лист «Обзор» для заполнения и сдачи.

Обратная связь

Дайте письменный отзыв, который признает достижения и помогает учащимся осознать свои следующие шаги и то, как их предпринять.

Комментарий

Моментальный снимок уверенности учащихся в начале занятия дает учащимся базовый уровень, а также информирует учителя.

Написание объяснений того, как выполнять простые расчеты, и структурированное обсуждение их компетентности помогают учащимся осознать свои сильные и слабые стороны. Их обучение закрепляется, когда они задают дополнительное упражнение по сопоставлению карточек для своих сверстников.

Окончательная проверка помогает учащимся выполнить оценку, которая укрепит их уверенность и поможет им интерпретировать отзывы учителя.

Практические указания

Аппарат

Химикаты

  • Раствор сульфата меди(II) 0.1 моль дм -3 , 200 см 3
  • Вода, 50 см 3

Здоровье, безопасность и технические примечания

Другое оборудование

  • Набор карточек «Светофор» для каждого учащегося

Ответы

Сопоставление карт

Концентрация Масса NaOH Объем воды
4 г дм -3  NaOH 2 г 0. 5 дм 3
0,4 моль дм -3 NaOH 4 г 250 см 3
0,5 моль дм -3 NaOH 40 г 2,0 дм 3
2,5 моль дм -3 Na + ионы 10 г 100 см 3

Расширение деятельности

Общий объем = 2 дм 3 (т.е. 2000 см 3 )

Предположим, что все соединения являются сильными электролитами и полностью диссоциируют в водном растворе.

Окончательный раствор содержит:

  • 0,05 моль дм -3 HCl – т.е. 0,05 моль дм -3 H + и 0,05 моль дм -3 Cl
  • 0,05 моль дм -3 NaCl – т.е. 0,05 моль дм -3 Na + и 0,05 моль дм -3 Cl
  • 0.05 Mol DM -3 Na 2 так 4 – то есть 0. 10 моль DM -3 Na + и 0,05 моль DM -3 SO 4
  • 5 2-

Следовательно:

  • Концентрация H + = 0.05 моль дм -3
  • Концентрация Cl = 0,05 + 0,05 = 0,10 моль дм -3
  • Концентрация Na + = 0,05 + 0,10 = 0,15 моль дм -3
  • Концентрация SO 4 2- = 0,05 моль дм -3

Дополнительная информация

Первоначально этот план урока был частью веб-сайта Assessment for Learning , опубликованного в 2008 году.

Assessment for Learning — это эффективный способ активного вовлечения учащихся в процесс обучения.Каждый план занятия содержит предложения по организации занятий и рабочие листы, которые можно использовать со студентами.

Подтверждение

К. Кроуфорд и А. Хитон, Решение задач в аналитической химии, Раздел 1 , Расчет концентраций . Лондон: Королевское химическое общество, 1999.

Расчет молярности растворов Учебное пособие по химии

Ключевые понятия

⚛ Концентрация раствора относится к количеству растворенного вещества, растворенного в данном растворителе для приготовления раствора.
Когда вода является растворителем, за формулой растворенного вещества сразу следует буква aq, заключенная в круглые скобки (aq).

Описание Пример Пример
ROOLUTE Сущность, которое растворяет твердый хлорид натрия, NaCl (S)
Solvent Вещество, которое позволяет растворять для растворения жидкая вода, H 2 O(l)
раствор гомогенная смесь растворенного вещества, растворенного в растворителе хлорид натрия, растворенный в воде, NaCl(aq)

⚛ Концентрация раствора может быть указана в молях растворенного вещества на литр раствора (моль л -1 или моль/л или M) или в молях растворенного вещества на кубический дециметр раствора (моль дм -3 или моль/дм 3 ) (1)

моль
(моль) моль на литр
(MOL LL -1 или моль / л или м)
Solute Решение
единицы измерения
(символ)
единиц измерения
(символ)
моль
(моль)
моль на кубический дециметр
(моль дм -3 или моль/дм 3 )

⚛ Молярность – это термин, используемый для описания концентрации, выраженной в молях на литр.

