Расчет массы (или объема) компонентов для приготовления раствора с заданной молярностью, с(X)

Растворы заданной молярной концентрации обычно готовят в так называемой мерной посуде (мерных колбах соответствующего объема: 100 мл, 0,5 л, 1 л и т.д.). При этом рассчитывают навеску растворяемого вещества или объем раствора этого вещества с большей концентрацией, и после переноса их в мерную колбу доливают растворитель до метки соответствующего объема. (Если в задаче все же предусмотрен расчет объема растворителя, то в этом случае удобнее предварительно перевести молярность раствора в концентрацию в % и далее применить подходящий метод решения, из приведенных в разделах 2 – 3).

Если заданный раствор готовится разбавлением более концентрированного раствора, то количество растворенного вещества не меняется, и для расчета объема раствора с известной молярностью можно использовать уравнение

с₁(X)×V_{1р – ра} = с₂(X)×V_{2р – ра}

Если заданный раствор готовится разбавлением более концентрированного раствора с известной w(X), то объем последнего можно определить двумя способами:

1^й способ – рассчитать количество вещества, необходимое для приготовления заданного раствора, а затем массу и объем исходного раствора;

2^й способ – перевести w(X) исходного раствора в его молярность (см. с. 5), и затем использовать уравнение с₁(X)×V_{1р – ра} = с₂(X)×V_{2р – ра}

Пример 1. Рассчитать массу хлорида бария для приготовления 0,5 л

децимолярного раствора BaCl₂

Решение: а) из с(X) = n(X)/V_р–ра = n(BaCl₂)/ V_р–ра = 0,1 моль/л рассчитаем

количество BaCl₂, необходимое для приготовления заданного раствора:

n(BaCl₂) = с(BaCl₂) × V_р–ра = 0,1 × 0,5 = 0,05 моль;

б) из n(BaCl₂) = m(BaCl₂)/M(BaCl₂) рассчитаем

m(BaCl₂) = n(BaCl₂) M(BaCl₂) = 0,05 × 208 = 10,4 г

Ответ: 10,4 г

Пример 2. Рассчитать объем соляной кислоты, w(HCl) = 0,36; ρ = 1,17, для приготовления 2л раствора с(HCl) = 0,1 M.

Решение:

1^й способ: а) из с(X) = n(X)/V_р–ра = n(HCl)/ V_р–ра = 0,1 моль/л

рассчитаем количество HCl, необходимое для приготовления заданного раствора: n(HCl) = с(HCl) × V_р–ра = 0,1 × 2 = 0,2 моль – такое же количество HCl должно содержаться в исходном (концентрированном) растворе;

б) рассчитаем массу HCl количеством 0,2 моль: m(HCl) = n(HCl) × M(HCl)

= 0,2 × 36,5 = 7,3 г;

в) рассчитаем массу и объем исходного раствора, в котором содержится

7,3 г HCl:

из w(HCl) =m(HCl)/m_р–ра получим m_р–ра = m(HCl)/w(HCl) = 7,3/0,36 = 20,3 г

объем этого раствора Vр–ра = m_р–ра/ = 20,3/1,17 = 17,3 мл

2^й способ: а) из с(X) = n(X)/V_р–ра = n(HCl)/ V_р–ра = 0,1 моль/л

рассчитаем количество HCl, необходимое для приготовления заданного раствора:

n(HCl) = с(HCl) × V_р–ра = 0,1 × 2 = 0,2 моль – такое же количество HCl должно содержаться в исходном (концентрированном) растворе;

б) переведем w(HCl) = 0,36 в молярность этого раствора:

c(HCl = w(HCl) × 1000 ρ/M(HCl) = 0,36 × 1000 × 1,17/36,5 = 11,54 M

в) из с₁(HCl) × V_1р–ра = с₂(HCl) × V_2р–рарассчитаем объем исходного раствора

V_1р–ра = c₂(HCl) × V_2р–ра/c₁(HCl) = 0,1 × 2/11,54 = 0,0173 л = 17,3 мл

Ответ: 17,3 мл

Пример 3. Сколько кг CuSO₄ × 5H₂O потребуется для приготовления

5м³ раствора с концентрацией с(CuSO₄) = 0,3 M?

Решение:

а) из с(X) = n(X)/V_р–ра = n(CuSO₄)/ V_р–ра = 0,3 моль/л рассчитаем количество CuSO₄, необходимое для приготовления заданного раствора:

n(CuSO₄) = с(CuSO₄) × V_р–ра = 0,3 × 5000 = 1500 моль – такое же количество CuSO₄ должно содержаться в кристаллогидрате CuSO₄ × 5H₂O;

б) m(CuSO₄ × 5H₂O) = n(CuSO₄ × 5H₂O) × M(CuSO₄ × 5H₂O) = 1500 × 250 = 375000 г

или 375 кг

Ответ: m(CuSO₄ × 5H₂O) = 375 кг

Дата добавления: 2015-10-31