Kako pronaći masu u rastvoru. Algoritam za pronalaženje mase rastvorene supstance i mase vode potrebne za pripremu rastvora

Zadatak 3.1. Odrediti masu vode u 250 g 10% rastvora natrijum hlorida.

Rješenje. Od w = m vode / m rastvora pronađite masu natrijum hlorida:
m smjesa = w m rastvor = 0,1 250 g = 25 g NaCl
Pošto m r-ra = m v-va + m r-la, tada dobijamo:
m(H 2 0) = m rastvor - m smeša = 250 g - 25 g = 225 g H 2 0.

Problem 3.2. Odrediti masu hlorovodonika u 400 ml rastvora hlorovodonične kiseline masenog udela 0,262 i gustine 1,13 g/ml.

Rješenje. Pošto w = m in-va / (V ρ), tada dobijamo:
m in-va = w V ρ = 0,262 400 ml 1,13 g/ml = 118 g

Problem 3.3. U 200 g 14% rastvora soli dodano je 80 g vode. Odredite maseni udio soli u nastaloj otopini.

Rješenje. Pronađite masu soli u originalnom rastvoru:
m soli = w m rastvor = 0,14 200 g = 28 g.
Ista masa soli ostala je u novom rastvoru. Pronađite masu novog rješenja:
m rastvor = 200 g + 80 g = 280 g.
Pronađite maseni udio soli u rezultirajućem rastvoru:
w = m soli / m rastvora = 28 g / 280 g = 0,100.

Problem 3.4. Koliki volumen 78% rastvora sumporne kiseline gustine 1,70 g/ml treba uzeti da se pripremi 500 ml 12% rastvora sumporne kiseline gustine 1,08 g/ml?

Rješenje. Za prvo rješenje imamo:
w 1 = 0,78 I ρ 1 = 1,70 g/ml.
Za drugo rješenje imamo:
V 2 = 500 ml, w 2 = 0,12 I ρ 2 = 1,08 g/ml.
Pošto se druga otopina priprema iz prve dodavanjem vode, mase tvari u obje otopine su iste. Pronađite masu supstance u drugom rastvoru. Od w 2 = m 2 / (V 2 ρ 2) imamo:
m 2 = w 2 V 2 ρ 2 = 0,12 500 ml 1,08 g/ml = 64,8 g.
m 2 = 64,8 g. Nalazimo
zapremine prvog rastvora. Od w 1 = m 1 / (V 1 ρ 1) imamo:
V 1 = m 1 / (w 1 ρ 1) = 64,8 g / (0,78 1,70 g/ml) = 48,9 ml.

Problem 3.5. Koja zapremina 4,65% rastvora natrijum hidroksida gustine 1,05 g/ml se može pripremiti iz 50 ml 30% rastvora natrijum hidroksida gustine 1,33 g/ml?

Rješenje. Za prvo rješenje imamo:
w 1 = 0,0465 I ρ 1 = 1,05 g/ml.
Za drugo rješenje imamo:
V 2 = 50 ml, w 2 = 0,30 I ρ 2 = 1,33 g/ml.
Pošto se prvi rastvor priprema iz drugog dodavanjem vode, mase supstance u oba rastvora su iste. Pronađite masu supstance u drugom rastvoru. Od w 2 = m 2 / (V 2 ρ 2) imamo:
m 2 = w 2 V 2 ρ 2 = 0,30 50 ml 1,33 g/ml = 19,95 g.
Masa supstance u prvom rastvoru je takođe jednaka m 2 = 19,95 g.
Odrediti zapreminu prvog rješenja. Od w 1 = m 1 / (V 1 ρ 1) imamo:
V 1 = m 1 / (w 1 ρ 1) = 19,95 g / (0,0465 1,05 g/ml) = 409 ml.
Koeficijent rastvorljivosti (topivost) - maksimalna masa supstance rastvorljive u 100 g vode na datoj temperaturi. Zasićena otopina je otopina tvari koja je u ravnoteži sa postojećim precipitatom te tvari.

Problem 3.6. Koeficijent rastvorljivosti kalijum hlorata na 25 °C je 8,6 g Odredite maseni udio ove soli u zasićenom rastvoru na 25 °C.

Rješenje. 8,6 g soli rastvorene u 100 g vode.
Masa rastvora je:
m rastvor = m vode + m soli = 100 g + 8,6 g = 108,6 g,
a maseni udio soli u otopini jednak je:
w = m soli / m rastvora = 8,6 g / 108,6 g = 0,0792.

