Ы ЫЯ j : k l < h j hpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/chem_sposob... · 2013. 4....

3

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тихоокеанский государственный университет»

СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ СОСТАВА

РАСТВОРОВ

Методические указания к самостоятельной работе

студентов 1-го курса всех специальностей,

изучающих курс химии

Хабаровск

Издательство ТОГУ

2005

4

УДК 546

Способы выражения состава растворов : методические указания к само-

стоятельной работе студентов 1-го курса всех специальностей, изучающих хи-

мию / cост. В. А. Яргаева. – Хабаровск : Изд-во Тихоокеанского гос. ун-та,

2005. – 23 с.

В методических указаниях представлены краткие теоретические основы

способов выражения состава растворов, примеры решения типовых задач и

многовариантные задачи.

Данные методические указания предназначены для самостоятельной

аудиторной и внеаудиторной работы студентов 1-го курса всех специальностей,

изучающих химию.

Печатается в соответствии с решениями кафедры «Химия» и методиче-

ского совета факультета математического моделирования и процессов управле-

ния.

© Тихоокеанский государственный университет, 2005

5

Общие положения

Введение

В будущей профессиональной деятельности инженеру любой техниче-

ской специальности придется иметь дело с процессами, протекающими в рас-

творах. Поэтому знание различных способов выражения составов растворов и

умение самостоятельно решать задачи с их использованием представляется

весьма актуальным.

В настоящих методических указаниях предлагаются многовариантные за-

дачи по способам приготовления растворов из исходных компонентов и путем

разбавления более концентрированных растворов, по пересчету одних способов

выражения составов растворов в другие, а также по определению концентраций

растворов веществ с использованием закона эквивалентов для реакций, проте-

кающих в растворах с участием этих веществ.

Перед самостоятельным решением предлагаемых задач студентам реко-

мендуется изучить лекционный материал по способам выражения состава рас-

творов, а также теоретический материал по этой теме, изложенный в учебной

литературе по общей химии [1-6]. Основные сведения, содержащие краткие

теоретические основы, прил. 1 данной работы помогут быстро найти необхо-

димые расчетные или пересчетные формулы, единицы измерения и обозначе-

ния для различных способов выражения составов растворов, необходимые при

решении задач.

Примеры решения типовых задач позволят справиться с решениями

наиболее сложных задач.

Необходимые для решения справочные данные можно взять из справоч-

ной литературы [7] и прил. 2.

6

Основные сведения

Состав раствора может быть выражен через доли или концентрации.

Доля компонента в растворе – величина, равная отношению массы (объе-

ма, количества вещества) компонента к массе (объему, количеству вещества)

всего раствора. Доля – безразмерная величина.

Концентрация раствора С – это величина, определяющая количественный

состав раствора: отношение массы или количества растворенного вещества к

объему всего раствора или массе растворителя.

К наиболее часто употребляемым в химии способам выражения состава

растворов относят следующие:

1. Массовая доля вещества В в растворе, (В) – это отношение массы рас-

творенного вещества m(B) к массе раствора mp:

(В) =

pp V

)B(m

m

)B(m, (1)

где Vp – объем раствора;

− плотность раствора.

В данной формуле (В) выражают в долях или процентах (умножением

на 100).

2. Молярная концентрация (молярность) вещества В в растворе, С (В)

или См(В) – это отношение количества вещества n(B) к объему раствора Vp:

См(В) = pp V)B(M

)B(m

V

)B(n

,

где m(B) – масса растворенного вещества В;

М(В) – молярная масса растворенного вещества В.

В данной формуле См(В) выражают в моль/л. Молярность сокращенно

обозначают М. Например, запись 0,1 М NaCl означает децимолярный (0,1

моль/л) раствор NaCl.

3. Молярная концентрация эквивалентов (нормальность) вещества В в

растворе, Сэк(В) – это отношение количества эквивалентов вещества В nэк (В) к

объему раствора Vp:

Сэк (В) = pэкp

эк

V)В(M

)B(m

V

)В(n

,

где m(B) – масса растворенного вещества В;

Мэк(В) – молярная масса эквивалентов растворенного вещества В.

В данной формуле Сэк (В) выражают в моль/л (моль экв/л). Нормальность

сокращенно обозначают н. Например, запись 1 н. КОН означает однонормаль-

ный (1 моль экв/л) раствор КОН.

Молярная концентрация эквивалентов растворенного вещества В в Z(B)

раз больше его молярной концентрации:

Сэк (В) = См (В) ∙ Z(B),

где Z(B) – число эквивалентности вещества В.

