Сведения для решения задач на растворы

Представления, формирующиеся при изучении дисперсных систем, в том числе и растворов, являются основой для решения качественных и расчетных задач, имеющих большое практическое значение. Рассмотрим некоторые сведения, способствующие формированию умений решать такие задачи.

Для решения расчетных задач на растворы необходимо применять формулы (1.5)—(1.16), (2.1)—(2.5), а также:

т_р._р — масса раствора; т — масса растворенного вещества; т_р__ля — масса растворителя; w (%) — массовая доля, выраженная в процентах; с — молярная концентрация; М— молярная масса; р — плотность; с_Э1С — молярная концентрация эквивалента; Э — эквивалент; % — растворимость;/— фактор эквивалентности; п — число моль; V— объем.

Некоторые расчетные задания на процентное содержание удобно решать, применяя «диагональную схему» («правило креста»).

Рассмотрим это правило на конкретном примере. Пусть необходимо приготовить 20%-й раствор из 30- и 7-процентного растворов. Составляем диагональную схему:

где 13 — мае. ч. концентрированного раствора (получили: 20—7); 10 — это мае. ч. разбавленного раствора (получили: 30—20).

Диагональную схему составляют так: сначала записывают концентрацию самого концентрированного раствора (если раствор готовят из чистого вещества, то записывают 100). Под этим числом записывают концентрацию самого разбавленного раствора (если это вода, то пишут 0). На некотором расстоянии справа записывают концентрацию раствора, который готовят. Далее, по диагонали вычитают из большего числа меньшее и записывают числа (в данном примере 13 и 10 по линии диагонали). Число 13 означает, что для приготовления раствора нужной концентрации (20%-й раствор) берут 13 мае. ч. концентрированного (30%-го) раствора и 10 мае. ч. разбавленного (7%-го) раствора, при этом получают 23 мае. ч. нового (20%-го) раствора.

• ? Задания для самостоятельной работы
• 1. Рассчитайте массу: а) 1 моль десяти водного кристаллогидрата карбоната натрия или кристаллической соды; б) 5 моль медного купороса [пятиводного кристаллогидрата сульфата меди (Н)]; в) шестиводного кристаллогидрата, содержащегося в 0,5 кг 10%-го раствора хлорида кальция. Ответ: а) 286 г;
• б) 1,25 кг; в) 98,65 г.
• 2. Рассчитайте массу воды в 2 л 15%-й соляной кислоты, р = 1,1. Ответ: 1,87 кг.
• 3. Рассчитайте процентное содержание щелочи, если в растворе на 1 моль едкого натра приходится 20 моль воды. Ответ: 10%.
• 4. Рассчитайте массовую долю соли в растворе, полученном растворением 200 г сульфата натрия в 1,8 л воды. Ответ: 0,10.
• 5. Рассчитайте молярную концентрацию раствора, если в 3 кг его содержится 200 г гидроксида натрия, а р = 1,1. Ответ: 1,832 моль/л.
• 6. Рассчитайте процентное содержание соли в двумолярном растворе сульфата натрия, если р = 1,1. Ответ: 25,82%.
• 7. Поясните, чем гель отличается от золя, и рассчитайте процентное содержание крахмала в золе, приготовленном смешиванием 10 г крахмала и 2 л воды при нагревании. Ответ: 0,5%.
• 8. Рассчитайте процентное содержание хлороводорода, полученного растворением 44,8 НС1 (г) в 0,5 л воды. Ответ: 12,74%.
• 9. Рассчитайте процентное содержание аммиака и гидроксида аммония в растворе, полученном растворением 67,2 объема аммиака в одном объеме воды. Ответ: 4,85% NH₃, 9,99% NH₄OH.
• 10. Рассчитайте процентное содержание серной кислоты в растворе, полученном при добавлении к 2 л раствора (р = 1,2) 3 л воды. Ответ: 12%.
• 11. Рассчитайте концентрацию серной кислоты (моль/л) для 4 л раствора, содержащего 980 г кислоты. Ответ: 2,5 моль/л.
• 12. Рассчитайте концентрацию серной кислоты (моль-экв/л) для 5 л раствора, если р = 1,18. Ответ: 6,02 моль-экв/л.
• 13. Рассчитайте молярную концентрацию раствора серной кислоты, если его концентрация составляет 4 моль-экв/л. Ответ: 2 моль /л.
• 14. Рассчитайте массовую долю раствора, 2 мл которого содержат 0,01 г соли, а р = 1. Ответ: 0,005.
• 15. Рассчитайте молярную концентрацию (моль/л) раствора серной кислоты, 10 мл которого содержат 0,098 г кислоты. Ответ: 0,1 моль/л.