Позааудиторна самостійна робота № 6

Тема: Способи вираження кількісного складу розчинів

План

1. Поняття про масову, мольну та об’ємну частку розчиненої речовини.

2.Молярна, моляльна концентрації.

3.Молярна концентрація еквівалента. Фактор еквівалентності та його обчислення.

4.Поняття про титр розчину.

5.Розрахункові формули для переходу від одного способу вираження складу розчину до іншого.

6.Виконання тренувальних вправ і задач.

Час виконання: 3 години

Мета роботи: ознайомитися із способами вираження складу розчинів; навчитися розв’язувати розрахункові задачі по даній темі.

Важливою характеристикою розчину є його кількісний склад, тобто вміст розчиненої речовини у певній кількості розчину або розчинника. Склад розчину можна виразити як часткою розчиненої речовини так і концентрацією розчиненої речовини.

Концентрацією розчиненої речовини (не розчину!) називають відношення кількості або маси розчиненої речовини до об’єму розчину. Концентрація – це відношення неоднотипних фізико – хімічних величин.

Способи вираження концентрації залежать від одиниць виміру кількості розчину, розчиненої речовини (В) і розчинника (А).

1.Масова частка розчиненої речовини В ( ω) – це відношення маси розчиненої речовини m( В) до загальної маси розчину m _р-ну:

· 100%

2. Мольна частка розчиненої речовини ( N_B) – це відношення кількості речовини компонента В (ν_B ) до загальної кількості всіх компонентів розчину:

N_B =

3. Об’ємна частка розчиненої речовини (φ_B ) – це відношення об’єму розчиненої речовини ( ) до суми об’ємів всіх компонентів розчину:

φ_B =

4.Молярна концентрація (С_М) – це відношення кількості розчиненої речовини ν_В до об’єму розчину V_р-ну, вираженого у кубічних дециметрах (літрах):

C_M = =

5. Моляльна концентрація (С_m) – це відношення кількості розчиненої речовини ν_B до маси розчинника m_А, вираженої у кілограмах:

C_m = =

6.Молярна концентрація еквівалента (С_екв) – це відношення кількості речовини еквівалентів розчиненої речовини ν_екв до об’єму розчину V_р-ну , вираженого у кубічних дециметрах (літрах):

С_екв = =

Молярна маса еквівалента М_екв речовини В дорівнює добутку її молярної маси М_В (г/моль) на фактор еквівалентності f_екв.

Фактор еквівалентності показує, яка частка моля речовини реагує (еквівалентна) з одним молем атомів Гідрогену в певній кислотно – основній реакції або одному електрону в цій або відповідній окисно – відновній реакції.

Молярна маса еквівалента кислоти дорівнює її молярній масі, поділеній на основність, тобто на число атомів Гідрогену в молекулі кислоти. Наприклад, молярна маса еквівалента сульфатної кислоти дорівнює М_екв (H₂SO₄) = 98г/моль : 2= 49 г/моль.

Розчини однакової молярної концентрації еквівалента реагують між собою в однакових об’ємних співвідношеннях. Між об’ємом розчину та його молярною концентрацією еквівалента існує обернено пропорційна залежність:

=

7. Титр розчину (Т) виражають масою розчиненої речовини В (у грамах) що міститься в 1 мл розчину (1 см³):

Т =

Між титром і молярною концентрацією еквівалента є залежність:

Т =

Часто доводиться виконувати перерахунок концентрації розчинів з одних одиниць в інші. Це можна швидко зробити, використовуючи наведені нижче формули.

Рівняння для перерахунку масової частки компонента в молярну концентрацію або молярну концентрацію еквівалента мають такий вигляд:

С_М(В) =

С_екв(В) =

Для переходу від молярної концентрації до молярної концентрації еквівалента і навпаки користуються формулами:

С_М = С_екв

С_екв = С_М

Приклад 1.У воді розчинили 8 г натрій гідроксиду. Об’єм розчину довели до 500 мл. Знайти молярну концентрацію NaOH у розчині.

Дано:

m(NaOH) = 8 г; Яка молярна концентрація NaOH?

V(р –ну) = 500 мл . C_M = = = 0,4 моль/л

Знайти:

С_М(NaOH) -? Відповідь: розчин 0,4 М

Приклад 2.Знайти молярну концентрацію сульфатної кислоти в розчині масою 150 г, з масовою часткою H₂SO₄ 20% і густиною 1,139 г/мл

Дано:

m(р –ну) = 150 г; 1.Скільки грамів H₂SO₄ міститься у розчині?

W(H₂SO₄) = 20%; m_{p.p. = = =} 30 г

= 1,139 г/мл 2. Який об’єм займе розчин?

Знайти: V = = = 131,7 мл = 0,1317 л.

С_М(H₂SO₄) - ? 3. Яка молярна концентрація розчину?

M(H₂SO₄) = 98 г/моль C_M = = = 2,325 моль/л

Відповідь: С_М розчину дорівнює 2,325 М.

Приклад 3.Обчислити молярну концентрацію еквівалента 500 г 10 % розчину натрій карбонату. Густина розчину 1,115 г/мл.

Дано:

m(р –ну) = 500 г; 1. Знаходимо молярну масу еквіваленту Na₂CO₃:

W(Na₂CO₃) = 10%; М_екв = =53 г/моль

= 1,115 г/мл 2.Яка маса Na₂CO₃ міститься у 500 г розчину?

Знайти: m_p.p.= = 50 г

С_екв(Na₂CO₃) - ? 3. Який об’єм займе розчин?

V = = = 448 мл = 0,448 л

4.Яка молярна концентрація еквівалента розчину?

С_екв = = 2,1 г/л

Відповідь: С_екв(Na₂CO₃) = 2,1 н.