7

4. Моляльная концентрация (моляльность) вещества В в растворе,

Сm (B) – это отношение количества растворенного вещества n(В) к массе рас-

творителя ms:

Сm(B) = ss m)B(M

)B(m

m

)B(n

.

В данной формуле Сm (B) выражают в моль/кг.

5. Массовая концентрация (титр) вещества В в растворе, Т(В) – это отно-

шение массы вещества m (B) к объему раствора Vp:

T(B) = pV

)B(m.

В данной формуле Т(В) выражают в г/мл.

6. Молярная доля вещества В в растворе, Х(В) – это отношение количества

этого вещества n(B) к суммарному количеству всех веществ, входящих в состав

раствора, включая растворитель:

Х(В) = in

)B(n; in n(B) + n1 + … ni.

Если раствор состоит только из растворенного вещества В и растворителя

S, то

Х(В) = )S(n)B(n

)B(n

,

где n(S) – количество растворителя.

В данной формуле Х(В) выражают в долях или процентах (умножением

на 100).

В литературе вместо термина «молярная доля» иногда используют тер-

мин «мольная доля», т. к. они тождественны.

Для реакций, протекающих в растворах, закон эквивалентов может

быть записан в виде

Сэк (В1) V (В2) = Cэк (В2) V(В1),

где Сэк (В1), Сэк (В2) – молярные концентрации эквивалентов реагирующих ве-

ществ В1 и В2 в растворах; V (В1), V (В2) – объемы растворов этих веществ.

Закон эквивалентов в таком виде лежит в основе титриметрии (объемного

метода анализа).

Титрование – один из методов определения концентрации, основанный на

измерении объемов растворов вступающих в реакцию веществ. Зная точную

концентрацию одного из веществ в растворе и объемы растворов, по закону эк-

вивалентов рассчитывают концентрацию другого вещества в растворе. Точку

эквивалентности (конец титрования) определяют по изменению окраски соот-

ветствующего индикатора.

8

Примеры решения задач

Пример 1

Выразите состав полученного раствора через молярную концентра-

цию, молярную концентрацию эквивалентов, массовую долю и титр растворен-

ного вещества, если 5,6 л SO2, измеренного при н. у., растворили в 25 л воды.

Р е ш е н и е

При растворении газа SO2 в воде происходит его химическое взаи-

модействие с водой с образованием сернистой кислоты:

SO2 + H2O = H2SO3.

Определяем количество растворенной H2SO3 в растворе.

Молярный объем любого газа при нормальных условиях равен

22,4 л/моль. В соответствии с уравнением реакции из 1 моль SO2 образуется

1 моль H2SO3, тогда n(SO2) = n(H2SO3) = 4,22

6,5 0,25 моль.

Считаем полученный раствор H2SO3 разбавленным и принимаем его

плотность равной плотности воды, а объем раствора равным объему воды.

Находим молярную концентрацию полученного раствора H2SO3:

См(H2SO3) = 25

25,0

V

)SOH(n

p

32 0,01 моль/л.

Принимаем число эквивалентности Z(H2SO3) равным 2 и рассчитываем

молярную концентрацию эквивалентов Сэк(H2SO3) по формуле

Сэк(H2SO3) = 2 ∙ См(H2SO3) = 0,01 ∙ 2 = 0,02 моль.

Определяем массу растворенной H2SO3 и массу раствора.

М(H2SO3) = 82 г/моль; m(H2SO3) = n(H2SO3) ∙ M(H2SO3) = 0,25 ∙ 82 = 20,5г;

т.к. приняли = (Н2О) = 1 г/см3 = 1 000 г/л и Vp = V(H2O), то

mp = 25 ∙ 1 000 = 25 000 г.

Определяем массовую долю (1) H2SO3 в растворе:

(H2SO3) = 082,000025

1005,20

m

100)SOH(m

p

32

%.

Титр раствора рассчитываем по формуле

Т(H2SO3) = 82000,0000125

5,20

V

)SOH(m

p

32

г/мл.

О т в е т: См(H2SO3) = 0,01 моль/л; Сэк(H2SO3) = 0,02 моль/л;

(H2SO3) = 0,082 %; Т(H2SO3) = 0,000 82 г/мл.

Пример 2

Определите массу кристаллогидрата хлорида железа (III) FeCl3 ∙ 6H2O и

массу воды, необходимые для приготовления 250 г раствора с массовой долей

хлорида железа (III) 15 %. Рассчитайте моляльность и молярную долю FeCl3 в

полученном растворе.

