Вычислениие концентрации растворов веществ (моляльность, молярность, мольная доля, массовая доля раствора)

Вычислениие концентрации растворов веществ (моляльность, молярность, мольная доля, массовая доля раствора)

Видео:Молярная концентрация. 10 класс.Скачать

Молярная концентрация. 10 класс.

Вычисление моляльности и мольной доли раствора хлорида цинка

Задача 187.
Вычислите моляльность и мольную долю 0,2 моль/л раствора ZnCl2, плотность = 1,02 г/мл.
Решение:
р(р-ра) = 1,02 г/мл;
См = 0,2 моль/л;
M(H2O) = 18 г/моль;
M(ZnCl2) = 135 г/моль.

1. Вычисление моляльности раствора

Моляльная концентрация (моляльность, молярная весовая концентрация) — количество растворённого вещества (число моль) в 1000 г растворителя. Измеряется в молях на кг.
Формула вычисления моляльности раствора:

Сm(B) = n(B)/m(A), где
Сm(B) — моляльность раствора;
n(B) — количество растворённого вещества, моль;
m(A) — масса растворителя, кг.

2. Вычисление моляльности раствора

Моляльность (Сm) – показывает сколько моль растворенного вещества растворено в 1 кг растворителя. 
Формула вычисления моляльности раствора:

Cm = (m1 • 1000)/(M • m2), где
m1 — масса растворенного в растворе вещества, г;
М – молярная масса растворенного вещества, г/моль; 
m2 – масса растворителя, г.

а) Рассчитаем массу растворенного в растворе ZnCl2, получим:

m1 = См • M(ZnCl2) = 0,2 • 135 = 27 г.

б) Рассчитаем массу раствора, получим:

m(p-pa) = р(р-ра) • 1000 = 1,02 • 1000 = 1020 г.

в) Рассчитаем массу воды, получим:

m2 = m(p-pa) — m1 = 1020 — 27 = 993 г.

г) Рассчитаем моляльность (Сm), получим:

Cm = (m1 • 1000)/(M • m2) = (27 • 1000)/(135 •993) = 0,201 кг/моль.

2. Вычисление мольной доли ZnCl2 и Н2О в растворе

Мольная доля — отношение количества молей данного компонента к общему количеству молей всех компонентов. Мольную долю выражают в долях единицы. 
Формула вычисления моляльной доли:

х(B) = n(B)/∑(ni), где
х(B) — мольная доля компонента B;
n(B) — количество компонента B, моль;
∑(ni) — сумма количеств всех компонентов.

а) Количество ZnCl2 в растворе равно:

n(B) = m1/M(ZnCl2) = 27/135 = 0,2 моль.

б) Количество воды в растворе равно:

n(А) = m2/M(H2O) = 993/18 =  55,17 моль.

в) Сумма количеств всех компонентов:

∑(ni) = n(B) + n(А = 0,2 + 55,17 = 55,37 моль.

г) Мольная доля ZnCl2 в растворе равна:

х(B) = n(B)/∑(ni) = 0,2/55,37 = 0,0036.

д) Мольная доля Н2О в растворе равна:

х(А) = n(А)/∑(ni) = 55,17/55,17 = 0,9964.


Видео:8 класс. Массовая доля растворенного вещества. Решение задач.Скачать

8 класс. Массовая доля растворенного вещества. Решение задач.

Получение объема раствора с молярной концентрацией эквивалента

Задача 188.
Какой объём раствора с молярной концентрацией эквивалента 2 моль/л можно получить из 0,6 кг раствора кальций нитрата с массовой долей соли 3,4% (р = 1,01 г/мл)?
Дано:
w% = 3,4% или 0,034;
m(p-pa) = 0,6 кг или 600 г;
МЭ[Ca(NO3)2] = 82,044 г/моль;
CЭ[Ca(NO3)2] = 2 моль/л;
V(p-pa) = ?
Решение:
Эквивалент – это условная или реальная частица, которая в данной химической реакции эквивалентна одному атому или иону водорода, или одному протону, или одному электрону (по — другому, способна замещать или присоединять 1 грамм водорода).
Эквивалент – есть 1/z часть частицы (молекулы, атома).

У соли Z равно произведению валентности (степени окисления) металла на число атомов металла. Например,
Z[Ca(NO3)2] = (+2) · 1 = 2.
Z для (Al2(SO4)3) = 3·2 = 6.

Так как М[Ca(NO3)2] = 164,088 г/моль, то молярная масса эквивалента нитрата кальция равна молярной массе соли поделенной на влентность кильция, получим:

МЭ[Ca(NO3)2] = 164,088/2 = 82,044 г/моль.