Problem 3.7. Maseni udio soli u otopini kalijum hlorida zasićenom na 20 °C je 0,256. Odredite rastvorljivost ove soli u 100 g vode.

Rješenje. Neka je rastvorljivost soli X g u 100 g vode.
Tada je masa rastvora:
m rastvor = m vode + m soli = (x + 100) g,
a maseni udio je jednak:
w = m soli / m rastvora = x / (100 + x) = 0,256.
Odavde
x = 25,6 + 0,256x; 0,744x = 25,6; x = 34,4 g na 100 g vode.
Molarna koncentracija With- odnos količine rastvorene supstance v (mol) na zapreminu rastvora V (u litrima), s = v(mol) / V(l), c = m in-va / (M V(l)).
Molarna koncentracija pokazuje broj molova tvari u 1 litri otopine: ako je otopina decimolarna ( c = 0,1 M = 0,1 mol/l) znači da 1 litar rastvora sadrži 0,1 mol supstance.

Problem 3.8. Odredite masu KOH koja je potrebna za pripremu 4 litre 2 M rastvora.

Rješenje. Za otopine s molarnom koncentracijom imamo:
c = m / (M V),
Gdje With- molarna koncentracija,
m- masa supstance,
M- molarnu masu supstance,
V- zapremina rastvora u litrima.
Odavde
m = c M V(l) = 2 mol/l 56 g/mol 4 l = 448 g KOH.

Problem 3.9. Koliko ml 98% rastvora H 2 SO 4 (ρ = 1,84 g/ml) treba uzeti da se pripremi 1500 ml 0,25 M rastvora?

Rješenje. Problem razblaživanja rastvora. Za koncentrovanu otopinu imamo:
w 1 = m 1 / (V 1 (ml) ρ 1).
Moramo pronaći volumen ovog rješenja V 1 (ml) = m 1 / (w 1 ρ 1).
Budući da se razrijeđena otopina priprema iz koncentrirane otopine miješanjem potonje s vodom, masa tvari u ova dva rastvora će biti ista.
Za razblažen rastvor imamo:
c 2 = m 2 / (M V 2 (l)) I m 2 = s 2 M V 2 (l).
Pronađenu vrijednost mase zamjenjujemo u izraz za volumen koncentrirane otopine i vršimo potrebne proračune:
V 1 (ml) = m / (w 1 ρ 1) = (sa 2 M V 2) / (w 1 ρ 1) = (0,25 mol/l 98 g/mol 1,5 l) / (0, 98 1,84 g/ml) ) = 20,4 ml.

Zadatak.

Izračunajte masu soli i vode potrebne za pripremu 40 g otopine NaCl s masenim udjelom od 5%.

1. Zapišite iskaz problema koristeći općenito prihvaćenu notaciju

m rastvora = 40g

1. Izračunajte masu rastvorene supstance koristeći formulu:

m rješenje = ω ∙ m rješenje /100%

m (NaCl) = 5% 40g/100% = 2g

2. Nađite masu vode iz razlike između mase rastvora i mase rastvorene supstance:

m r-la = m r-ra – m v-va

m (H 2 O) = 40 g – 2 g = 38 g.

3. Zapišite svoj odgovor.

odgovor: Za pripremu rastvora potrebno je uzeti 2g soli i 38g vode.

Algoritam za pronalaženje masenog udjela otopljene tvari pri razrjeđivanju (isparavanju) otopine

Zadatak

m rastvora = 80g

m(H 2 O) = 30 g

1. Kao rezultat razrjeđivanja (isparavanja) otopine, masa otopine se povećala (smanjila), ali je u njoj ostala ista količina tvari.

Izračunajte masu otopljene tvari pretvaranjem formule:

ω = m vode / m rastvora ∙ 100%

m in-va = ω 1 m rastvor /100%

m smjesa = 15% 80g = 12g

2. Kada se rastvor razblaži, njegova ukupna masa raste (kada se ispari, smanjuje se).

Pronađite masu novodobijenog rješenja:

m rješenje 2 = m rješenje 1 + m(H 2 O)

m rastvor 2 = 80g + 30g = 110g

3. Izračunajte maseni udio rastvorene supstance u novom rastvoru:

ω 2 = m vode / m rastvora 2 ∙ 100%

ω 2 = 12g/ 110g · 100% = 10,9%

4. Zapišite odgovor

odgovor: maseni udio rastvorene supstance u rastvoru nakon razblaženja je 10,9%

Algoritam za rješavanje problema pomoću "pravila križa"

Za dobivanje otopine sa datim masenim udjelom (%) otopljene tvari miješanjem dvije otopine s poznatim masenim udjelom otopljene tvari, koristi se dijagonalna shema („pravilo križa“).