9


Определяем массу безводного хлорида железа (III), необходимую для

приготовления 250 г раствора с массовой долей FeCl3 15 %:

(FeCl3) = p

3

m

100)FeCl(m ,

откуда m(FeCl3) = 5,37100

25015

100

m)FeCl( p3

г.

Исходя из того, что М (FeCl3 ∙ 6H2O) = 270,5 г/моль и М (FeCl3) =

= 162,5 г/моль, определяем массу кристаллогидрата хлорида железа (III), соот-

ветствующую найденной массе безводной соли:

270,5 г FeCl3 ∙ 6Н2О содержат 162,5 г FeCl3

х г FeCl3 · 6Н2О содержат 37,5 г FeCl3

х = m (FeCl3 ∙ 6H2O) = 42,625,162

5,375,270

г.

Определяем массу воды, необходимую для приготовления 250 г раствора

FeCl3:

m(H2O) = mp – m(FeCl3·6Н2О) = 250 – 64,42 = 187,58 т.

Определяем массу воды, содержащуюся в 250 г раствора FeCl3:

m(H2O) = mp – m(FeCl3) = 250 – 37,5 = 212,5 г = 0,212 5 кг.

Находим моляльность FeCl3 в полученном растворе:

Сm(FeCl3) = ОНкгмоль086,15212,05,162

5,37

)OH(m)FeCl(M

)FeCl(m2

23

3

Рассчитываем молярную долю FeCl3 в полученном растворе:

.)91,1(1019,018/5,2125,162/5,37

5,162/5,37

)OH(M/)OH(m)FeCl(M/)FeCl(m

)FeCl(M/)FeCl(m

)OH(n)FeCl(n

)FeCl(n)FeCl(X

00

2233

33

23

33

О т в е т: m (FeCl3 ∙ 6H2O) = 62,42 г; m(H2O) = 187,58 г;

Сm(FeCl3) = 1,086 моль/кг Н2О; Х(FeCl3) = 1,91 %.

Пример 3

Выразите состав раствора H2SO4 с массовой долей 60 % и плотностью

1,498 г/см3 через молярную концентрацию, молярную концентрацию эквива-

лентов (нормальность), моляльную концентрацию и титр.


Для расчета состава раствора с заданной массовой долей растворенного

вещества В через молярность, нормальность, моляльность и титр можно вос-

пользоваться пересчетными формулами, приведенными в прил. 1. Однако эти

формулы запоминать не следует, а подобная справочная таблица не всегда име-

ется при решении задач. Покажем, что формулы пересчета можно легко выве-

сти, используя расчетные формулы по определению состава раствора.

10

Выведем формулы расчета молярной концентрации вещества В См(В),

молярной концентрации эквивалентов вещества В Сэк(В), моляльной концен-

трации вещества В Сm(B) и титра вещества В Т(В) через массовую долю веще-

ства В в растворе (В). Полученные формулы используем для определения со-

става раствора H2SO4 в соответствии с условием задачи.

(B) =

pV

100)B(m; Cм(В) =

pV)B(M

0001)B(m

,

где Vp выражен в см3 (мл). Выражаем из формулы для расчета массовой доли

вещества соотношение:

100

)B(

V

)B(m

p

.

Полученное выражение подставляем в формулу для расчета молярной

концентрации, получаем выражение:

См(В) = )В(М

10)В( ,

которое приведено в прил. 1.

Рассчитываем молярную концентрацию H2SO4 в растворе с массовой до-

лей 60 %, учитывая, что М(H2SO4) = 98 г/моль:

См(H2SO4) = 17,998

10498,160

моль/л.

Молярную концентрацию эквивалентов H2SO4 легко рассчитать, прини-

мая Z(H2SO4) = 2:

Сэк(H2SO4) = 2 ∙ См(H2SO4) = 2 ∙ 9,17 = 18,34 моль/л.

Выведем формулу для расчета моляльной концентрации вещества В

Сm(B) = sm)B(M

1000)B(m

, принимая, что масса растворителя – ms, г.

(В) = Sp m)B(m

100)B(m

m

100)B(m

, учитывая, что масса раствора равна сум-

ме масс растворенного вещества В и растворителя S. Из данной формулы вы-

ражаем массу растворенного вещества В:

m(B) ∙ (B) + mS ∙ (B) = m(B) ∙ 100;

m(B) ∙ (100 – (B)) = mS ∙ (B),

откуда m(B) = )B(100

)B(mS

, полученное выражение подставляем в форму-

лу для расчета Cm(B):

Cm(B) = S

S

m))B(100()B(M

0001)B(m

,

откуда Cm(B) = ))B(100()B(M

1000)B(

.