Молярная концентрация эквивалентов вещества B CЭ(B) (нормальность – устаревшее) определяется числом эквивалентов растворенного вещества в единице объема раствора, моль/л:

CЭ(B) = m(В)/[МЭ(B) • V(p-pa), где
MЭ – молярная масса эквивалента, m(В) — масса вещества в растворе, V(p-pa) — объем раствора вещества.

Отсюда

CЭ[Ca(NO3)2] = m[Ca(NO3)2]/{МЭ[Ca(NO3)2] • V(p-pa).

Закон эквивалентов для индивидуальных веществ, например для раствора Ca(NO3)2 записывается так:

m(B)/МЭ(В) = [CЭ(B) • V(p-pa)] или m[Ca(NO3)2]/МЭ[Ca(NO3)2] = {[Ca(NO3)2] • V(p-pa).

Отсюда

V(p-pa) = m(B)/[МЭ(В) • CЭ(B)] = m[Ca(NO3)2]/{МЭ[Ca(NO3)2] • CЭ[Ca(NO3)2]}.

Для решения задачи необходимо найти массу нитрата кальция в растворе, получим:

m[Ca(NO3)2] = w% • m(p-pa) = 0,034 • 600 = 20,4 г.

Тогда

V(p-pa) = m(B)/[МЭ(В) • CЭ(B)] = m[Ca(NO3)2]/{МЭ[Ca(NO3)2] • CЭ[Ca(NO3)2]} = 20,4 г/82,044 г/моль • 2 моль/л = 0,124 л или 124 мл.

Ответ: 124 мл.

Решение задачи можно представить так:

m[Ca(NO3)2] = w% • m(p-pa) = 0,034 • (600 • 1,01) = 20,604 г.

Тогда

V(p-pa) = m(B)/[МЭ(В) • CЭ(B)] = m[Ca(NO3)2]/{МЭ[Ca(NO3)2] • CЭ[Ca(NO3)2]} = 20,604 г/82,044 г/моль • 2 моль/л = 0,1256 л или 125,6 мл.

Ответ: 125,6 мл.
 


Видео:Как ЛЕГКО понять Химию с нуля — Массовая доля вещества // ХимияСкачать

Как ЛЕГКО понять Химию с нуля — Массовая доля вещества // Химия

Вычисление массовой доли спиртов в смеси этанола и метанола

Задача 189.
Для окисления смеси этанола и метанола в кислой среде потребовалось добавить 0,64 моль перманганата калия и при этом выделилось 8,96 л. газа. Вычислите массовые доли спиртов в исходной смеси.
Решение:

1. Процессы окисления спиртов протекают по-разному:

5С₂H₅OH + 4KMnO₄ + 6H₂SO₄ = 5CH₃COOH + 4MnSO₄ + 2K2SO4 + 11H₂O
5СH₃OH + 6KMnO₄ + 9H₂SO₄ = 5CО₂ + 6MnSO₄ + 3K₂SO4 + 19H₂O

2. Определим количество вещества СО2, образовавшегося при окислении метанола, получим:

n(СО2) = V(СО2)/Vm(СО2) = 8,96 л/22,4 л/моль = 0,4 моль.
n(СH₃OH) = n(СО2) = 0,4 моль.
m(СH₃OH) = 32 г/моль • 0,4 = 12,8 г.

3. Определим количество вещества KMnO₄, затраченное на окисление метанола получим:

n1(KMnO4) = 6/5n(СО2) = 1,2•0,4 = 0,48 моль.

4. Определим количество вещества KMnO₄, затраченное на окисление этанола получим:

n2(KMnO4) = n(KMnO4) — n1(KMnO4) = 0,64 — 0,48 = 0,16 моль.

Тогда

n(С₂H₅OH) = 5/4n(KMnO4) = 1,25 • 0,16 = 0,2 моль.

 m(С₂H₅OH) = 46 г/моль • 0,2 = 9,2 г.

Отсюда

m(смеси) = 12,8 + 9,2 = + 22 г.

5. Вычислим массовые доли веществ, получим:

w%(СH₃OH) = [m(СH₃OH) • 100%]/m(смеси) = (9,2 • 100%)/22 = 41,82%.

w%(С₂H₅OH) = 100% — 41,82 = 58,18%.

Ответ: w%(СH₃OH) = 41,82% • w%(С₂H₅OH) = 58,18%.


Определение объемных долей метана и этана в смеси газов

Задача 190.
На сжигание природного газа объемом 200 л, содержащего метан, этан и негорючие примеси, затратили кислород объемом 395 л. Объемы газов измерены при нормальных условиях. Определите объемные доли метана и этана в газе, если объемная доля негорючих примесей составляет 5%.
Решение:

1. Расчет объемов метана и этана в горючей смеси

Уравнения реакции горения веществ будут иметь вид:

1) CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
2) C2H6 + 3,5O2 = 2CO2 + 3H2O

Рассчитаем обем чистой газовой смеси, получим:

V(смеси) — 200 • (1 -0,05) = 190 л.