Suština ove metode je da se manji dijagonalno oduzme od veće vrijednosti masenog udjela otopljene tvari.

Razlike (c-c) i (a-c) pokazuju u kojim omjerima se moraju uzeti rješenja a i c da bi se dobilo rješenje c.

Ako se čisto otapalo, na primjer, H 2 0, koristi za razrjeđivanje kao početna otopina, tada se njegova koncentracija uzima kao 0 i upisuje na lijevoj strani dijagonalnog dijagrama.

Zadatak

Za liječenje ruku kirurga, rana i postoperativnog polja koristi se tinktura joda s masenim udjelom od 5%. U kom masenom odnosu treba mešati rastvore sa masenim udelom joda od 2,5% i 30% da bi se dobilo 330 g tinkture joda sa masenim udelom joda od 5%?

1. Zapišite uvjet problema koristeći općenito prihvaćenu notaciju.

1. Napravite "dijagonalni dijagram". Da biste to učinili, zapišite masene udjele izvornih rješenja jedan ispod drugog, na lijevoj strani križa, a u sredini navedeni maseni udio otopine.

2. Oduzmite manji od većeg masenog udjela (30–5=25; 5–2,5=2,5) i pronađite rezultate.

Zapišite rezultate koji se nalaze na desnoj strani dijagonalnog dijagrama: ako je moguće, smanjite dobivene brojeve. U ovom slučaju, 25 je deset puta veće od 2,5, odnosno umjesto 25 pišu 10, umjesto 2,5 pišu 1.

Brojevi (u ovom slučaju 25 i 2,5 ili 10 i 1) nazivaju se masovni brojevi. Maseni brojevi pokazuju u kom omjeru je potrebno uzeti originalne otopine da bi se dobio otopina s masenim udjelom joda od 5%.

3. Odredite masu 30% i 2,5% rastvora koristeći formulu:

m rješenje = broj dijelova m 3 / zbir masenih dijelova

m 1 (30%) = 1 330g /1+10 = 30g

m 2 (2,5%) = 10 330g/ 1+10 = 300g

4. Zapišite odgovor.

odgovor: Za pripremu 330 g otopine s masenim udjelom joda od 5%, potrebno je pomiješati 300 g otopine s masenim udjelom od 2,5% i 30 g s masenim udjelom od 30%.

Prostor oko nas ispunjen je različitim fizičkim tijelima, koja se sastoje od različitih supstanci različite mase. Školski kursevi hemiju i fiziku, uvodeći pojam i metodu pronalaženja mase supstance, slušali su i sigurno zaboravili svi koji su učili u školi. Ali u međuvremenu, teorijsko znanje, stečeno jednom, može biti potrebno u najneočekivanijem trenutku.

• Mjere zapremine su kubni centimetri, metri. Odnosno, bačva od 200 litara ima zapreminu od 2 m³.
• Mjera specifične gustine nalazi se pomoću tabela i predstavlja konstantnu vrijednost za svaku supstancu. Gustina se mjeri u kg/m³, g/cm³, t/m³. Gustina svijetlog piva i dr alkoholna pića može se pogledati na web stranici. To je 1025,0 kg/m³.
• Iz formule gustine p=m/V => m=p*V: m = 1025,0 kg/m³* 2 m³=2050 kg.

Bačva od 200 litara potpuno napunjena svijetlim pivom imat će masu od 2050 kg.

• Molarna masa se izračunava u jedinstvenom SI mjernom sistemu i mjeri se u kg/mol, g/mol. Molarna masa natrijum jodida je zbir molarnih masa svakog elementa: M (NaI) = M (Na) + M (I). Vrijednost molarne mase svakog elementa može se izračunati iz tabele, ili korištenjem online kalkulatora na web stranici: M (NaI)=M (Na)+M (I)=23+127=150 (g/mol) .
• Od opšta formula M (NaI)=m (NaI)/v (NaI) => m (NaI)=v (NaI)*M (NaI)= 0,6 mol*150 g/mol=90 grama.

Masa natrijum jodida (NaI) sa masenim udjelom od 0,6 mol je 90 grama.