Полученное выражение приведено в прил. 1.

11

Рассчитываем моляльную концентрацию H2SO4 в растворе с массовой до-

лей 60 %:

Cm(H2SO4) = )60100(98

000160

= 15,31 моль/кг Н2О.

Выводим формулу для расчета титра вещества В:

Т(В) = pV

)B(m, где Vp выражен в см

3 (мл).

Соотношение 100

)B(8.снатекст.смюсоотношениравно

V

)B(m

p

,

поэтому

Т(В) = 100

)B( (см. аналогичное выражение в прил. 1).

Рассчитываем титр H2SO4 в растворе с массовой долей 60 %:

Т(H2SO4) = 899,0100

498,160

г/мл.

О т в е т: См(H2SO4) = 9,17 моль/л; Сэк(H2SO4) = 18,34 моль экв/л;

Сm(H2SO4) = 15,31 моль/кг Н2О; Т(H2SO4) = 0,899 г/мл.

Пример 4

Выразите состав полученного раствора СН3СООН через молярную

концентрацию, молярную концентрацию эквивалентов, массовую долю и титр,

если к 0,5 л исходного раствора уксусной кислоты плотностью 1,030 г/см3 до-

бавили воду и получили 3,5 л более разбавленного раствора.


Для решения задачи воспользуемся справочной таблицей «Плотно-

сти и концентрации растворов уксусной кислоты» [7] или прил. 2 настоящих

методических указаний.

Из справочной таблицы по заданной плотности исходного раствора

СН3СООН определяем массовую долю (СН3СООН) в растворе при 20 0С:

= 1,030 г/см3; (СН3СООН) = 23,1 %;

мС (СН3СООН) = 3,96 моль/л.

Для определения состава полученного разбавленного раствора СН3СООН

можно воспользоваться любой из представленных концентраций.

1-й с п о с о б

Используя массовую долю СН3СООН в исходном растворе, опре-

деляем массу уксусной кислоты, которая содержится в 0,5 л раствора плотно-

стью 1,030 г/см3:

(СН3СООН) =

p

3

V

100)COOHCH(m,

где pV - объем исходного раствора, см

3 (мл);

m(CH3COOH) – масса кислоты, г.

12

m(CH3COOH) =

965,118100

030,100015,01,23

100

VСООНСН p3

г.

При разбавлении исходного раствора CH3COOH до 3,5 л масса уксусной

кислоты останется неизменной.

Определяем молярную концентрацию CH3COOH в полученном растворе,

учитывая, что М(CH3COOH) = 60 г/моль:

См(CH3COOH) = 57,05,360

965,118

V)COOHCH(M

)COOHCH(m

p3

3

моль/л.

Молярная концентрация эквивалентов CH3COOH совпадает с молярной

концентрацией, т. к. Z(CH3COOH) = 1.

Сэк(CH3COOH) = См(CH3COOH) = 0,57 моль/л.

Принимая плотность полученного разбавленного раствора равной 1 г/см3

и переводя объем раствора в см3 (мл), рассчитываем массовую долю и титр

CH3COOH в данном растворе:

(CH3COOH) = %4,315003

100965,118

V

100)COOHCH(m

p

3

;

.млг034,05003

965,118

V

COOHCHmСООНСНТ

p

33

Массовая доля и титр для разбавленных растворов практически совпада-

ют.

2-й с п о с о б

Для решения задачи используем молярную концентрацию исходно-

го раствора. Находим количество CH3COOH в исходном растворе:

p

33м

V

)COOHCH(n)СООНСН(С ,

откуда n(CH3COOH) =

p3м VСООНСНC = 3,96 ∙ 0,5 = 1,98 моль.

При разбавлении исходного раствора CH3COOH до 3,5 л количество ук-

сусной кислоты останется постоянным. Молярная концентрация CH3COOH в

полученном растворе равна:

57,05,3

98,1

V

)COOHCH(n)СООНСН(С

p

33м моль/л.

Учитывая, что плотность разбавленного раствора = 1 г/см3, Vp =

= 3 500 cм3 (мл) и М(CH3COOH) = 60 г/моль, массовая доля CH3COOH равна:

00

p

33

p

33

4,315003

1006098,1

V

100)COHCH(M)COOHCH(n

m

100)COOHCH(m)COOHCH(

Титр СН3СООН определяем по формуле

13

034,0

5003

6098,1

V

COOHCHMCOOHCHn

V

COOHCHmТ

P

33

P

3

г/мл.