Альтернативные названия молярности
· величина концентрации вещества (предпочтительный термин ИЮПАК)
· количество концентрация
· молярная концентрация

⚛ Величина концентрации вещества, молярность, выражена в единицах моль л -1 (или моль/л или М) или эквивалентных единицах СИ моль дм -3 (моль/дм 3 )

⚛ Величина концентрации вещества, молярность, концентрация раствора в моль/л, моль л -1 , моль дм -3 или моль/дм 3 , обозначается символом c (иногда М ).

Для 0,01 моль л раствора -1 HCl (водн.) можно написать:

(i) [HCl (водн.) ] = 0,01 моль л -1 = 0,01 моль дм -3 = 0,01 М
(концентрация суммы, подразумеваемая квадратными скобками вокруг формулы сольватированного растворенного вещества)

(ii) c (HCl (водн.) ) = 0,01 моль л -1 = 0,01 моль дм -3 = 0,01 М
( c означает концентрацию количества, формула сольватированного растворенного вещества указана в круглых скобках или скобках)

⚛ Математическое уравнение (формула или выражение) для расчета молярности раствора (концентрация в моль л -1 ) составляет

в = n ÷ В

c = концентрация раствора в моль л -1 (моль/л или M)
n = количество растворяемого вещества (моль растворенного вещества)
V = объем раствора в литрах (л) или кубических дециметрах (дм 3 )

⚛ Это уравнение (формула или выражение) можно изменить, чтобы найти:

(i) моль растворенного вещества с учетом молярности и объема раствора:

n = c × В

(ii) объем раствора с учетом молей растворенного вещества и молярности:

В = n ÷ c

Пожалуйста, не блокируйте рекламу на этом сайте.
Нет рекламы = нет денег для нас = нет бесплатных вещей для вас!

Молярность, величина концентрации вещества, Понятия

Величина концентрации вещества, молярность, – это термин, обозначающий концентрации растворов, выраженные в молях на литр (моль л -1 или моль/л или М) или в единицах СИ, молях на кубический дециметр ( моль дм -3 или моль/дм 3 ).

Рассмотрим схему справа.

Черный ящик представляет собой контейнер объемом 1 литр или контейнер объемом 1 кубический дециметр .

Белое пространство в рамке представляет собой объем, занимаемый растворителем.

Каждый синий X представляет 1 моль молекул сахара.

Сколько молей молекул сахара находится в этом сосуде? 1 моль
Каков объем контейнера в литрах? 1 л

Величина концентрации вещества или молярность, концентрация раствора в единицах моль л -1 или моль дм -3 говорит нам о количестве растворенного вещества (моль растворенного вещества), присутствующего в 1 л или 1 дм 3 р-ра.

Какова концентрация молекул сахара в растворе?
На 1 л раствора приходится 1 моль молекул сахара или 1 моль молекул сахара на 1 кубический дециметр раствора.
То есть 1 моль на литр, или 1 моль л -1 , или 1 моль на кубический дециметр или 1 моль дм -3
Концентрация молекул сахара = 1 моль л -1 (1 моль/л или 1 М) = 1 моль дм -3

концентрация раствора сахара = моли сахара ÷ объем раствора (в л или дм 3 )

Рассмотрим схему справа.

Красная коробка представляет собой контейнер 0,5 литра или 0,5 кубических дециметра .

Белое пространство в рамке представляет собой объем, занимаемый растворителем.

Каждый синий X представляет 1 моль молекул сахара.

Сколько молей молекул сахара находится в этом сосуде? 1 моль
Каков объем контейнера в литрах? 0. 5 л = 0,5 дм 3

Какова концентрация молекул сахара в растворе?
На 0,5 л раствора приходится 1 моль молекул сахара, или 1 моль молекул сахара на 0,5 кубических дециметра раствора.

Величина концентрации вещества или молярность, концентрация раствора в единицах моль л -1 или моль дм -3 , говорит нам, сколько молей растворенного вещества содержится в 1 л раствора или в 1 дм 3 р-ра.
Если мы разделим и моли молекул сахара, и объем на объем, то есть разделим на 0,5:
На (0,5 ÷ 0,5 = 1) литр раствора (или на 1 кубический дециметр раствора) приходится (1 ÷ 0,5 = 2) моль молекул сахара
На 1 л раствора приходится 2 моля молекул сахара (2 моля молекул сахара на 1 кубический дециметр раствора)
То есть 2 моль на литр, или 2 моль л -1 (2 моль на 1 кубический дециметр раствора, 2 моль дм -3 )
Суммарная концентрация или молярность молекул сахара = 2 моль л -1 = 2 моль дм -3