• Razrjeđivanje otopine vodom. Masa rastvorene supstance X se ne menja m (X)=m’(X). Masa rastvora se povećava za masu dodane vode m’ (p) = m (p) + m (H 2 O).
• Isparavanje vode iz rastvora. Masa rastvorene supstance X se ne menja m (X)=m’ (X). Masa otopine se smanjuje za masu isparene vode m’ (p) = m (p) - m (H 2 O).
• Spajanje dva rješenja. Mase rastvora, kao i mase rastvorene supstance X, kada se pomešaju, sabiraju se: m’’ (X) = m (X) + m’ (X). m’’ (p)=m (p)+m’ (p).
• Gubitak kristala. Mase otopljene supstance X i rastvora se smanjuju za masu istaloženih kristala: m' (X) = m (X)-m (talog), m' (p) = m (p)-m (talog ).

Opcije za pronalaženje mase supstance nisu koristan školski kurs, već metode koje su prilično primjenjive u praksi. Svako može lako pronaći masu potrebne tvari primjenom gornjih formula i korištenjem predloženih tablica. Da biste olakšali zadatak, zapišite sve reakcije i njihove koeficijente.

Rastvorljivost spojeva koji pripadaju istom homolognom nizu značajno opada kako raste molekulska težina, što je zbog činjenice da se sile međumolekulske interakcije povećavaju.

Na primjer, benzen se u potpunosti miješa sa etanolom, dok se etanol i antracen samo djelimično miješaju. Uticaj molekulske težine na ukupnu rastvorljivost posebno je uočljiv kod makromolekula. Na primjer, aceton, alkohol i koncentrirana octena kiselina mogu lako otopiti stiren, ali ne mogu otopiti polistiren; Vinil acetat se bez problema otapa u eterima i zasićenim ugljovodonicima, ali to nije primećeno kod polivinil acetata. Celuloza se ne rastvara u alkoholima, polietilen glikol se ne otapa u eterima, polivinil hlorid se ne otapa u vinil hloridu, a poliakrilonitril se ne otapa u acetonitrilu, iako je hemijski odnos između ovih polimera i monomera očigledan.

Zbog svoje velike molekularne težine, strukturirani polimeri nisu u stanju da se rastvore u rastvaračima čak ni pri visoka temperatura. Prvo, oni su sposobni da bubre u prisustvu rastvarača, u zavisnosti od gustine i prirode poprečnih veza.

U rastvorima, ukupni odnos količina rastvarača i rastvorene supstance varira. Ako je količina otopljene tvari u odnosu na otapalo prilično velika, tada se ova otopina naziva koncentrirana. Inače, ovo rješenje se smatra slabim.

Masa otopine je zbir masa rastvarača i otopljene tvari. Na primjer, ako se 10 g šećera otopi u 100 g vode, tada će masa cijele otopine biti 110 g Prilikom opisivanja bilo koje otopine, njegova koncentracija se smatra vrlo važnom karakteristikom, tj. koliki procenat rastvorene supstance zauzima u rastvoru. Na primjer, ako je masa otapala 647 10 g, a masa otopine 110 g, tada da biste pronašli koncentraciju otapala 647, trebate podijeliti 10 g sa 110 g, a rezultat pomnožiti sa 100%. Dakle, 10g/110g*100%=9,09%.

Koncentracija otopina precizno opisuje maseni udio ukupne otopljene tvari (w) – omjer ukupne mase otopljene tvari i mase otopine. Treba napomenuti da je to odnos prema masi samog rastvora, a ne prema ukupnoj masi rastvarača. Maseni udio se izražava u procentima i u frakcijama (nemjerljiva vrijednost).

Ako je masa otopine 200 g, a masa otopljene tvari u ovoj otopini 50 g, tada je izračunavanje masenog udjela vrlo jednostavno - 50/200 = 25% ili 0,25. Također možete lako pronaći maseni udio samog rastvarača. To će biti jednako 200-50 = 150 g, dakle 150/200 = 75% ili 0,75.

Maseni udio naziva se omjer mase date komponente m(X) prema masi cijelog rješenja M(rastvor). Maseni udio je označen simbolom ω (omega) i izražava se u udjelima jedinice ili u postocima:

ω(X) = m(X)/M(rješenje) (u dijelovima jedinice);

ω(X) = m(X) 100/M(rastvor) (u procentima).

Molarna koncentracija je količina otopljene tvari u 1 litru otopine. Označava se simbolom c(X) i mjeri se u mol/l:

c(X) = n(X)/V = m(X)/M(X) V.

U ovoj formuli, n(X) je količina supstance X sadržana u rastvoru, M(X) je molarna masa supstance X.