Из уравнений горения газов вытекает, что на сгорание 1 моль метана затрачивается 2 моль кислорода, а на сгорание этана — 3,5 моль.

Примем объм метана и этана в газовой смеси за «х» и «у» соответственно, 2х и 3,5Y.

Для вычисления состава смеси метана и этана в обьемных частях составим уравнение с двумя паременными, плоучим:

х + y = 190
х + 3,5у = 395

Решим систему линейных уравнений методом подстановки:

Выразим из первого уравнения х + у = 190 данной системы «y» через «x«, получим:

у = (190 — х).

Подставив во второе уравнение х + 3,5у = 395 данной системы вместо «y» выражение (19 — х), получим систему:

х + у = 190
х + 3,5(190 — х) = 395

Полученные системы равносильны. В последней системе второе уравнение содержит только одну переменную. Решим это уравнение, получим:

х + 3,5(190 — х) = 395
х + 665 — 3,5х = 395
«х» = 108

Тогда

«у» = 190 — «х» = 190 — 108 = 82.

V(CH4) = 108 л;
V(C2H6) = 82 л.

2. Расчет объемных долей метана и этана в газе 

w%V(CH4) = [V(CH4) • 100%]/V(смеси) = (108 л • 100%)/190 л = 56,84%;
w%V(C2H6) = [V(C2H6) • 100%]/V(смеси) = (82 л • 100%)/190 л = 43,16%.

Ответ: w%V(CH4) = 56,84%; w%V(C2H6) = 43,16% л.


📽️ Видео

ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ ПО ХИМИИ: Химическое Количество Вещества, Моль, Молярная Масса и Молярный ОбъемСкачать

ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ ПО ХИМИИ: Химическое Количество Вещества, Моль, Молярная Масса и Молярный Объем

ХИМИЯ С НУЛЯ — Как решать задачи по Химии на Массовую ДолюСкачать

ХИМИЯ С НУЛЯ — Как решать задачи по Химии на Массовую Долю

Моляльная концентрация раствора. Решение задач.Скачать

Моляльная концентрация раствора. Решение задач.

Мольная доля и массовая доля. Задача с переводом размерностей.Скачать

Мольная доля и массовая доля. Задача с переводом размерностей.

Способы выражения концентрации растворов. 8 класс.Скачать

Способы выражения концентрации растворов. 8 класс.

70. Массовая доля растворенного вещества в растворе (часть 1)Скачать

70. Массовая доля растворенного вещества в растворе (часть 1)

4.Молярность и нормальность растворов. Подготовка к олипиадам по химии 8-9 класс.Скачать

4.Молярность и нормальность растворов. Подготовка к олипиадам по химии 8-9 класс.

способы выражения концентрации раствора. Массовая доля. Молярная концентрацияСкачать

способы выражения концентрации раствора. Массовая доля. Молярная концентрация

Нормальная концентрация раствора. Нормальность (Сн). Решение задач.Скачать

Нормальная концентрация раствора. Нормальность (Сн). Решение задач.

Как решать задачи с МАССОВОЙ ДОЛЕЙ | Массовая доля растворенного веществаСкачать

Как решать задачи с МАССОВОЙ ДОЛЕЙ | Массовая доля растворенного вещества

Установление эмпирической и молек. формул по массовым долям элем., входящих в состав в-ва. 10 класс.Скачать

Установление эмпирической и молек. формул по массовым долям элем., входящих в состав в-ва. 10 класс.

Молярная концентрация. Решение задачи. Вариант 1.Скачать

Молярная концентрация. Решение задачи. Вариант 1.

131. Моляльная концентрация (моляльность). Решение задач.Скачать

131. Моляльная концентрация (моляльность).  Решение задач.

Способы выражения концентрации растворов. Практическая часть. 8 класс.Скачать

Способы выражения концентрации растворов. Практическая часть. 8 класс.

Приготовление раствора с заданной концентрациейСкачать

Приготовление раствора с заданной концентрацией

МОЛЯРНАЯ МАССА ХИМИЯ // Урок Химии 8 класс: Относительная Молекулярная МассаСкачать

МОЛЯРНАЯ МАССА ХИМИЯ // Урок Химии 8 класс: Относительная Молекулярная Масса

Растворы. Массовая доля, молярная концентрация, избыток / недостаток.Скачать

Растворы. Массовая доля, молярная концентрация, избыток / недостаток.
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии