Типовые задачи и их решение

Задача 1.1. Определите массовую долю раствора (С_%), содержащего 60 г NaOH и 140 г воды.

Решение: Массовая доля (С_%) выражается формулой (2):

,

где m = m₁ + m₂ – масса раствора;

m₁ = 40 г – масса растворенного NaOH;

m₂ = 140 г - масса воды, г .

m = m₁ + m₂ = 60 + 140 = 200 г.

.

Ответ: 30 %.

Задача 1.2.Определите массу соли, которая потребуется для приготовления 250 г раствора с массовой долей соли 10%.

Решение: Воспользуемся формулой (2) : ,

где m = 250 г – масса раствора; m₁ – масса растворенной соли г.

.

Ответ: 25 г соли.

Задача 1.3. Определите массу Na₂CO₃ в г, необходимую для приготовления 2 л 1Н раствора.

Решение: Нормальная концентрация (С_Н) определяется по формуле (9):

моль-экв/л,

где m₁ = масса растворенного Na₂CO₃, г; Э₁ = - эквивалентная масса Na₂CO₃:

;

V = 2 л = 2000 мл - объем 1 Н раствора.

Ответ: масса Na₂CO₃ - 106 г.

Задача 1.4.Сколько г NaOH надо взять для приготовления 2,5 л 0,1 М раствора ?

Решение: Молярная концентрация определяется по формуле (5): ,

где m₁ - масса NaOH в приготовленном растворе, г;

М₁ = 40 г/моль - мольная масса NaOH;

V = 2500 мл - объем 0,1 М раствора NaOH.

m₁ = C_M · M₁· V / 1000 = 0,1 · 40 · 2500 / 1000 = 10 г.

Ответ : 10 г NaOH.

Часто в лабораторной практике, а также при решении задач необходимо выразить одну концентрацию через другую. В табл. 3 приведены формулы взаимосвязи различных концентраций.

Таблица 3

Взаимосвязь разных способов выражений концентраций

Концен-трация	С% , %	Сг/л, г/л	См, моль/л	СN, г-экв/л	Т, г/см3
С%	-
Сг/л	10·ρ·С%	-	СМ · М1	СН·Э1	1000·Т
СМ			-
СН				-
Т					-

Задача 1.5.Определите молярную концентрацию (С_М) раствора H₂SO₄ c массовой долей 30 % и плотностью ρ = 1,22 г/ см³ .

Решение: Воспользуемся формулой (5):

С_М = m₁ · 1000 / (M₁ · V ),

где m₁ - масса растворенной H₂SO₄ ; М₁ = МH₂SO₄ = 98 г/моль - мольная масса ; V - объем раствора, мл.

Масса 1 л (1000 мл) раствора m_1л = ρ · V = 1,22 г/мл · 1000 мл = 1220 г.

В 100 г раствора содержится 30 г H₂SO₄;

в 1220 г раствора - m₁ = 1220 · 30 / 100 = 366 г H₂SO₄.

C_M = 366 · 1000 / 98 · 1000 = 3,73 моль/л (М).

Ответ: С_М = 3,73 М.

Примечание. Эту задачу можно решить также, воспользовавшись формулой взаимосвязи концентраций из табл.3:

.

Задача 1.6.Определите нормальную концентрацию (С_Н) в растворе Na₂CO₃ c плотностью ρ = 1,105 г/см³ и массовой долей 15%.

Решение: Воспользуемся формулами (9) и (2).

, моль-экв/л, и .

Выразим массу Na₂CO₃ (m₁) через С_%, а массу раствора (m) как произведение плотности на объем m = :

и подставим в формулу для С_Н:

.

Примечание. К этой же формуле можно прийти с помощью табл.3. Э₁ – эквивалентная масса Na₂CO₃, которую рассчитаем по формуле:

;

.

Ответ: С_Н = 3,12 моль-экв /л.

Задача 1.7.Определите объем 0,1 Н раствора КОН, необходимый для нейтрализации 200 мл 0,2 Н раствора НСl.

Решение: Согласно закону эквивалентов для реакции, протекающей в растворе:

V_KOH · C_HCl = V_HCl · C_{H HCl} . (10)

Следовательно V_KOH = V_HCl · C _HCl / C_KOH = 200 · 0,2 / 0,1 = 400 мл.

Ответ: 400 мл.

Задача 1.8. Определите титр (Т) 0,5 Н раствора H₂SO₄.

Решение: Титр (Т, г/см²) определяется по формуле (8)

,

а нормальная концентрация С_Н по формуле (9)

моль-экв/л,

где /моль-экв.

Выразим массу H₂SO₄ (m₁) через С_Н:

и подставим в формулу (8). Получим выражение:

Т = = = 0,0245 г/см³.

Примечание. Это выражение можно получить, пользуясь табл. 3.

Ответ: Т = 0,0245 г/см³.

Задача 1.9. Определите титр 0,5 М раствора H₂SO₄ .

Решение: Титр (Т, г/см³) определяется по формуле (8):

,

а молярная концентрация С_М – по формуле (5):

, моль/л, где г/моль.

Выразим массу H₂SO₄ (m₁) через С_М:

и подставим в формулу (8):

г/см³.

Примечание. К этой формуле можно прийти, воспользовавшись, табл. 3.

Ответ: Т = 0,049 г/см³.