Pogledajmo nekoliko tipičnih zadataka.

1. Odredite masu natrijum bromida sadržanog u 300 g 15% rastvora.

Rješenje.
Masa natrijum bromida određena je formulom: m(NaBr) = ω M(rastvor)/100;
m(NaBr) = 15.300/100 = 45 g.
odgovor: 45

2. Masa kalijum nitrata koju treba rastvoriti u 200 g vode da bi se dobio 8% rastvor je ______ g (odgovor zaokružite na najbliži ceo broj.)

Rješenje.
Neka je m(KNO 3) = x g, tada je M(rješenje) = (200 + x) g.
Maseni udio kalijum nitrata u rastvoru:
ω(KNO 3) = x/(200 + x) = 0,08;
x = 16 + 0,08x;
0,92x = 16;
x = 17,4.
Nakon zaokruživanja x = 17 g.
odgovor: 17

3. Masa kalcijum hlorida koju je potrebno dodati u 400 g 5% rastvora iste soli da bi se udvostručio njen maseni udio jednaka je ______ g (Napiši svoj odgovor na najbližu desetinu.)

Rješenje.
Masa CaCl 2 u originalnom rastvoru jednaka je:
m(CaCl 2) = ω M(rastvor);
m(CaCl 2) = 0,05 400 = 20 g.
Maseni udio CaCl 2 u konačnom rastvoru je ω 1 = 0,05 2 = 0,1.
Neka je masa CaCl 2 koju treba dodati originalnom rastvoru jednaka x g.
Tada je masa konačnog rješenja M 1 (rastvor) = (400 + x) g.
Maseni udio CaCl 2 u konačnom rastvoru:

Rješavajući ovu jednačinu dobijamo x = 22,2 g.
odgovor: 22,2 g.

4. Masa alkohola koju je potrebno ispariti iz 120 g 2% alkoholnog rastvora joda da bi se njegova koncentracija povećala na 5% je _____________ g (Napiši svoj odgovor na najbližu desetinu.)

Rješenje.
Odredimo masu joda u originalnom rastvoru:
m(I 2) = ω M(rešenje);
m(I 2) = 0,02 120 = 2,4 g,
Nakon isparavanja, masa otopine je postala jednaka:
M 1 (rešenje) = m(I 2)/ω 1
M 1 (rastvor) = 2,4/0,05 = 48 g.
Na osnovu razlike u masama rastvora nalazimo masu isparenog alkohola: 120-48 = 72 g.
Odgovori: 72

5. Masa vode koja se mora dodati u 200 g 20% ​​rastvora natrijum bromida da bi se dobio 5% rastvor je _________ g (Zaokružite svoj odgovor na najbliži ceo broj.)

Rješenje.
Odredimo masu natrijevog bromida u originalnoj otopini:
m(NaBr) = ω M(rastvor);
m(NaBr) = 0,2 200 = 40 g.
Neka masa vode koju treba dodati za razrjeđivanje otopine bude x g, tada prema uslovima problema:

Odavde dobijamo x = 600 g.
odgovor: 600 g.

6. Maseni udio natrijum sulfata u rastvoru dobijenom mešanjem 200 g 5% i 400 g 10% rastvora Na 2 SO 4 jednak je _____________%. (Zaokružite odgovor na najbližu desetinu.)

Rješenje.
Odredimo masu natrijum sulfata u prvom početnom rastvoru:
m 1 (Na 2 SO 4) = 0,05 200 = 10 g.
Odredimo masu natrijum sulfata u drugom početnom rastvoru:
m 2 (Na 2 SO 4) = 0,1 400 = 40 g.
Odredimo masu natrijum sulfata u konačnom rastvoru: m(Na 2 SO 4) = 10 + 40 = 50 g.
Odredimo masu konačnog rastvora: M(rastvor) = 200 + 400 = 600 g.
Odredimo maseni udio Na 2 SO 4 u konačnom rastvoru: 50/600 = 8,3%
odgovor: 8,3%.

Pored rješavanja problema rješenja:

„Pravilo križa“ je dijagonalna shema pravila miješanja za slučajeve sa dva rješenja.

http://pandia.ru/text/78/476/images/image034_1.jpg" alt="" width="400" height="120">
Težina jednog dijela: 300/50 = 6 g.
Onda
m1 = 6 15 = 90 g, .
m2 = 6 35 = 210 g.

Potrebno je pomiješati 90 g 60% rastvora i 210 g 10% rastvora.