Полученные по 1-му и 2-му способу результаты совпадают.

О т в е т: См(CH3COOH) = Сэк(CH3COOH) = 0,57 моль/л;

(CH3COOH) = 3,4 %; Т(СН3СООН) = 0,034 г/мл.

Пример 5

Определите, какой объем раствора H2SO4 с массовой долей 50 % и

плотностью 1,395 г/см3 необходимо взять для приготовления 900 мл 0,58 М

раствора плотностью 1,035 г/см3. Рассчитайте массовую долю H2SO4 в этом

растворе.


Исходя из определения молярной концентрации рассчитываем мас-

су H2SO4, необходимую для приготовления 900 мл 0,58 М раствора, учитывая,

что М(H2SO4) = 98 г/моль.

См(H2SO4) = p42

42

V)SOH(M

1000)SOH(m

,

откуда m(H2SO4) = 156,510001

9009858,0

0001

V)SOH(M)SOH(C p4242м

г.

Рассчитываем объем раствора Vp с массовой долей H2SO4 (H2SO4) = 50

% и плотностью = 1,395 г/см3, содержащий данную массу H2SO4.

p

4242

V

100)SOH(m)SOH( ,

откуда 34,73395,150

100156,51

)SOH(

100)SOH(mV

42

42p

мл.

Рассчитываем массовую долю H2SO4 в 0,58 М растворе:

035,1900

100156,51

V

100)SOH(m)SOH(

p

4242 5,49 %.

О т в е т: 34,73Vp

мл; (H2SO4) = 5,49 %.

Пример 6

Определите, какой объем 0,8 М раствора щелочи КОН необходим

для полного взаимодействия КОН с кислотой H2SO4, содержащейся в 40 мл

0,13 М раствора кислоты H2SO4, с превращением ее в среднюю соль.


Для реакции между кислотой H2SO4 и щелочью КОН, протекающей

в растворе по уравнению:

H2SO4 + 2КОН = К2SO4 + Н2О.

14

Закон эквивалентов можно записать в виде:

V(H2SO4) ∙ Сэк(H2SO4) = V(KOH) ∙ Сэк(КОН),

откуда V(KOH) = )КОН(C

)SOH(C)SOH(V

эк

42эк42 .

Молярная концентрация и молярная концентрация эквивалентов веще-

ства В связаны соотношением: Сэк(В) = Z См(В),

принимая Z(H2SO4) = 2, а Z(KOH) = 1, находим

Сэк(H2SO4) = 2 ∙ 0,13 = 0,26 моль/л,

Сэк(КОН) = 1 ∙ 0,8 = 0,8 моль/л.

Определяем искомый объем 0,8 М раствора КОН:

V(KOH) = 138,0

26,040

мл.

О т в е т: V(KOH) = 13 мл.

Пример 7

Определите массовую долю NaCl в растворе, полученном при смешении

40 г 37 %-го раствора соли а) со 100 г воды; б) с 200 г 50 %-го раствора NaCl.


Для решения задачи используем правило креста [6]

1 −2

2

1

1

2

m

m

; m = m1 + m2,

2 1−

где 1, 2 – массовые доли в исходных более концентрированном (1) и более

разбавленном (2) растворах; m1,m2 – массы исходных растворов соответствен-

но; , m – массовая доля в растворе и масса раствора, полученного после сме-

шения.

а) 1 = 37 %; 2 = 0 %; m1 = 40 г; m2 = 100 г.

37 −0 100

40

37

0

; (37 - ) ∙ 0,4 = ;

0 37− = 10,57 %

б) 1 = 50 %; 2 = 37 %; m1 = 200 г; m2 = 40 г.

50 −37 40

200

50

37

; ( - 37) = 5 ∙ (50 - );

37 50− = 47,87 %

О т в е т: а) = 10,57 %; б) = 47,83 %.

15

Многовариантные задачи

Задача 1

Определите, изменяется ли химическая природа вещества В (табл. 1) при

его растворении в воде. Напишите соответствующее уравнение реакции взаи-

модействия вещества В с водой с образованием нового вещества А, если реак-

ция протекает.

