Практичне заняття

 

Тема: РОЗЧИНИ. СПОСОБИ ВИРАЖЕННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ РОЗЧИНІВ

 

Мета заняття: ознайомитись з процесом утворення розчинів та основними способами вираження їх кількісного складу. Навчитись обчислювати концентрації розчинів та вести перерахунки з одного способу вираження концентрації в інший.

 

ПИТАННЯ ДЛЯ ПІДГОТОВКИ

 

1. Що таке розчини? Чим відрізняється розчин від суміші?

2. Що означають поняття «концентрація розчину», «розчинність», «насичений розчин»?

3. Основні способи вираження концентрації розчинів.

4. Основні положення гідратної теорії розчинів.

 

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

 

Істинними розчинами називають стійкі рідкі або тверді гомогенні дисперсні системи, склад яких може змінюватися в досить широких межах. Розчинення – самовільний процес розподілу однієї речовини в іншій в результаті дифузії.

Складовими частинами (компонентами) розчинну є розчинник і розчинена речовина. Кількісний склад розчинів визначається концентрацією, тобто відносним вмістом компонентів.

Способи вираження концентрації розчинів      

Концентрацією розчину називається кількість розчиненої речовини, що міститься у певній кількості розчинника або розчину. При обчисленні концентрації розчинів використовують позначення:

– маса розчиненої речовини, г;

– маса розчинника, г;

– масса розчину, г;

– молярна маса розчиненої речовини, г/моль;

– еквівалентна маса розчиненої речовини, г/мольекв;

 – кількість розчиненої речовини, моль;

– кількість еквівалентів розчиненої речовини, мольекв;

– об’єм розчиненої речовини, л;

– об’єм розчину, л.

Розчин характеризуєтся певною густиною (, г/см³ або кг/м³). Це маса  одиниці об’єму розчину. Густину враховують при обчисленні концентрації розчинів:

1) Масова частка (відсоток, процент) розчиненої речовини  () – це відношення маси розчиненої речовини до маси розчину, прийнятої за 1 або за 100:

                .

Відсоток показує скільки грамів розчиненої речовини міститься у ста грамах розчину.

2) Об’ємна частка розчиненої речовини () – це відношення об’єму розчиненої речовини до об’єму розчину.     

                   .

3) Молярність, молярна концентрація (, моль/л) визначає кількість моль розчиненої речовини в  () розчину:

             ;

                .

4) Нормальність, нормальна або еквівалентна концентрація (молярна концентрація еквівалента) (, моль-екв/л) визначає кількість моль еквівалентів розчиненої речовини в 1  л (1000 мл) розчину:

;

.

5) Моляльність, моляльна концентрація (, моль/кг) визначає кількість моль розчиненої речовини на 1 кг  розчинника:

;

.

6) Мольна частка  визначає частку моль одного з компонентів розчину від загального числа моль всіх компонентів, включаючи розчинник:

,

де  – кількість речовини компонентів 1, 2, 3 і т.д.

Знаючи нормальність розчинів, що вступають у реакцію, можна обчислити, які об’єми потрібно змішати, щоб розчинені речовини прореагували без залишку.

Згідно закону еквівалентів: ;   – об’єми реагуючих речовин обернено пропорційні їх нормальностям.

 

ПРИКЛАДИ РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ

 

1. Обчислення масової частки розчиненої речовини

Приклад: при  в  води розчинено  калій нітрату. Масова частка калій нітрату в розчині:

  або (мас.).

2. Обчислення об’ємної частки розчиненої речовини

Приклад:  етилового спирту  розбавили водою до об’єму . Об’ємна частка спирту:

     або      (об.).

3. Обчислення молярності розчину (молярна концентрація)

Приклад: обчислити молярну концентрацію розчину алюміній хлориду з масовою часткою  . Густина розчину .

Розв’язок: за умовою у ста грамах розчину є 16 грамів .

.

Маса  розчину:  

.

Маса  у  розчину

.

Кількість речовини  в  розчину (молярна концентрація):

.

 

4. Обчислення моляльності розчину (моляльна концентрація)

Приклад: яка моляльна концентрація  розчину алюміній хлориду?

Розв’язок: за умовою в  розчину    і   :

.

Маса  на  :

.

Кількість  на  :

.

Моляльність розчину .

5. Обчислення молярної /мольної/ частки

Приклад: знайти мольну частку етилового спирту  у його водному розчині з масовою часткою  .

Розв’язок: за умовою  розчину містить   та  :

                 ;      ;

                ;  .

Мольна частка спирту в розчині

.

ЗАДАЧІ ТА ВПРАВИ

 

1.    В одному літрі () розчину знаходиться  сульфатної кислоти. Яка молярна і еквівалентна концентрація цього розчину? Кислоту рахувати за двохосновну.

2.    В реакцію з  () сульфатної кислоти вступило  () розчину лугу з еквівалентною концентрацією . Скільки грамів сульфатної кислоти пішло на одержання цього розчину. Використати закон еквівалентів. Кислоту рахувати за двохосновну.

3.    Розчин калій нітрату містить   в одному літрі (). Розрахувати масову частку солі в розчині і молярну концентрацію розчину.

4.    Обчислити масову частку сульфатної кислоти в її  розчині ().

5.     Який об’єм води потрібно прилити до  48% розчину нітратної кислоти (), щоб одержати 20%-й розчин?

6.    Якою стане масова відсоткова концентрація 32% розчину нітратної кислоти, (), коли до  його долити 1 літр води?

7.    До  80% розчину нітратної кислоти () долили  води. Якою стала відсоткова концентрація розчину?

8.    Якою стане масова відсоткова концентрація 70% розчину сульфатної кислоти (), якщо до  його долити  води?

9.    Для розчинення деякої маси кальцій карбонату витрачено   розчину хлоридної кислоти. Обчислити масу взятого кальцій карбонату. Для рішення використати закон еквівалентів.

10. Обчислити еквівалентну концентрацію (нормальність) 18% розчину натрій гідроксиду ().

11. До  10% розчину калій гідроксиду (), долили  5% розчину  (), одержаний розчин розбавили водою до об’єму . Яка молярність розчину, що утворився?

12. Розчин приготували розчиненням  йоду  в  чотирьоххлористого вуглецю . Обчислити мольну і масову частку йоду в цьому розчині.

13. Скільки літрів  розчину натрій хлориду можна одержати з   ?

14. В  розчину є  сульфатної кислоти. Обчислити молярну і еквівалентну концентрації цього розчину.

15. Розчин, утворений розчиненням  толуолу  в  бензолу  має густину . Обчислити відсоткову і молярну концентрації цього розчину.

16. Який об’єм розчину кислоти з еквівалентною концентрацією  потрібний для нейтралізації  розчину, що містить  натрій гідроксиду? Для рішення використати закон еквівалентів.

17. Який об’єм 10% розчину натрій карбонату () потрібно взяти для приготування  2% розчину ()?

18. Із  20% розчину при охолодженні виділилося  солі. Якою стала відсоткова концентрація охолодженого розчину?

19. Змішали  20% розчину і  40% розчину натрій хлориду. Обчислити масову відсоткову концентрацію одержаного розчину.

20. Із  60% розчину сульфатної кислоти випарували  води. Якою стала масова концентрація розчину (у відсотках)?