Примеры решений

РАСТВОРЫ

Вопросы для самоподготовки

1. Растворы. Определение, классификация.

2. Способы выражения концентрации растворов.

3. Теории растворов.

4. Растворимость и факторы, на нее влияющие. Коэффициент растворимости.

Задания

1. Теплоты растворения SrCl₂ и SrCl₂·6H₂O составляют соответственно -47,7 и 31,0 кДж/моль. Вычислите теплоту гидратации SrCl₂.

2. Для полного осаждения сульфата бария из 100 г 10%-ного раствора хлорида бария потребовалось 14,4 мл серной кислоты. Определите нормальность раствора кислоты.

3. Найти массовую и мольную доли, а также молярность раствора азотной кислоты, 1 литр раствора которой содержит 224 г HNO₃ (плотность раствора равна 1,12 г/мл.

4. Вычислите нормальность и молярность 49%-ного раствора фосфорной кислоты (плотность раствора 1,33 г/мл)

5. Определите объемные доли газов в смеси, состоящей из 15 л оксида углерода(II), 10 л оксида азота(II) и 30 л воздуха.

6. При 25 °С растворимость хлорида натрия равна 36,0 г в 100 г воды. Найти массовую долю хлорида натрия в насыщенном растворе и рассчитайте его молярность, если плотность раствора равна 1,4 г/мл.

7. В каком объеме воды нужно растворить 13,9 г железного купороса FeSO₄·7Н₂О для получения 1,9%-ного раствора сульфата железа(II)?

8. Какой объем соляной концентрированной кислоты (плотность 1,19 г/мл), содержащей 37% HCl), необходимо для приготовления 1 литра 2 н. раствора.

9. Рассчитайте массу воды, в которой необходимо растворить 5,6 л HI (н.у.), чтобы получить 8%-ный раствор иодоводородной кислоты.

10. Определите массовую долю раствора, который образуется при сливании 130 мл 25% раствора аммиака (плотность 0,95 г/см³) с 170 мл 35% раствора аммиака (плотность 0,88 г/см³).

11. Определите массовую долю серной кислоты в растворе, образовавшемся в результате смешивания 0,5 л воды и 250 мл 85%-ного раствора серной кислоты (плотность 1,75 г/см³).

12. Из 400 мл 25%-ного раствора сульфата меди (плотность 1,19 г/см³) при охлаждении выпал осадок пентагидрата сульфата меди массой 50 г. Определите массовую долю сульфата меди в полученном растворе.

13. В какой массе воды необходимо растворить 143 г Na₂CO₃·10H₂O, для получения раствора карбоната натрия с концентрацией 21,2%.

14. Из 200 мл 63%-ного раствора нитрата калия (t = 80 °С, плотность раствора 1,35 г/см³) при охлаждении до 25 °С выпало 120 г соли. Определите массовую долю нитрата калия в полученном растворе.

Примеры решений

Пример № 1. Вывести уравнение, связывающее молярную концентрацию С с массовой долей (в %) растворенного вещества w и плотностью раствора r (г/мл).

Решение. Пусть масса раствора равна 100 г, тогда масса растворенного вещества m₁ = w, a объем раствора V= , следовательно

.

Пример № 2. Для полной нейтрализации 42 мл раствора серной кислоты потребовалось 14 мл 0,3 н раствора щелочи. Определите молярность раствора кислоты.

Решение. Так как вещества взаимодействуют в эквивалентных количествах, то:

n_э(H₂SO₄) = n_э(NaOН);

N(H₂SO₄)·V(H₂SO₄) = N(NaOН)·V(NaOН);

N(H₂SO₄) = = 0,1 (н.).

Молярная концентрация связана с нормальностью следующим уравнением, где fэ кислоты равен 1/2:

С = N·f_э = 0,1· = 0,05 (моль/л).

Ответ: С = 0,05 моль/л.

Пример № 3. В 1 кг воды растворено 666 г КОН, плотность раствора равна 1,395 г/мл. Найти: а) массовую и мольную доли раствора; б) молярность и моляльность.

Решение. Массовая доля - отношение массы растворенного КОН к массе раствора:

= = 0,3998 или 39,98%.

Мольная доля - отношение количества растворенного КОН к суммарному количеству всех компонентов раствора (гидроксида калия и воды).

;

n₁ = = = 11,89 (моль); n₀ = = = 55,56 (моль);

= 0,176.

Молярность растворов связана с массовой долей следующей формулой:

= 9,96 (моль/л).

Моляльность (С_m, моль/кг) - отношение количества растворенного вещества к массе растворителя (m₀):

,. = 11,89 (моль/кг).

Ответ: w = 0,3998 или 39,98%; a = 0,176; С = 9,96 моль/л; С_m = 11,89 моль/кг.

Пример № 4. 11,2 л аммиака (н.у.) растворили в воде массой 400 г. Определите массовую долю аммиака в полученном растворе.

Решение. Рассчитаем количество аммиака и его массу:

n(NH₃) = = = 0,5 (моль); m(NH₃) = n(NH₃)·М(NH₃) = 0,5×17 = 8,5 (г).

Рассчитаем массу раствора и массовую долю аммиака:

m(р-ра) = m(NH₃) + m(H₂O) = 8,5 + 400 = 408,5 (г); w(NH₃) = = = 0,0208.

Ответ: w(NH₃) = 0, 0208 или 2,08%.

Пример № 5. Определите массовую долю вещества в растворе, который образуется при сливании 85 г раствора с массовой долей вещества 10% и 170 мл раствора с массовой долей вещества 30% (плотность 1,25 г/см³ ).

Решение. Определим массу растворенного вещества в первом растворе:

m₁(в-ва) = m₁(р-ра)·w₁ = 85·0,10 = 8,5 (г).

Рассчитаем массу второго раствора и массу растворенного в нем вещества:

m₂(р-ра) = V₂(р-ра)·r = 170·1,25 = 212,5 (г); m₂(в-ва) = m₂(р-ра)·w₂ = 212,5·0,30 = 63,75 (г).

Определим массовую долю вещества в полученном растворе:

w = = = = 0,2429.

Ответ: 0,2429 или 24,29%.

Пример № 6. 25 г медного купороса (CuSO₄×5H₂O) растворено в 180 мл воды. Определите массовую долю сульфата меди в полученном растворе.

Решение. Вычислим массовую долю сульфата меди в кристаллогидрате:

w_кр.(CuSO₄) = = = 0,64.

Определим массу сульфата меди в 25 г медного купороса:

m(CuSO₄) = m(CuSO₄·5H₂O) w_кр.(CuSO₄) = 25·0,64 = 16 (г).

Так как плотность воды практически равна 1г/см³, то ее масса равна 180 г. Рассчитаем массу раствора:

m(р-ра) = m(CuSO₄·5H₂O) + m(H₂O) = 25 + 180 = 205 (г).

Определим массовую долю сульфата меди в полученном растворе:

w(CuSO₄) = = = 0,078.

Ответ: 0,078 или 7,8%.

Дата добавления: 2015-07-11