Выразите состав полученного раствора вещества В или вещества А через

молярную концентрацию, молярную концентрацию эквивалентов, массовую

долю и титр, если в воде объемом V(H2O) растворили твердое вещество В мас-

сой m(B) или газ В объемом V(B), измеренным при н. у. Считайте плотность

полученного раствора равным плотности воды.

Таблица 1

Варианты заданий к задаче 1

Вариант В m(B), г

V(B), л V(H2O), л

1 CO2 (газ) 0,224 л 10

2 NaOH (тв) 2,00 г 2

3 SO2 (газ) 10,08 л 15

4 HCl (газ) 5,60 л 25

5 Ca (тв) 1,00 г 5

6 H2S (газ) 4,48 л 8

7 CrO3 (тв) 27,00 г 18

8 HBr (газ) 2,80 л 11

9 Na (тв) 3,60 г 13

10 KOH (тв) 4,54 г 9

11 B2O3 (тв) 11,42 г 12

12 H2C2O4 (тв) 1,86 г 23

13 SO3 (газ) 3,40 л 19

14 H3BO3 (тв) 5,98 г 14

15 CaO (тв) 2,60 г 7

16 TlOH (тв) 26,52 г 6

17 HI (газ) 10,08 л 15

18 Na2O (тв) 20,46 г 22

19 BaO (тв) 63,95 г 19

20 HBr (газ) 4,95 л 13

21 Tl2O (тв) 23,74 г 7

22 Li (тв) 1,40 г 10

23 H2SeO4 (тв) 36,50 г 12

24 LiOH (тв) 5,40 г 25

25 HIO3 (тв) 36,96 г 15

26 CO2 (газ) 1,12 л 19

16

Окончание табл. 1

Вариант В m(B), г

V(B), л V(H2O), л

27 As2O5 (тв) 15,18 г 6

28 HCl (газ) 7,24 л 17

29 SrO (тв) 25,17 г 22

30 H2SeO3 (тв) 14,26 г 18

Задача 2

Определите искомую величину Х и массу воды m(H2O), необходимые для

приготовления раствора вещества В массой mp и массовой долей по задан-

ным величинам в соответствии с вариантом задания (табл. 2), где m(B) – масса

вещества В. Рассчитайте моляльную концентрацию и молярную долю вещества

В в полученном растворе.

Таблица 2


Вариант В , % mp, г m(B), г

1 CdI2 5 Х 15

2 NaCl 10 200 Х

3 KOH Х 250 700

4 MgSO4 ∙ 7H2O 25 Х 20

5 Na2SO4 ∙ 7H2O 7 800 Х

6 NiCl2 ∙ 6H2O Х 150 5

7 Na2CO3 18 Х 35

8 Ba(OH)2 ∙ 8H2O 20 300 Х

9 NH4Cl Х 500 18

10 NaBr 50 Х 28

11 BaCl2 ∙ 2H2O 80 700 Х

12 LiNO3 Х 400 10

13 KCl 35 Х 45

14 MnCl2 ∙ 4H2O 28 900 Х

15 SbCl3 Х 580 8

16 LiOH 45 Х 55

17 ZnSO4 ∙ 7H2O 60 450 Х

18 CdI2 Х 750 15

19 AlCl3 ∙ 6H2O 70 Х 60

20 LiBr 38 800 Х

21 KNO3 Х 560 28

22 NH4NO3 48 Х 58

23 Al2(SO4)3 ∙ 18H2O 55 600 Х

24 LiCl Х 950 75

25 CuSO4 ∙ 5H2O 16 Х 65

17


Вариант В , % mp, г m(B), г

26 CaCl2 ∙ 6H2O 36 560 Х

27 NaBr ∙ 2H2O Х 280 5

28 KI 32 680 Х

29 K2SO4 20 Х 74

30 NaF Х 490 98

Задача 3

Выразите состав раствора вещества В с заданной массовой долей и

плотностью (табл. 3) через молярную концентрацию, молярную концентра-

цию эквивалентов, моляльную концентрацию и титр.

Таблица 3


Вариант В , % , г/см3

1 HNO3 9,26 1,050

2 H2SO4 92,00 1,824

3 HCl 8,49 1,040

4 H3PO4 97,00 1,831

5 HСlO4 16,00 1,100

6 CH3COOH 23,00 1,030

7 KOH 10,00 1,090

8 NaOH 50,50 1,530

9 NH4OH 11,00 0,954

10 Na2CO3 17,70 1,190

11 HNO3 66,97 1,400

12 H2SO4 54,00 1,435

13 HCl 26,20 1,130

14 H3PO4 42,00 1,270

15 HСlO4 31,00 1,215

16 CH3COOH 8,00 1,010

17 KOH 39,00 1,385

18 NaOH 6,00 1,065

19 NH4OH 30,00 0,892

20 Na2CO3 11,60 1,12

21 HNO3 45,27 1,280

22 H2SO4 10,56 1,070

23 HCl 40,00 1,198

24 H3PO4 4,00 1,020

25 HСlO4 63,00 1,580

18


Вариант В , % , г/см3

26 CH3COOH 98,00 1,055

27 KOH 52,05 1,535

28 NaOH 32,00 1,349

29 NH4OH 21,50 0,918

30 Na2CO3 4,5 1,045

Задача 4

Выразите состав полученного раствора кислоты В в соответствии с вари-

антом задания (табл. 4) через молярную концентрацию, молярную концентра-

цию эквивалентов, массовую долю и титр, если к исходному раствору кислоты

В плотностью и объемом Vисх добавили воду и получили разбавленный рас-

твор (принять = 1 г/см3) объемом V. Для решения задачи используйте табли-

цу прил. 1 или справочник [7].

Таблица 4


Вариант Кислота В , г/см3 Vисх, л V, л

1 HCl 1,005 0,25 2,0

2 HNO3 1,015 0,50 1,5

3 H2SO4 1,020 0,30 2,5

4 H3PO4 1,010 0,45 5,0

5 HCl 1,010 0,25 3,0

6 HNO3 1,020 0,35 4,0

7 H2SO4 1,025 0,15 3,5

8 H3PO4 1,020 0,40 2,5

9 CH3COOH 1,005 0,50 5,0

10 HCl 1,015 0,45 3,0

11 HNO3 1,025 0,30 2,5

12 H2SO4 1,030 0,18 4,0

13 H3PO4 1,055 0,25 4,5

14 CH3COOH 1,010 0,50 5,5

15 HCl 1,020 0,40 3,0

16 HNO3 1,030 0,25 2,0

17 H2SO4 1,035 0,35 2,5

18 H3PO4 1,060 0,40 4,5

19 CH3COOH 1,015 0,60 6,0

20 HCl 1,025 0,50 5,5

21 H3PO4 1,070 0,20 2,0

22 CH3COOH 1,020 0,45 3,5

19


Вариант Кислота В , г/см3 Vисх, л V, л

23 HCl 1,030 0,40 3,0

24 HNO3 1,035 0,35 2,5

25 H2SO4 1,040 0,50 4,5

26 H3PO4 1,075 0,10 0,5

27 HCl 1,040 0,15 2,0

28 HNO3 1,045 0,10 1,5

29 H2SO4 1,040 0,08 0,5

30 H3PO4 1,080 0,05 1,5

Задача 5

Определите, какой объем V (мл) более концентрированного раствора ве-

щества В с массовой долей и плотностью необходимо взять для приго-

товления V мл более разбавленного раствора с молярной концентрацией См

плотностью . Рассчитайте массовую долю вещества В в разбавленном раство-

ре. Варианты заданий приведены в табл. 5.

