ПРАКТИЧНІ ЗАНЯТТЯ
ПРИКЛАДИ РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ (до розділу 4.1-4.2)
1. Потрібно приготувати розчин масою 500 г із масовою часткою калій хлориду 14%. Визначити необхідні маси солі та води.
Розв’язання
;
;
;
.
Таким чином, для приготування розчину треба взяти 70 г KCl і 430 г води.
2.Обчислити масу цинк хлориду, потрібну для приготування 250 мл його децинормального розчину.
Розв’язання
.
.
Підставимо в одержану формулу значення :
,
тоді ,
звідси .
Таким чином, маса цинк хлориду 1,7 г.
У задачах часто розглядають змішування декількох розчинів однієї
і тієї ж речовини. Кожен розчин характеризується визначеними масами (m1 і m2) і масовими частками розчиненої речовини (w1 і w2) або процентними концентраціями. Після змішування маса утвореного розчину дорівнює сумі мас вихідних розчинів (m1+m2).
У процесі розв’язання задач даного типу, в алгебричних рівняннях застосовується закон збереження маси речовин. У рівнянні вказується, що маса розчиненої речовини під час змішування розчинів не змінилася. Її масу подають як добуток маси розчину і масової частки розчиненої речовини, вираженої десятковим дробом:
m1 +m2=(m1 + m2)w.
Одна з величин, наявних у рівнянні, звичайно є невідомою, її необхідно знайти. Серед компонентів, які змішуються, може бути чистий розчинник (його розглядають як розчин із концентрацією, що дорівнює нулю, тобто w = 0) і суха речовина без розчинника (його розглядають як розчин зі стопроцентною концентрацією, тобто w = 1).
3.Визначити, у якій кількості розчину з масовою часткою глюкози 5% необхідно розчинити її 120 г, щоб отримати розчин із масовою часткою глюкози 8%.
Розв’язання
Шукана величина х – маса розчину з масовою часткою глюкози 5%. В алгебричному рівнянні запишемо, що маса глюкози в утвореному розчині дорівнює її масі, яка міститься в х г розчину з ω = 5% плюс 120 г, що розчинили в останньому. Маса розчину, що утворився, дорівнює (х+120) г і в ньому міститься (х+120)∙0,08 г глюкози. У х г розчину з масовою часткою глюкози 5% знаходиться 0,05 г глюкози.
Схема зміни кількісного складу розчину під час розчинення глюкози така:
|
|
|
+ ®
Отже, (х+120)∙0,08 = 0,05х + 120, звідси х = 3 680.
Таким чином, глюкозу необхідно розчинити в 3 680 г розчину з масовою часткою глюкози 5%.
4.Визначити молярну та нормальну концентрації розчину сульфатної кислоти з масовою часткою H2SO4 14% (густина 1,57 г/мл).
Розв’язання
Молярну концентрацію визначають за формулою
.
Виразимо C через дані умови задачі, застосовуючи такі залежності:
;
;
Оскільки ,
де ,
то .
За умовою задачі .
Аналогічно знаходимо нормальну концентрацію
, де .
Тоді ; f(H2SO4)=1/2;
.
Таким чином, молярна концентрація H2SO4 - 2,2 моль/л, нормальна кон-центрація − 4,4 моль/л.
5. До розчину масою 80 г із масовою часткою натрій нітрату 12% додали воду масою 170 г. Розрахувати масову частку нітрату в одержаному розчині.
Розв’язання
;
1) ;
2) ;
3) ;
Таким чином, масова частка натрій нітрату дорівнює 3,84%.
6. Знайти маси розчинів натрій хлориду з масовими частками 10% та 20%, необхідні для приготування 300 г розчину з масовою часткою 12%. У відповіді вказати масу розчину з масовою часткою 10%.
Задачі про змішування розчинів із різними масовими частками для приготування розчину із заданою масовою часткою можна розв’язувати, застосовуючи правило змішування (або правило хреста).
Розв’язання
1)
2)
;
3) аналогічно .
Відповідь: маса розчину з дорівнює 240 г, маса розчину становить 60 г.
6. До розчину, який містить хлорид і карбонат натрію масою 22,3 г, додали надлишок розчину хлоридної кислоти. Після закінчення реакції розчин випарили. Маса твердого залишку 23,4 г. Обчислити масову частку (у відсотках) натрій хлориду у вихідній суміші.
Розв’язання
Складемо рівняння хімічної реакції:
Na2CO3 + 2HCl ® 2NaCl + CO2 + H2O
106 г/моль 2×58,5 г/моль
Позначимо кількість речовини натрій хлориду у вихідній речовині через х, а
натрій карбонату – через у моль. Відповідно до умови задачі масу вихідної суміші можна записати в такому вигляді: 58,5х + 106у = 22,3.
Обчислимо кількість речовини натрій хлориду (твердий залишок), що утворився після випарювання розчину:
Відповідно до рівняння реакції ,
тоді .
Згідно з умовою задачі кількість речовини твердого залишку є сумою кількості речовини натрій хлориду, що входить до складу вихідної суміші, і кількості речовини натрій хлориду, що утворився в результаті реакції:
х + 2у = 0,4.
Складемо систему рівнянь і розв’яжемо її:
58,5х+106у=22,3 ,
х+2у=0,4 ,
звідки х = 0,2; у = 0,1.
Розрахуємо масову частку натрій хлориду у вихідній суміші так:
Відповідь: масова частка натрій хлориду у вихідній суміші 52,5%.
8. Визначити концентрацію іонів малорозчинного електроліту в його насиченому розчині. Добуток розчинності BaF2 при 18ºC дорівнює1,7∙10−6. Розрахувати концентрацію іонів Ba2+ та F− у насиченому розчині BaF2 за цієї температури.
Розв’язання
BaF2 розпадається за рівнянням
BaF2 ↔ Ba2+ + 2F−.
У процесі дисоціації BaF2 іонів F− одержується в 2 рази більше, ніж іонів Ba2+. Отже, [F−] = 2[Ba2+]. Добуток розчинності солі
ДРBaF2 =[Ba2+] [F−]2.
Якщо виразити концентрацію іонів F− через концентрацію іонів Ba2+, то
ДРBaF2 = [Ba2+] (2[Ba2+])2= 4 [Ba2+]3 = 1,7∙10−6.
Концентрація іонів Ba2+ дорівнює
.
Концентрація іонів F− дорівнює
F− = 7,5∙10−3∙2 = 1,5∙10−3 (моль/л).
9. Визначити рН та рОН децимолярного розчину нітратної кислоти.
Розв’язання
Нітратна кислота – сильний електроліт. Тому [H+] = C(HNO3) = 0,1 моль/л;
рН = −lg 0,1 = 1; pOH = 14 − 1 = 13.
Дата добавления: 2014-12-18; просмотров: 1459;