Задачи по химии на растворы с решением 11 класс: Задачи на растворы. - ХИМИЯ. Просто.Доступно.Наглядно. - Санкт-Петербургское государственное бюджетное учреждение социального обслуживания населения

Содержание

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

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

200-х

0,7х

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).

Уравновесить весы.
Взвесить необходимое количество соли.
Отмерить мерным цилиндром воду.
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?

1р	15%=0,15	х	0,15х
2р	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.

1р	15%=0,15	х	0,15х
2р	60%=0,6	90-х	0,6(90-х)
3р	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

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.

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.

Задачи на смеси и сплавы

Задачи на смеси и сплавы очень простые.

Нужно уметь определять концентрацию вещества – это легко, это просто процент…

И понимать алгоритм решения – он тоже очень простой.

И все.

Ничего зубрить не нужно!

Задачи на смеси и сплавы — подробнее

Концентрация какого-то вещества в растворе – это отношение массы или объема этого вещества к массе или объему всего раствора.

То же самое относится и к сплавам: содержание одного из металлов в сплаве – это отношение массы этого металла к массе всего сплава.

Обычно концентрация измеряется в процентах.

Что такое процент?

Напомню, что это сотая доля числа. То есть, если массу или объем разделить на \( \displaystyle 100\), получим \( \displaystyle 1\%\) этой массы или объема.

Чтобы вычислить концентрацию в процентах, достаточно полученное число умножить на \( \displaystyle 100\%\).

Почему?

Сейчас покажу: пусть масса всего раствора равна \( \displaystyle M\), а масса растворенного вещества (например, соли или кислоты) – \( \displaystyle m\). Тогда один процент от массы раствора равен \( \displaystyle \frac{M}{100}\).

Как узнать, сколько таких процентов содержится в числе \( \displaystyle m\)?

Просто: поделить число \( \displaystyle m\) на этот один процент: \( \displaystyle \frac{m}{\frac{M}{100}}=\frac{m}{M}\cdot 100\), но ведь \( \displaystyle \frac{m}{M}\) – это концентрация.

Вот и получается, что ее надо умножить на \( \displaystyle 100\), чтобы узнать, сколько процентов вещества содержится в растворе.

Более подробно о процентах – в темах «Дроби, и действия с дробями»и «Проценты».

Поехали дальше.

Масса раствора, смеси или сплава равна сумма масс всех составляющих.

Логично, правда?

Например, если в растворе массой \( \displaystyle 10\) кг содержится \( \displaystyle 3\) кг соли, то сколько в нем воды? Правильно, \( \displaystyle 7\)кг.

И еще одна очевидность:

При смешивании нескольких растворов (или смесей, или сплавов), масса нового раствора становится равной сумме масс всех смешанных растворов.

А масса растворенного вещества в итоге равна сумме масс этого же вещества в каждом растворе отдельно.

Например: в первом растворе массой \( \displaystyle 10\) кг содержится \( \displaystyle 3\) кг кислоты, а во втором растворе массой \( \displaystyle 14\) кг – \( \displaystyle 5\) кг кислоты.

Когда мы их смешаем, чему будет равна масса нового раствора?

\( \displaystyle 10+14=24\) кг.

А сколько в новом растворе будет кислоты? \( \displaystyle 3+5=8\) кг.

Перейдем к задачам.

Подведем промежуточные итоги

Если ты заметил, во всех задачах мы сначала определяли, какое вещество влияет на концентрацию, назовем его «главным».

Дальше следили за абсолютной величиной этого главного вещества (в килограммах, литрах). Если в раствор (сплав) что-то доливали, добавляли, то, в зависимости от состава «добавки», вес «главного» вещества либо изменялся, либо нет.

Важно определить, что произошло с «главным» веществом, а дальше решение становится совсем простым.

Бонус: Вебинары из нашего курса подготовки к ЕГЭ по математике

ЕГЭ №11. Задачи на растворы, смеси и сплавы (и на проценты)

В этом видео мы научимся решать текстовые задачи на проценты, а так же на растворы, смеси и сплавы — на все, что содержит разные вещества в каком-то соотношении.

Задачи на смеси и сплавы очень часто попадаются на ОГЭ (№23) и профильном ЕГЭ (под номером 12).

Мы научимся очень простому способу сводить эти задачи к обычному линейному уравнению или к системе из двух таких уравнений.

Также мы научимся решать сложные задачи на проценты — в основном они на банковские вклады и кредиты и прочие финансовые штуки.

Это, в том числе, даст нам очень большой задел для “ экономической» задачи №17 (которая стоит аж 3 первичных балла).

ЕГЭ №17 Экономическая задача. Вклады

Экономические задачи в основном довольно простые, но дают аж 3 первичных балла!

Но это не совсем 3 балла нахаляву. Эти задачи требуют очень подробного и чёткого описания решения.

По сути, мы составляем математическую модель какой-то жизненной ситуации (например, связанной с банковскими вкладами или кредитами), и важно научиться ничего не пропускать при описании этой модели: описывать словами все введённые обозначения, обосновывать уравнения, которые мы записываем, и всё в таком духе.

Если не написать эти объяснения, вы гарантированно получите 0 баллов даже за правильно найденный ответ!

На этом уроке мы узнаем, как работают вклады, научимся решать и, главное, правильно оформлять решение таких задач.

Уроки и упражнения с решениями — г-жа Де Мендонка, 11 класс, университетская химия

Практика Stoich Solutions.pdf
Посмотреть Скачать

7к

т. 1

12 мая 2016 г., 8:12

А Дж Д

Рабочий лист

Ċ	Кислоты и основания Практические ответы.pdf Просмотреть Скачать	55к	т. 3	11 декабря 2015 г., 7:06	А Дж Д
Ċ	концентрации и частей на миллион с ключом.pdf Просмотреть Скачать	9к	т. 4	20 ноября 2014 г. , 12:54	А Дж Д
Ċ	Практика разведений и ответы.pdf Посмотреть Скачать	90к	т. 6	20 ноября 2014 г., 12:54	А Дж Д
Э	Dissociation and Ion Conc Practice.docx Посмотреть Скачать	24к	т. 2	26 ноября 2014 г., 10:54	А Дж Д
Ċ	Факторы, влияющие на растворимость Рабочий лист ANSWERS.pdf Просмотреть Скачать	108к	т. 2	1 декабря 2015 г., 6:06	А Дж Д
Ċ	molaritypractice2.pdf Посмотреть Скачать	145к	т. 2		55к	т. 4	20 ноября 2014 г., 11:07	А Дж Д
Ċ	Кривая растворимости: заметки и практика ANSWERS.pdf Просмотреть Скачать	679к	т. 2		22к	т. 2	26 ноября 2014 г., 10:56	А Дж Д

Ċ	Acids and Base Note заполнено в 2015 году. pdf Просмотреть Скачать	2027к	т. 2	15 декабря 2015 г., 5:44	А Дж Д
Ċ	Концентрация и миллионные доли. Заполненная записка.pdf Просмотреть Скачать	56к	т. 2	20 ноября 2014 г., 12:54	А Дж Д
Ċ	Примечание о разведениях заполнено.pdf Просмотреть Скачать	27к	т. 3	2 декабря 2014 г., 8:16	А Дж Д
Ċ	Примечание о молярной концентрации заполнено.pdf Посмотреть Скачать	46к	т. 2	20 ноября 2014 г., 12:54	А Дж Д
Ċ	Молярные концентрации и стехиометрия Примечание Часть 1.pdf Посмотреть Скачать	533k	т. 2	26 ноября 2014 г., 10:53	А Дж Д
Ċ	Молярные концентрации и стехиометрия. Примечание, часть 2.pdf Просмотреть Скачать	495к	т. 2	26 ноября 2014 г., 10:53	А Дж Д
Ċ	Дополнительные примечания по стехиометрии раствора заполнены в 2016 г. pdf Просмотр загрузки	963к	т. 2	12 мая 2016 г. , 8:12	А Дж Д
Ċ	Net Ionic Equation Note Fill In.pdf Посмотреть Скачать	87к	т. 2	5 декабря 2014 г., 11:13	А Дж Д
Ċ	Подготовка растворов СЧ4У Заметка оклада Копия.pdf Посмотреть Скачать	81к	т. 2	20 ноября 2014 г., 12:54	А Дж Д
Ċ	Подготовка растворов СЧ4У.pdf Посмотреть Скачать	112к	т. 4	20 ноября 2014 г., 11:08	А Дж Д
Ċ	СЧ4У Практика титрования.pdf Посмотреть Скачать	63к	т. 2	5 декабря 2014 г., 10:40	А Дж Д
Ċ	Растворы, Полярность растворенного вещества и растворителя, Межмолекулярные силы, Гидратация ионов Note.pdf Посмотреть загрузку	182к	т. 2	20 ноября 2014 г., 12:54	А Дж Д
Ċ	Примечания по титрованию заполнены.pdf Просмотреть Скачать	69к	т. 2	5 декабря 2014 г., 11:13	А Дж Д

4.5: Концентрация растворов – LibreTexts по химии

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Идентификатор страницы: 21718

Цели обучения

Для количественного описания концентрации растворов

Многие люди имеют качественное представление о том, что подразумевается под концентрацией . Любой, кто готовил растворимый кофе или лимонад, знает, что слишком много порошка дает сильно ароматизированный, высококонцентрированный напиток, тогда как слишком мало дает разбавленный раствор, который трудно отличить от воды. В химии концентрация раствора — это количество растворенного вещества , которое содержится в определенном количестве растворитель или раствор. Знание концентрации растворенных веществ важно для контроля стехиометрии реагентов для растворных реакций. Химики используют множество различных методов для определения концентрации, некоторые из которых описаны в этом разделе.

Молярность

Наиболее распространенной единицей концентрации является молярность , которая также наиболее полезна для расчетов, связанных со стехиометрией реакций в растворе. Молярность (М) определяется как количество молей растворенного вещества, присутствующего ровно в 1 л раствора. Это эквивалентно количеству миллимолей растворенного вещества, присутствующего ровно в 1 мл раствора:

\[ молярность = \dfrac{моли\: из\: растворенного вещества}{литры\: из\: раствора} = \dfrac{ммоль\: из\: растворенного вещества} {миллилитры\: из\: раствора} \label{ 4. 5.1} \]

Таким образом, единицами молярности являются моли на литр раствора (моль/л), сокращенно \(М\). Водный раствор, который содержит 1 моль (342 г) сахарозы в количестве воды, достаточном для получения конечного объема 1,00 л, имеет концентрацию сахарозы 1,00 моль/л или 1,00 М. В химических обозначениях квадратные скобки вокруг названия или формулы растворенное вещество представляет собой молярную концентрацию растворенного вещества. Следовательно,

\[[\rm{сахароза}] = 1,00\: M \номер \]

читается как «концентрация сахарозы 1,00 молярная». Отношения между объемом, молярностью и молями могут быть выражены как

\[ V_L M_{моль/л} = \cancel{L} \left( \dfrac{mol}{\cancel{L}} \right) = моль \label{4.5.2} \]

или

\[ V_{мл} M_{ммоль/мл} = \cancel{мл} \left( \dfrac{ммоль} {\cancel{мл}} \right ) = ммоль \label{4.5.3} \]

Рисунок \(\PageIndex{1}\) иллюстрирует использование уравнений \(\ref{4.5.2}\) и \(\ref{4.5.3} \).

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Приготовление раствора известной концентрации с использованием твердого растворенного вещества

Пример \(\PageIndex{1}\): Расчет молей по концентрации NaOH

Рассчитайте количество молей натрия гидроксида (NaOH) в 2,50 л 0,100 М NaOH.

Дано: идентичность растворенного вещества, объем и молярность раствора

Запрошено: количество растворенного вещества в молях

Стратегия:

Используйте либо уравнение \ref{4.5.2}, либо уравнение \ref{4.5. 3}, в зависимости от единиц измерения, указанных в задаче.

Решение:

Поскольку нам дан объем раствора в литрах и задано количество молей вещества, уравнение \ref{4.5.2} более полезно:

\( моль\: NaOH = V_L M_{моль/л} = (2,50\: \отменить{L}) \влево(\dfrac{0,100\: моль} {\отменить{L}} \вправо) = 0,250\: моль\: NaOH \)

Упражнение \(\PageIndex{1}\): Расчет молей по концентрации аланина

Рассчитайте количество миллимолей аланина, биологически важной молекулы, в 27,2 мл 1,53 М аланина.

Ответить: 41,6 ммоль

Расчеты с использованием молярности (M): расчеты с использованием молярности (M), YouTube (opens in new window) [youtu. be]

Концентрации также часто указываются в пересчете на массу (m/m) или на основе отношения массы к объему (m/v), особенно в клинических лабораториях и инженерных приложениях. Концентрация, выраженная в м/м, равна количеству граммов растворенного вещества на грамм раствора; концентрация на основе m/v представляет собой количество граммов растворенного вещества на миллилитр раствора. Каждое измерение можно выразить в процентах, умножив отношение на 100; результат сообщается как процент масс./масс. или процент масс./об. Концентрации очень разбавленных растворов часто выражаются в частей на миллион ( частей на миллион ), что составляет граммы растворенного вещества на 10 ⁶ г раствора, или частей на миллиард ( частей на миллиард ), что составляет граммов растворенного вещества на 10 ⁹ г раствора. решение. Для водных растворов при 20°C 1 ppm соответствует 1 мкг на миллилитр, а 1 ppb соответствует 1 нг на миллилитр. Эти концентрации и их единицы приведены в таблице \(\PageIndex{1}\).

Таблица \(\PageIndex{1}\): Общие единицы концентрации
Концентрация	Единицы
м/м	г растворенного вещества/г раствора
т/х	г растворенного вещества/мл раствора
частей на миллион	г растворенного вещества/10 ⁶ г раствора
частей на миллион	мкг/мл
частей на миллиард	г растворенного вещества/10 ⁹ г раствора
частей на миллиард	нг/мл

Приготовление растворов

Для приготовления раствора, содержащего определенную концентрацию вещества, необходимо растворить желаемое количество молей растворенного вещества в достаточном количестве растворителя, чтобы получить желаемый конечный объем раствора. На рисунке \(\PageIndex{1}\) показана эта процедура для раствора дигидрата хлорида кобальта (II) в этаноле. Обратите внимание, что объем растворитель не указан. Поскольку растворенное вещество занимает место в растворе, объем необходимого растворителя почти всегда на 90 487 меньше, чем на 90 488, чем желаемый объем раствора. Например, если желаемый объем равен 1,00 л, было бы неправильно добавлять 1,00 л воды к 342 г сахарозы, поскольку в результате получится более 1,00 л раствора. Как показано на рисунке \(\PageIndex{2}\), для некоторых веществ этот эффект может быть значительным, особенно для концентрированных растворов.

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Приготовление 250 мл раствора (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ в воде. Растворенное вещество занимает место в растворе, поэтому для приготовления 250 мл раствора требуется менее 250 мл воды. 45 мл воды остается в мерном цилиндре даже после добавления до метки мерной колбы.

Пример \(\PageIndex{2}\)

Раствор содержит 10,0 г дигидрата хлорида кобальта(II), CoCl ₂ • 2H ₂ O, в этаноле, достаточном для получения ровно 500 мл раствора. Какова молярная концентрация \(\ce{CoCl2•2h3O}\)?

Дано: масса растворенного вещества и объем раствора

Запрошено: концентрация (M)

Стратегия:

Чтобы найти количество молей \(\ce{CoCl2•2h3O}\), разделите масса соединения по его молярной массе. Рассчитайте молярность раствора, разделив количество молей растворенного вещества на объем раствора в литрах.

Решение:

Молярная масса CoCl ₂ •2H ₂ O составляет 165,87 г/моль. Следовательно,

\[ моль\: CoCl_2 \cdot 2H_2O = \left( \dfrac{10,0 \: \cancel{g}} {165,87\: \cancel{g} /mol} \right) = 0,0603\: моль \номер \]

Объем раствора в литрах равен

\[ объем = 500\: \cancel{мл} \left( \dfrac{1\: L} {1000\: \cancel{мл}} \right) = 0,500\: L \nonumber \]

Молярность – это количество молей растворенного вещества на литр раствора, поэтому молярность раствора равна

\[ молярность = \dfrac{0,0603\: моль} {0,500\: L} = 0,121\: M = CoCl_2 \cdot H_2O \номер\]

Упражнение \(\PageIndex{2}\)

Раствор, показанный на рисунке \(\PageIndex{2}\), содержит 90,0 г (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ в достаточное количество воды, чтобы получить окончательный объем ровно 250 мл. Какова молярная концентрация дихромата аммония?

Ответить: \[(NH_4)_2Cr_2O_7 = 1,43\: M \не число \]

Чтобы приготовить определенный объем раствора, который содержит указанную концентрацию растворенного вещества, сначала необходимо рассчитать количество молей растворенного вещества в желаемом объеме раствора, используя соотношение, показанное в уравнении \(\ref{4.5.2 }\). Затем мы переводим количество молей растворенного вещества в соответствующую массу необходимого растворенного вещества. Эта процедура проиллюстрирована в примере \(\PageIndex{3}\).

Пример \(\PageIndex{3}\): Раствор D5W

Так называемый раствор D5W, используемый для внутривенного замещения жидкостей организма, содержит 0,310 М глюкозы. (D5W представляет собой примерно 5% раствор декстрозы [медицинское название глюкозы] в воде.) Рассчитайте массу глюкозы, необходимую для приготовления пакета D5W объемом 500 мл. Глюкоза имеет молярную массу 180,16 г/моль.

Дано: молярность, объем и молярная масса растворенного вещества

Запрошено: масса растворенного вещества

Стратегия:

Рассчитайте количество молей глюкозы, содержащихся в заданном объеме раствора, умножив объем раствора на его молярность.
Получите необходимую массу глюкозы, умножив количество молей соединения на его молярную массу.

Решение:

A Сначала нужно вычислить количество молей глюкозы, содержащихся в 500 мл 0,310 М раствора:

\(V_L M_{моль/л} = моль \)

\( 500\: \cancel{mL} \left( \dfrac{1\: \cancel{L}} {1000\: \cancel{mL}} \right) \left( \dfrac{0.310\ : моль\: глюкоза} {1\: \cancel{L}} \right) = 0,155\: моль\: глюкоза \)

B Затем мы преобразуем число молей глюкозы в требуемую массу глюкоза:

\( масса \: of \: глюкоза = 0,155 \: \cancel{mol\: глюкоза} \left( \dfrac{180,16 \: g\: глюкоза} {1\: \cancel{mol\: глюкоза }} \right) = 27,9 \: g \: глюкоза \)

Упражнение \(\PageIndex{3}\)

Другим раствором, обычно используемым для внутривенных инъекций, является физиологический раствор, 0,16 М раствор хлорида натрия в воде. Рассчитайте массу хлорида натрия, необходимую для приготовления 250 мл физиологического раствора.

Ответить: 2,3 г NaCl

Раствор нужной концентрации также можно приготовить путем разбавления небольшого объема более концентрированного раствора дополнительным растворителем. Исходный раствор представляет собой коммерчески приготовленный раствор известной концентрации и часто используется для этой цели. Разбавление маточного раствора предпочтительнее, потому что альтернативный метод взвешивания крошечных количеств растворенного вещества трудно выполнить с высокой степенью точности. Разбавление также используется для приготовления растворов из веществ, которые продаются в виде концентрированных водных растворов, таких как сильные кислоты.

Процедура приготовления раствора известной концентрации из маточного раствора показана на рисунке \(\PageIndex{3}\). Это требует расчета количества молей растворенного вещества, желаемого в конечном объеме более разбавленного раствора, а затем расчета объема исходного раствора, содержащего это количество растворенного вещества. Помните, что разбавление заданного количества исходного раствора растворителем , а не изменяет число молей присутствующего растворенного вещества. Таким образом, соотношение между объемом и концентрацией исходного раствора и объемом и концентрацией желаемого разбавленного раствора равно 9.0026

\[(V_s)(M_s) = моли\: of\: растворенное вещество = (V_d)(M_d)\метка{4.5.4} \]

, где индексы s и d указывают запас и разбавленные растворы соответственно. Пример \(\PageIndex{4}\) демонстрирует расчеты, связанные с разбавлением концентрированного маточного раствора.

Рисунок \(\PageIndex{3}\): Приготовление раствора известной концентрации путем разбавления маточного раствора. (a) Объем ( V _s ), содержащий требуемые моли растворенного вещества (M _s ) измеряется в исходном растворе известной концентрации. (b) Измеренный объем маточного раствора переносят во вторую мерную колбу. (c) Измеренный объем во второй колбе затем разбавляют растворителем до объемной метки ].

Пример \(\PageIndex{4}\)

Какой объем исходного раствора глюкозы 3,00 М необходим для приготовления 2500 мл раствора D5W в примере \(\PageIndex{3}\)?

Дано: объем и молярность разбавленного раствора

Запрошено: объем исходного раствора раствор по его молярности.

Чтобы определить необходимый объем исходного раствора, разделите количество молей глюкозы на молярность исходного раствора.

Решение:

A Раствор D5W в примере 4.5.3 представлял собой 0,310 М глюкозу. Начнем с использования уравнения 4.5.4 для расчета количества молей глюкозы, содержащихся в 2500 мл раствора:

\[ моль\: глюкоза = 2500\: \cancel{мл} \left( \dfrac{1\: \cancel{L}} {1000\: \cancel{мл}} \right) \left( \dfrac{0,310\: моль\: глюкоза} {1\: \cancel{L}} \right) = 0 .775\: моль\: глюкоза \номер \]

B Теперь мы должны определить объем 3,00 М маточного раствора, содержащего такое количество глюкозы:

\[ объем\: из\: запас\: раствор = 0,775\: \отменить{моль\: глюкоза} \влево( \dfrac{1\: л} {3,00\: \отменить{моль\ : глюкоза}} \справа) = 0,258\: л\: или\: 258\: мл \номер\]

При определении необходимого объема маточного раствора мы должны были разделить желаемое количество молей глюкозы по концентрации исходного раствора для получения соответствующих единиц. Кроме того, количество молей растворенного вещества в 258 мл исходного раствора такое же, как количество молей в 2500 мл более разбавленного раствора; изменилось только количество растворителя . Полученный нами ответ имеет смысл: разбавление исходного раствора примерно в десять раз увеличивает его объем примерно в 10 раз (258 мл → 2500 мл). Следовательно, концентрация растворенного вещества должна уменьшиться примерно в 10 раз, как это и происходит (3,00 М → 0,310 М).

Мы также могли бы решить эту задачу за один шаг, решив уравнение 4.5.4 для V _s и подставив соответствующие значения:

\[ V_s = \dfrac{( V_d )(M_d )}{M_s } = \dfrac{(2.500\: L)(0.310\: \cancel{M})} {3.00\: \cancel{M}} = 0.258\: L \nonumber \]

Как мы уже отмечали, часто существует более одного правильного способа решения проблемы.

Упражнение \(\PageIndex{4}\)

Какой объем исходного раствора 5,0 М NaCl необходим для приготовления 500 мл физиологического раствора (0,16 М NaCl)?

Ответить: 16 мл

Концентрация ионов в растворе

В примере \(\PageIndex{2}\) концентрация раствора, содержащего 90,00 г бихромата аммония в конечном объеме 250 мл, рассчитана как 1,43 М. Рассмотрим подробнее именно то, что это означает. Дихромат аммония представляет собой ионное соединение, содержащее два NH 9{2-} (водн.)\label{4.5.5} \]

Таким образом, 1 моль формульных единиц дихромата аммония растворяется в воде с образованием 1 моля Cr ₂ O ₇ ² ⁻ анионов и 2 моль катионов NH ₄ ⁺ (см. рисунок \(\PageIndex{4}\)).

Рисунок \(\PageIndex{4}\): Растворение 1 моля ионного соединения. В этом случае при растворении 1 моля (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ получается раствор, содержащий 1 моль Cr ₂ O ₇ ² ⁻ ионов и 2 моль NH ₄ ⁺ ионов. (Молекулы воды для ясности не показаны на молекулярном изображении раствора.) 1 моль дихромата аммония показан в мерной колбе объемом 1 л. Полученная мерная колба справа содержит 1 литр раствора после растворения в воде. Порошкообразная форма бихромата аммония также включена в схему.

При проведении химической реакции с использованием раствора соли, такой как дихромат аммония, важно знать концентрацию каждого иона, присутствующего в растворе. Если раствор содержит 1,43 М (NH ₄) ₂ CR ₂ O ₇, затем концентрация CR ₂ O ₇ ² ^– также должен быть 1,43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 M.43 2 ^{– . ² ⁻ ион на формульную единицу. Однако на формульную единицу приходится два иона NH ₄ ⁺, поэтому концентрация ионов NH ₄ ⁺ составляет 2 × 1,43 M = 2,86 M. Поскольку каждая формульная единица (NH ₄ ) ₂ Cr ₂ O ₇ produces three ions when dissolved in water (2NH ₄ ⁺ + 1Cr ₂ O ₇ ² ⁻ ), the total concentration of ions в растворе 3 × 1,43 M = 4,29 M.}

Концентрация ионов в растворе из растворимой соли: концентрация ионов в растворе из растворимой соли, YouTube (opens in new window) [youtu.be]

Пример \(\PageIndex{5}\)

Каковы концентрации всех видов, полученных из растворенных веществ в этих водных растворах?

0,21 М NaOH
3,7 М (СН ₃ ) ₂ СНОН
0,032 М In(№ ₃ ) ₃

Дано: молярность

Запрошено: концентраций

Стратегия:

A Классифицируйте каждое соединение как сильный электролит или неэлектролит.

B Если соединение является неэлектролитом, его концентрация равна молярности раствора. Если соединение является сильным электролитом, определяют количество каждого иона, содержащегося в одной формульной единице. – (водн.) \)

B Поскольку каждая формульная единица NaOH производит один ион Na ⁺ и один ион OH ^–, концентрация каждого иона такая же, как концентрация NaOH: [Na ⁺ ] = 0,21 М и [ ОН ^– ] = 0,21 М.

A Формула (CH ₃ ) ₂ CHOH представляет собой 2-пропанол (изопропиловый спирт) и содержит группу –OH, поэтому это спирт. Напомним из раздела 4.1, что спирты представляют собой ковалентные соединения, которые растворяются в воде с образованием растворов нейтральных молекул. Таким образом, спирты являются неэлектролитами. 9- (водн.) \)

B Одна формула единицы IN (№ ₃) ₃ производит один в ³ ⁺ Ион и три NO ₃ ^– ION, SO A. 0.032 MN ^– ION, SO A. 0.032 MN ^–, SO A.0.032 MN ^–, SO A. 0.032 3 ^–, SO A. 0.032 3 ^–. ₃ раствор содержит 0,032 м в ³ ⁺ и 3 × 0,032 М = 0,096 м № ₃ ^– – это, [в ³ ⁺] = 20562] = + ]. ⁻ ] = 0,096 М.

Упражнение \(\PageIndex{5}\)

Каковы концентрации всех видов, полученных из растворенных веществ в этих водных растворах?

0,0012 М Ba(OH) ₂
0,17 М Na ₂ SO ₄
0,50 М (CH ₃ ) ₂ CO, широко известный как ацетон

Резюме

Концентрации растворов обычно выражаются в молях и могут быть приготовлены путем растворения известной массы растворенного вещества в растворителе или разбавления маточного раствора.

определение молярности: \[ молярность = \dfrac{моль\: из\: растворенного вещества}{литры\: из\: раствора} = \dfrac{ммоль\: из\: растворенного вещества} {миллилитров\: из \: решение} \номер\]
связь между объемом, молярностью и молями : \[ V_L M_{моль/л} = \cancel{L} \left( \dfrac{mol}{\cancel{L}} \right) = моли \nonumber \ ]
связь между объемом и концентрацией основного и разбавленного растворов : \[(V_s)(M_s) = моли\: of\: растворенное вещество = (V_d)(M_d) \номер\]

Концентрация вещества представляет собой количество растворенного вещества, присутствующего в данном количестве раствора.

Задачи по химии на растворы с решением 11 класс: Задачи на растворы. – ХИМИЯ. Просто.Доступно.Наглядно.

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

Задачи на смеси и сплавы

Задачи на смеси и сплавы — подробнее

Бонус: Вебинары из нашего курса подготовки к ЕГЭ по математике

ЕГЭ №11. Задачи на растворы, смеси и сплавы (и на проценты)

ЕГЭ №17 Экономическая задача. Вклады

Уроки и упражнения с решениями — г-жа Де Мендонка, 11 класс, университетская химия

4.5: Концентрация растворов – LibreTexts по химии

Цели обучения

Молярность

Пример \(\PageIndex{1}\): Расчет молей по концентрации NaOH

Стратегия:

Решение:

Упражнение \(\PageIndex{1}\): Расчет молей по концентрации аланина

Приготовление растворов

Пример \(\PageIndex{2}\)

Стратегия:

Решение:

Упражнение \(\PageIndex{2}\)

Пример \(\PageIndex{3}\): Раствор D5W

Стратегия:

Решение:

Упражнение \(\PageIndex{3}\)

Пример \(\PageIndex{4}\)

Решение:

Упражнение \(\PageIndex{4}\)

Концентрация ионов в растворе

Пример \(\PageIndex{5}\)

Стратегия:

Упражнение \(\PageIndex{5}\)

Резюме

Оставить комментарий Отменить ответ