Таблица 5


Вариант В , % , г/см3 V, мл См, моль/л , г/см

3

1 H2SO4 60,17 1,500 750 1,6 1,096

2 KOH 4,03 1,035 1 000 0,13 1,005

3 HCl 40,00 1,198 800 4,57 1,075

4 NaOH 30,20 1,330 500 0,50 1,020

5 HNO3 19,09 1,460 650 4,01 1,130

6 CH3COOH 40,2 1,050 1 500 3,96 1,030

7 H3PO4 75,76 1,580 900 8,00 1,39

8 HСlO4 25,57 1,17 1 400 1,15 1,065

9 Na2CO3 15,60 1,165 1 300 0,60 1,060

10 KOH 6,20 1,055 550 0,54 1,025

11 HNO3 60,67 1,370 700 2,00 1,065

12 CH3COOH 80,00 1,070 1 200 1,37 1,010

13 H2SO4 35,00 1,260 950 0,66 1,040

14 NaOH 50,5 1,530 800 3,00 1,119

15 Na2CO3 16,03 1,17 1 000 1,01 1,100

16 HCl 30,14 1,150 1 500 1,52 1,025

17 KOH 5,12 1,045 950 0,23 1,300

18 H3PO4 53,00 1,36 850 1,51 1,075

19 H2SO4 25,84 1,185 700 0,58 1,035

20 HNO3 40,58 1,250 1 100 1,10 1,036

20


Вариант В , % , г/см3 V, мл См, моль/л , г/см

3

21 NaOH 40,00 1,430 700 6,0 1,216

22 CH3COOH 36,2 1,045 1 200 0,200 1,000

23 KOH 4,58 1,040 1 400 0,035 1,000

24 HNO3 85,5 1,47 600 10,19 1,305

25 H2SO4 40,82 1,310 650 2,42 1,145

26 HCl 13,50 1,065 1 000 1,52 1,025

27 Na2CO3 13,90 1,145 800 0,11 1,010

28 CH3COOH 53,4 1,060 950 3,27 1,025

29 H2SO4 70,39 1,415 850 1,69 1,055

30 HCl 35,20 1,175 1 200 2,42 1,040

Задача 6

Определите неизвестную величину Х (табл. 6), если для полного взаимо-

действия кислоты В с превращением в среднюю соль к раствору кислоты В

объемом V(B) и молярной концентрацией См(В) потребовалось добавить рас-

твор щелочи А объемом V(A) и молярной концентрацией См(А).

Таблица 6


Вариант Кислота В V(B), мл См(В),

моль/л Щелочь А V(A), мл

См(А),

моль/л

1 HCl 250 Х Ва(OH)2 500 0,2

2 H2SO4 X 0,2 NaOH 50 0,80

3 CH3COOH 100 X Са(OH)2 300 0,03

4 H3PO4 50 0,3 NаOH X 0,05

5 HCl X 0,5 Sr(OH)2 200 0,10

6 H2SO4 300 0,1 NaOH 150 X

7 CH3COOH 150 X Ba(OH)2 700 0,05

8 H3PO4 200 0,5 NаOH X 0,80

9 HCl 80 0,4 Ca(OH)2 200 X

10 H2SO4 100 X NaOH 500 0,25

11 CH3COOH X 0,05 Sr(OH)2 100 0,25

12 H3PO4 350 0,15 NаOH X 0,50

13 HCl 150 X Ba(OH)2 550 0,45

14 H2SO4 X 0,25 NaOH 150 X

15 CH3COOH 200 0,30 Sr(OH)2 200 0,60

16 H3PO4 40 0,50 NаOH X 0,35

17 HCl X 0,05 Ba(OH)2 300 0,40

21


Вариант Кислота В V(B), мл См(В),

моль/л Щелочь А V(A), мл

См(А),

моль/л

18 H2SO4 150 0,35 NaOH 450 X

19 H3PO4 250 X KOH 500 0,80

20 CH3COOH 100 0,15 Ca(OH)2 X 0,035

21 HCl X 0,18 Ba(OH)2 600 0,05

22 H2SO4 50 0,45 NaOH 80 X

23 H3PO4 70 X KOH 180 0,40

24 CH3COOH 150 0,80 Sr(OH)2 X 0,25

25 HCl X 0,30 Ca(OH)2 800 0,01

26 H2SO4 200 X NaOH 200 X

27 H3PO4 100 0,55 KOH X 0,08

28 CH3COOH X 0,12 Ba(OH)2 400 0,45

29 HCl 350 X Ca(OH)2 150 0,05

30 H2SO4 150 0,60 NaOH X 0,25

Задача 7

Определите, какова массовая доля вещества В в полученном растворе, ес-

ли раствор вещества В массой m(В) и массовой долей (В) смешать с раство-

ром вещества В массой m(В) и массовой долей (В) или с водой массой

m(Н2О) (табл. 7).

Таблица 7


Вариант m(B),г (В),% m(В), г

m(Н2О), г (В),%

1 150 25 20 80

2 50 40 150 20

3 170 10 40 50

4 200 20 140 45

5 220 30 50 -

6 180 15 120 54

7 70 40 110 15

8 90 37 300 10

9 110 18 180 29

10 250 26 100 -

11 190 17 280 35

12 300 12 150 -

13 280 25 220 11

14 130 19 300 40

15 80 42 290 11

16 140 50 350 21

22


Вариант m(B),г (В),% m(В), г

m(Н2О), г (В),%

17 220 44 180 -

18 310 11 400 46

19 170 60 350 28

20 230 24 80 54

21 350 70 200 -

22 120 35 150 10

23 320 29 210 49

24 270 65 140 14

25 60 71 60 -

26 210 34 360 17

27 360 48 170 16

28 220 17 180 -

29 110 31 200 44

30 260 48 90 15

Ы ЫЯ j : k l < h j hpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/chem_sposob... · 2013. 4....

Documents