количество концентрация раствора сахара = моль сахара ÷ объем раствора (в л или дм 3 )

Мы можем проверить это уравнение для нашего примера:
количество сахара (моль сахара) = 1 моль
объем = 0. 5 л = 0,5 дм 3
количество концентрация = моль ÷ объем = 1 ÷ 0,5 = 2 моль л -1 (2 моль/л или 2 М) = 2 моль дм -3 (2 моль/дм 3 )

↪ Наверх

Уравнение молярности (уравнение концентрации вещества)

Величина концентрации вещества или молярность раствора определяется уравнением:

c = количество концентрация (молярность) в моль л -1 (или моль дм -3 )
n = количество растворенного вещества в молях
V = объем раствора в л (или дм 3 )

Обратите внимание, что мы часто используем квадратные скобки вокруг формул сольватированных частиц для обозначения молярности раствора (концентрация раствора в моль л -1 ):

например, водный раствор хлорида натрия, NaCl (водн.) с молярностью 0.154 моль л -1 (или 0,154 моль дм -3 ) можно представить как

c (NaCl (водн. ) ) = 0,154 моль л -1 = 0,154 моль дм -3

[NaCl (водн.) ] = 0,154 моль л -1 = 0,154 моль дм -3

Если известно количество молей растворенного вещества в растворе и известен объем раствора, можно рассчитать концентрацию раствора в моль л -1 (или моль дм -3 ), используя математическое уравнение c = n ÷ В

Но что, если вы знаете концентрацию раствора в моль л -1 (или моль дм -3 ) и объем раствора в л (или дм 3 ), вы можете вычислить, сколько молей растворенные вещества присутствуют в растворе?
Да! Вам просто нужно переставить уравнение, умножив обе части уравнения на V (объем раствора):

с × V = n × В
В
c × В = нет

Вы даже можете рассчитать объем раствора, если знаете, сколько молей растворенного вещества присутствует и его концентрация в моль л -1 (или моль дм -3 ).
Просто переформулируйте приведенное выше уравнение, разделив обе его части на c (концентрация количества или молярность раствора в моль л -1 или в моль дм -3 )

Итого, чтобы вычислить

(а) величина концентрации вещества (молярность) в моль л -1 (или моль дм -3 ):

в = n ÷ В

(b) количество растворенного вещества в молях:

n = c × В

(c) объем раствора в л (или дм 3 ):

В = n ÷ c

↪ Наверх

Примеры расчета молярности рабочих растворов

Примените следующие 5 шагов, чтобы решить проблемы молярности ниже:

  1. Шаг 1: Какой вопрос задает вам расчет? (обратите внимание на единицы измерения!)
  2. Шаг 2: Какая информация была дана в вопросе? (извлечь данные из вопроса, включая единицы измерения, и при необходимости преобразовать)
  3. Шаг 3: Какова связь между тем, что вы знаете, и тем, что вам нужно найти? (запишите математическое уравнение)
  4. Шаг 4: Подставьте значения в уравнение и решите (проверьте количество значащих цифр)
  5. Шаг 5: Напишите ответ (укажите единицы измерения!)

(1) Расчет концентрации вещества, молярность (

c = n ÷ V )

Вопрос: Рассчитайте величину концентрации вещества в моль л -1 (молярность) водного раствора хлорида натрия, содержащего 0. 125 моль хлорида натрия в 0,50 л раствора.

Решение:

Шаг 1: Какой вопрос задает вам расчет?

c (NaCl (водн.) ) = молярность (концентрация в моль л -1 ) раствора = ? моль л -1

Шаг 2: Какая информация была дана в вопросе?

Извлечь данные из вопроса
n (NaCl) = моли растворенного вещества = 0.125 моль
V (NaCl (водн.) ) = объем раствора = 0,50 л

Шаг 3: Какова связь между тем, что вы знаете, и тем, что вам нужно найти?

Напишите уравнение:
c (NaCl (водн.) ) = n (NaCl) ÷ V (NaCl (водн.) )

Шаг 4: Подставьте значения в уравнение молярности и решите:

[NaCl (водн.) ] = c (NaCl (водн.) ) = 0.125 моль ÷ 0,50 л = 0,25 моль л -1 (или 0,25 моль/л или 0,25 М)

(Примечание: оправданы только 2 значащие цифры)

Шаг 6: Запишите ответ:

[NaCl (водн. ) ] = 0,25 моль л -1

(2) Расчет количества растворенного вещества (

n = c × V )

Вопрос: Рассчитайте количество молей сульфата меди в 250,00 мл 0,020 моль L -1 раствора сульфата меди, CuSO 4(aq) .

