Нормальна концентрація

Масова частка розчиненої речовини

Масова частка розчиненої речовини w(B) - це безрозмірна величина, що дорівнює відношенню маси розчиненої речовини (m(B)) до загальної маси розчину m:

w(B)= m(B) / m

Масову частку розчиненої речовини зазвичай виражають в долях одиниці або у відсотках. Наприклад, масова частка розчиненої речовини – CuSO₄ у воді рівна 0,06 або 6%. Це означає, що в розчині сульфату міді масою 100 г міститься сульфат міді масою 6 г і води масою 94 г.

Приклад
Скільки грамів сульфату міді і води необхідно для приготування 300 г 5% розчину?

Ріщення
m(CuSO₄) = w(CuSO₄₎ / 100 = (5 · 300) / 100 = 15 г,

де w(CuSO₄₎) – масова частка в %,
m - маса розчину в г.

m(H₂O) = 300 г - 15 г = 285 г.

Таким чином, для приготування 300 г 5% розчину сульфату міді треба зважити 15 г CuSO₄ і відміряти 285 г (см³) води.

При розрахунках концентрацій слід пам’ятати, що деякі солі існують у вигляді кристалогідратів. Кристалогідрати - речовини, які у своєму складі містять хімічно зв'язану воду. Ця вода так і називається - кристалізаційна. Типовими кристалогідратами є природні мінерали, наприклад, гіпс CaSO₄·2H₂O, польові шпати M2O·Al2O3·6H2O (M – це Na або К), карналіт KCl·MgCl₂·6H₂O, каолініт та ін. Типовим кристалогідратами є купрум (ІІ) хлориду - CuCl₂·2H₂O, а також мідний купорос CuSO₄·5H₂O.

Так для приготування розчину сульфат міді з кристалогідрату CuSO₄ ^. 5H₂O необхідно враховувати, що

М.м. CuSO₄ ·5H₂O = 63,5+32+16·4 + 5· (1·2+16)= 159,5+90=249,5

М.м. CuSO₄ = 159,5

В 249,5 г CuSO₄ · 5H₂O -- 159,5 г CuSO₄

В 300 г CuSO₄ · 5H₂O -- х CuSO₄

х = 300·159,5/249,5=191,78 (г)

Тобто в 300 г кристалогідрату сульфату міді всього 191,78 г сульфату міді.

Тому при розрахунках необхідно це враховувати.

Типова задача В розчині масою 100 г міститься хлорид барію масою 20 г. Яка масова частка хлориду барію в розчині?
Д а н о m(р-ну) = 100 г; m(ВаСl2) = 20 г. ____________________ Найти: w%(ВаСl2)	Рішення: Масова частка ВаСl2 рівна відношенню його маси до загальної маси розчину: w(BaCl2)=m(ВаСl2)/m(р-ну)=20г/100г=0,2 або 20% Відповідь: w%(ВаСl2)=0,2 або 20%

Молярна концентрація

Молярна концентрація C(Р) показує скільки молів розчиненої речовини знаходиться в 1дм³ (літрі) розчину.

C(Р) = n(Р) / V = m(Р) / (M(Р) · V),

де М(Р) - молярна маса розчиненої речовини в г/моль.

Молярна концентрація вимірюється в моль/дм³ і позначається "M". Наприклад, 2 M NaOH - двохмолярний розчин гідроксиду натрію. Один літр такого розчину вміщує 2 моль речовини або 80 г (1 M _NaOH = 40 г/моль).

Типовая задача Розчин об´ємом 500 см^3вміщує NaOH масою 5 г. Визначити молярну концентрацію цього розчину.
Д а н о V(р-ну)=500 см^3, або 0,5 дм^3 m(NaOH)=5г ____________________ Найти: C(NaOH)	Рішення: 1. Розраховуємо число моль в 5 г NaOH: n(NaOH)=m(NaOH)/M(NaOH); n=5г/40г, моль=0,125 моль 2. Витзначимо молярну концентрацію розчину: C=n(NaOH)/V(р-ну); C=0,125 моль/0,5 дм^3=0,25моль/дм^3; Відповідь: C=0,25моль/дм^3.

Нормальна концентрація

Нормальність розчину означає число грам-еквівалентів даної речовини в одному літрі розчину або число міліграм-еквівалентів в одному мілілітрі розчину.
Грам-еквівалентом речовини називається кількість грамів речовини, чисельно рівне його еквіваленту. Для складних речовин – це кількість речовини, що відповідає прямо чи побічно при хімічних перетвореннях 1 граму водню чи 8 грамам кисню.

Е_лугу = М_лугу/число заміщених в реакції гідроксильних групп

Е_{кислоти} = М_{кислоти}/число заміщених в реакції атомів водню

Е_солі = М_солі/добуток числа катіонів на його заряд.

Типовая задача Розрахуйте значення грам-еквіваленту (г-екв) сірчаної кислоти, гідроксиду кальцію і сульфату алюмінію.

Е_H2SO4 = М_H2SO4/2 = 98/2= 49г

Е_Ca(OH)2 = М _Ca(OH)2 /2 = 74/2 = 37г

Е_Al2(SO4)3 = М_Al2(SO4)3 / (2· 3) = 342 / 2= 57 г

Величину нормальності позначають буквою "н". Наприклад, децинормальний розчин січаної кислоти позначають "0,1 н розчин H₂SO₄". Нормальність може бути визначена тільки для даної реакції, тому в різних реакціях величина нормальності одного і того ж розчину може бути не одинакою. Наприклад, одномолярний розчин H₂SO₄ буде однонормальним, коли він використовується для реакції з лугом з утворенням гідросульфату натрію NaHSO₄, і двонормальним в реакції з утворенням Na₂SO₄.

Типова задача Розрахуйте молярність і нормальность 70%-ного розчину H₂SO₄ (ρ=1,615 г/см³).

Для розрахунку молярності та нормальності необхідно знати число грамів H₂SO₄ в 1 дм³ (л) розчину. 70% -ний розчин H₂SO₄ вміщує 70 г сірчаної кислоти в 100 г (см³) розчину. Ця вагова кількість розчину займає об’єм

V = 100 г / 1,615 г/см³ = 61,92 см³ (мл)

Звідси, 1 дм³ (л) розчину вміщує 70·1000/61,92=1130,49 г H₂SO_4.

Молярність даного розчину рівна: 1130,49 / М (H₂SO₄) =1130,49 / 98 =11,53 M

Нормальність цього розчину (враховуючи, що кислота в даній реакції двохосновна) дорівнює 1130,49 / 49 =23,06 н.

Індивідуальне завдання:

Приготувати розчин з концентрацією _______ та виразити її в масовій частці розчиненої речовини, молярній або нормальній концентраціях.

Дата добавления: 2015-08-03