Решение:

Шаг 1: Какой вопрос задает вам расчет?

n (CuSO 4 ) = моли растворенного вещества = ? моль

Шаг 2: Какая информация была дана в вопросе?

Извлечь данные из вопроса:
c (CuSO 4(водн.) ) = количество концентрация (молярность) раствора = 0,020 моль л -1
V (CuSO 4(водн.) ) = объем раствора = 250.00 мл
Преобразование объема в мл в объем в л (в 1 л 1000 мл)
V (CuSO 4(водн.) ) = 250,00 мл ÷ 1000 мл /л = 250,00 × 10 -3 л = 0,25000 л

Шаг 3: Какова связь между тем, что вы знаете, и тем, что вам нужно найти?

Напишите уравнение:
n (CuSO 4 ) = c (CuSO 4 (водн. ) ) × В (CuSO 4 (водн.) )

Шаг 4: Подставьте значения в уравнение молярности и решите:

n (CuSO 4 ) = 0.020 моль л -1 × 0,25000 л = 0,005000 моль = 0,0050 моль

(Примечание: оправданы только 2 значащие цифры)

Шаг 5: Напишите ответ:

n (CuSO 4 (водн.) ) = 0,0050 моль

(3) Расчет объема раствора (

V = n ÷ c )

Вопрос: Рассчитайте объем в литрах 0,80 моль л -1 водного раствора бромида калия, содержащего 1.60 моль бромида калия.

Решение:

Шаг 1: Какой вопрос задает вам расчет?

V (KBr (водный) ) = объем раствора в литрах = ? Л

Шаг 2: Какая информация была дана в вопросе?

Извлечь данные из вопроса:
n (KBr) = моли растворенного вещества = 1,60 моль
c (KBr (водн. ) ) = молярность (концентрация в моль л -1 ) раствора = 0.80 моль л -1

Шаг 3: Какова связь между тем, что вы знаете, и тем, что вам нужно найти?

Напишите уравнение:
V (KBr (водн.) ) = n (KBr) ÷ c (KBr (водн.) )

Шаг 4: Подставьте значения в уравнение и решите:

В (KBr (водн.) ) = 1,60 моль ÷ 0,80 моль л -1 = 2.00 л = 2,0 л

(Примечание: оправданы только 2 значащие цифры)

Шаг 5: Напишите ответ:

В (KBr (водный) ) = 2,0 л

↪ Наверх

Решение задач: величина концентрации вещества (молярность)

Проблема: Крису Химику дали мерную колбу на 250,00 мл и попросили использовать ее для приготовления водного раствора хлорида натрия, NaCl, с концентрацией 0.100 моль л -1 для эксперимента по коррозии. Хлорид натрия, NaCl, доступен в качестве аналитического реагента, состоящего из белых кристаллов. Определите массу хлорида натрия в граммах, которую химик Крис должен будет взвесить.

Решение проблемы Использование модели StoPGoPS для решения проблемы:

СТОП! Сформулируйте вопрос. Какой вопрос просит вас сделать?

Определить (вычислить) массу хлорида натрия в граммах.

m (NaCl (s) ) = масса хлорида натрия = ? г

ПАУЗА! Пауза для планирования. Какую информацию (данные) вам предоставили?
  • растворенное вещество – NaCl (s)
  • растворитель — это вода (мы знаем это, потому что нам сказали, что Крис делает водный раствор)
  • V (NaCl (водн.) ) = объем NaCl (водн. ) = 250.00 мл
  • c (NaCl (водн.) ) = количество, концентрация (молярность) NaCl (водн.) = 0,100 моль л -1

Каков ваш план решения этой проблемы?

Этап 1: Расчет молей NaCl в растворе
n (NaCl (т) ) = c (NaCl (водн.) ) × V (NaCl (водн.) )

с (NaCl (водн.) ) = 0.100 моль л -1
В (NaCl (водный) ) = 250,00 л
Преобразование объема в мл в объем в л: V(л) = V(мл) ÷ 1000 (мл/л)
Предположим, что температура в лаборатории такая же, как температура, необходимая для мерной колбы (например, 25°C). (2)
Предположим, что вода, используемая для приготовления раствора, не содержит NaCl. (3)

Этап 2: Расчет массы NaCl для использования
молей (NaCl (т) ) = масса (NaCl (т) ) ÷ молярная масса (NaCl (т) )

Используйте периодическую таблицу, чтобы найти относительные атомные массы (атомные веса) для
(i) M r (Na)
(ii) M r (Cl)

Найдите молярную массу M NaCl:
М (NaCl) = М r (Na) + М r (Cl)

Предположим, что NaCl, который будет использоваться, имеет 100% чистоту (без примесей) (4)

м (NaCl) = n (NaCl) × М (NaCl)

ВПЕРЕД! Следуйте плану. Шаг 1: Рассчитайте количество молей NaCl в растворе

c (NaCl (водн.) ) = 0,100 моль л -1
В (NaCl (водный) ) = 250,00 л

Преобразование объема в мл в объем в л:

В (л) = В (мл) ÷ 1000 (мл/л)
= 250,00 мл ÷ 1000 мл
= 0.25000 л

Предположим, что температура в лаборатории такая же, как температура, необходимая для мерной колбы (например, 25 o C).
Предположим, что вода, используемая для приготовления раствора, не содержит NaCl.

n (NaCl (тв) ) = c (NaCl (водн.) ) × V (NaCl (водн.) )
= 0.100 моль л -1 × 0,25000 л
= 0,0250 моль

(Примечание: оправданы 3 значащие цифры)

Этап 2: Расчет массы NaCl для использования

Используйте периодическую таблицу, чтобы найти относительные атомные массы для

М r (Na) = 22,99
М r (Cl) = 35. 45

Найти молярную массу, M , NaCl:

М (NaCl) = М r (Na) + М r (Cl)
= 22,99 + 35,45
= 58,44 г моль -1

Предположим, что NaCl, который будет использоваться, имеет 100% чистоту (без примесей)

м (NaCl) = n (NaCl) × м (NaCl)
= 0.0250 моль × 58,44 г моль -1
= 1,46 г

(Примечание: оправданы 3 значащие цифры)

ПАУЗА! Подумайте о правдоподобии. Вы ответили на заданный вопрос?

Да, мы рассчитали массу NaCl (s) , которую необходимо использовать для приготовления раствора.

Разумно ли ваше решение вопроса?

Давайте проверим, даст ли рассчитанная нами масса NaCl правильную концентрацию:

м (NaCl) = 1,46 г
M (NaCl) = 58,44 г моль -1

n (NaCl) = m (NaCl) ÷ M (NaCl)
= 1,46 г ÷ 58,44 г моль -1
= 0. 0250 моль

c (NaCl) = n (NaCl) ÷ V (NaCl (водн.) )
= 0,0250 моль ÷ (250,00 мл /1000 мл /л)
= 0,100 моль л -1

1,46 г NaCl в объеме 250,00 мл дают 0,100 моль л -1 , поэтому мы уверены, что наше решение правильное.

СТОП! Укажите решение. Какова масса NaCl (s) Химику Крису нужно взвесить?

м (NaCl (с) ) = 1,46 г

↪ Наверх

Пример вопроса: массовая концентрация

Аликвоту 25,00 мл 0,0264 моль л -1 AgNO 3(водн.) добавляют в мерную колбу на 150,00 мл и добавляют дистиллированную воду до тех пор, пока мениск не окажется на отметке, если смотреть на уровне глаз.
Определите массу в граммах AgNO 3 в полученном растворе.

↪ Наверх


Примечания:

(1) В химии существует много других способов измерения концентрации растворов. Некоторые распространенные из них перечислены во вводном руководстве по решениям.

(2) Это важное допущение, поскольку мерная колба была откалибрована для удержания указанного объема при заданной температуре. Объем зависит от температуры.

(3) Это важное предположение, потому что, если вода, используемая для приготовления раствора, уже содержит растворенный хлорид натрия, мы не знаем, сколько хлорида натрия уже присутствует. Любой растворенный хлорид натрия в воде увеличит концентрацию хлорида натрия в конечном растворе.

(4) Это важное допущение, потому что, если реагент содержит примеси, часть массы, которую мы взвешиваем, НЕ будет связана с NaCl, и концентрация NaCl на самом деле будет меньше, чем мы думаем.

↪ Наверх

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Chem4Kids.com: Материя: другие решения


Итак, что происходит? Как вы делаете это решение ? Смешайте две жидкости и перемешайте. Это так просто. Наука разбивает его на три этапа. Когда вы читаете шаги, помните…
Раствор = Сахар
Растворитель = Вода
Система = Стекло.

1. Растворенное вещество помещают в растворитель , и концентрированное растворенное вещество медленно распадается на куски. Если начать помешивать жидкость, процесс смешивания происходит значительно быстрее.

2. Молекулы растворителя начинают отдаляться и уступают место молекулам растворенного вещества. Пример: вода должна освободить место для распространения молекул сахара.

3. Растворяемое вещество и растворитель взаимодействуют друг с другом до тех пор, пока концентрация двух веществ не станет одинаковой во всей системе. Концентрация сахара в воде будет одинаковой для образца наверху, внизу или в середине стакана.

Конечно. Всевозможные вещи могут изменить концентрации веществ в растворе.Ученые используют слово растворимость . Растворимость – это способность растворителя (воды) растворять растворенное вещество (сахар). Возможно, вы уже видели эффект температуры на своих занятиях. Обычно, когда вы нагреваете растворитель, он может растворять больше твердых веществ (сахар) и меньше газа (двуокись углерода). Если бы ваша подруга смешивала сахар и воду, она смогла бы растворить гораздо больше сахара в горячей воде, чем в холодной.

Далее по списку факторов идет давление .Когда вы увеличиваете окружающее давление, вы обычно можете растворить больше газов в жидкости. Подумайте о своей банке с газировкой. Он способен удерживать шипение внутри, потому что содержимое банки находится под более высоким давлением. Подумайте о бутылке газировки. При первом открытии бутылки выходит много пузырьков. Если вы откроете и закроете его в течение нескольких часов, из раствора будет выходить все меньше и меньше пузырьков. Когда вы открыли бутылку в первый раз, вы потеряли высокое давление, удерживающее углекислый газ (CO 2 ) в растворенном состоянии.

Последняя структура веществ. Некоторые вещества легче растворяются в одном виде вещества, чем в другом. Сахар легко растворяется в воде, а масло – нет. Вода имеет низкую растворимость в масле. Поскольку масло не растворяется в воде, оно никогда не растворится по-настоящему. Нефть и вода – это смесь, а не раствор. Два типа молекул (нефть и вода) распределены в системе неравномерно.

Подробнее о решениях из части I…

Сила морской соли (видео НАСА/[email protected])


Решение | Энциклопедия.

com

Раствор представляет собой гомогенную смесь двух или более веществ. Термин «однородный» означает «одинаковый повсюду». Например, предположим, что вы делаете раствор сахара в воде. Если бы вы взяли каплю раствора сахара из любого места раствора, она всегда имела бы один и тот же состав.

Терминология

При описании решений используется ряд специальных терминов. Растворителем в растворе является вещество, которое растворяет. Растворенное вещество – это растворенное вещество.В растворе сахара, описанном выше, вода является растворителем, а сахар — растворенным веществом.

Хотя это точное определение, оно не всегда имеет смысл. Например, можно сделать раствор двух газов. На самом деле окружающий нас воздух представляет собой раствор, состоящий из кислорода, азота, аргона, углекислого газа и других газов. В этом случае трудно сказать, какой газ «растворяет», а какой газ (или газы) «растворяется».

Альтернативный метод определения растворителя и растворенного вещества заключается в том, что компонент раствора, присутствующий в наибольшем количестве, является растворителем, а компоненты, присутствующие в меньшем количестве, являются растворенным веществом. Согласно этому определению азот является растворителем в атмосферном воздухе, поскольку он присутствует в наибольшем количестве. Таким образом, растворенными веществами являются кислород, аргон, углекислый газ и другие газы.

Термин «смешиваемый» часто используется для описания того, насколько хорошо два вещества — как правило, две жидкости — смешиваются друг с другом. Например, если вы попытаетесь смешать масло с водой, вы обнаружите, что они не очень хорошо смешиваются. Говорят, что они несмешиваемы — неспособны смешиваться. Напротив, этиловый спирт и вода полностью смешиваются, потому что они смешиваются друг с другом в любых пропорциях.

Полезные слова

Концентрация: Количество вещества (растворенного вещества), присутствующего в данном объеме растворителя или раствора.

Однородный: Одинаково везде.

Смешиваемость: Степень, в которой одно вещество смешивается с другим веществом.

Насыщенный: Раствор, который содержит максимальное количество растворенного вещества для данного количества растворителя при данной температуре.

Растворимость: Склонность вещества растворяться в другом веществе.

Растворенное вещество: Вещество, которое «растворено» или существует в наименьшем количестве в растворе.

Растворитель: Вещество, которое «растворяется» или существует в растворе в наибольшем количестве.

Перенасыщенный: Применительно к растворам, раствор, который содержит большее количество растворителя, чем максимальное количество, которое обычно может быть растворено в данном количестве растворителя при данной температуре.

Ненасыщенный: В отношении растворов раствор, который содержит меньше максимального количества растворителя, которое может быть растворено в данном количестве растворителя при данной температуре.

Растворимость – это термин, аналогичный смешиваемости, но более точный. Растворимость вещества – это количество вещества, которое растворяется в данном количестве растворителя. Например, растворимость сахара в воде составляет примерно 90 граммов сахара на 100 граммов воды. Это утверждение означает, что в 100 граммах воды можно растворить до 90 граммов сахара.

Растворимость вещества зависит от температуры. Утверждение в предыдущем абзаце, например, должно было состоять в том, что 90 граммов сахара растворяются в 100 граммах воды при определенной температуре.Эта температура оказывается равной 0°C.

Вообще говоря, растворимость веществ увеличивается с температурой. График на рисунке 1 иллюстрирует этот момент. Обратите внимание, что растворимость сахара увеличивается до немногим более 100 граммов на 100 граммов воды при 25°C и до 130 граммов на 100 граммов воды при 50°C.

Важным исключением из этого правила являются газы. Все газы становятся менее растворимыми в воде при повышении температуры.

Концентрация растворов

Растворы представляют собой смеси, состав которых может варьироваться в широких пределах.Можно приготовить водный раствор хлорида натрия, растворив 1 г хлорида натрия в 100 г воды; 5 грамм на 100 грамм воды; 10 грамм на 100 грамм воды; и так далее. Количество растворенного вещества для любого заданного количества растворителя определяется как концентрация раствора.

Одним из способов выражения концентрации раствора являются термины разбавленный и концентрированный. Эти термины не очень специфичны. Например, раствор, содержащий 1 грамм хлорида натрия в 100 граммах воды, и второй раствор, содержащий 2 грамма хлорида натрия в 100 граммах воды, являются разбавленными.Но этот термин уместен, потому что при комнатной температуре почти 40 граммов хлорида натрия можно растворить в 100 граммах воды. Таким образом, раствор, содержащий 35 г хлорида натрия в 100 г воды, можно назвать концентрированным раствором.

Растворы также можно разделить на насыщенные, ненасыщенные и перенасыщенные. Насыщенный раствор — это раствор, который содержит все растворенное вещество, которое возможно при любой заданной температуре. Например, растворимость хлорида натрия в воде составляет 37 граммов на 100 граммов воды.Если вы сделаете раствор, содержащий 37 граммов хлорида натрия в 100 граммах воды, говорят, что раствор насыщен; он больше не может удерживать хлорид натрия.

Любой раствор, содержащий менее максимально возможного количества растворенного вещества, называется ненасыщенным. Раствор с 5 граммами хлорида натрия (или 10 граммами, или 20 граммами, или 30 граммами) в 100 граммах воды является ненасыщенным.

Наконец, возможны и перенасыщенные растворы. Как бы странно это ни звучало, но перенасыщенный раствор содержит больше растворенного вещества, чем это возможно при данной температуре.Чтобы сделать перенасыщенный раствор, нужно приготовить насыщенный раствор при более высокой температуре, а затем дать раствору очень осторожно остыть.

Например, можно приготовить насыщенный раствор сахара в воде при температуре 50°C, добавив 130 граммов сахара к 100 граммам воды. Этот раствор будет насыщенным. Но тогда можно позволить раствору остыть очень медленно. В этих условиях может случиться так, что весь сахар останется в растворе даже при температуре 25°С.Но при такой температуре растворимость сахара обычно составляет немногим более 100 граммов на 100 граммов воды.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.