Головна

Могилевський державний університет продовольства | У вигляді опадів або газів. | П Р І М Е Р И для самостійної роботи |

I.1 Розрахунок w (X) при заданій масі (або обсязі) компонентів розчину

  1. ЦД. 08 Робочі процеси, конструкція і основи розрахунку автомобільних двигунів
  2. I БУХГАЛТЕРСЬКИЙ ОБЛІК ПРИ I ВИКОРИСТАННЯ акредитивної форми розрахунків
  3. I ОБЛІКОВІ РЕГІСТРИ РОЗРАХУНКІВ З БЮДЖЕТОМ
  4. I. 4. Закон Біо - Савара - Лапласа і його застосування до розрахунку магнітних полів.
  5. I.1. Розрахунок вартості сировини
  6. I.4. Розрахунок сум амортизаційних відрахувань, що підлягають включенню до кошторису.

1) розчин 10 г речовини X в 100 г розчинника;

Рішення: w (X) = M (X) / mр-ра = M (X) / [m (X) + m (S)] = 10 / (10 + 100) = 0,09або9% ...

2) розчин 10 мл речовини X (r = 0,8) в 100 мл розчинника (r = 0,9);

Рішення: W (X) = m (X) / m р-ра = M (X) / [m (X) + m (S)] ...

m (X) = V (X) * r (X) = 10 * 0,8 = 8 г, m (S) = V (S) * r (S) = 100 * 0,9 = 90 г

w (X) = 8 / (8 + 90) = 0,08

3) Растворілі10 лгазоподібного (Н.у.) речовини X c молярної масою 17 г / моль

в 100 мл води;

Рішення: W (X) = m (X) / mр-ра = M (X) / [m (X) + m (H2O)] ...

m (X) = V (X) * M (X) / Vм = 10 * 17 / 22,4 = 7,6 г ...

m (H2O) = V (H2O) * r (H2O) = 100 * 1 = 100 г

w (X) = 7,6 / (7,6 + 100) = 0,07

4) Змішали 0,5 л розчину w1(Х) = 0,1; rр-ра = 1,1 і 500 мл води

Рішення: Очевидно, що при розведенні розчину чистим розчинником маса розчиненої речовини в отриманому розчині дорівнює масі його у вихідному розчині, тоді w (X) = m (X) / mр-ра = m1(X) / [m1р-ра + M (H2O)], де

w (X) - масова частка речовини Х в кінцевому розчині,

m1(X) = m (X) - маса Х в вихідному (і кінцевому) розчині, m1р-ра - Маса вихідного розчину.

з w1(Х) = m1(X) / m1р-ра = 0,1 розрахуємо m1(X) = 0,1 * 500 * 1,1 = 55 г

тоді w (X) = 55 / (500 * 1,1 + 500) = 0,0.52

5) розчин 10 г речовини Х в 0,5 л розчину того ж речовини, w1(Х) = 0,1; rр-ра = 1,1

Рішення: На відміну від прикладу (4) в даному випадку маса речовини в кінцевому розчині дорівнює сумі маси в вихідному розчині і маси доданого речовини; тоді

w (X) = m (X) / mр-ра = [m1(X) + m2(X)] / [m2(X) + m1р-ра(X)], де

w (X) - масова частка речовини Х в кінцевому розчині,

m1(X) - маса Х в вихідному розчині, m1р-ра(X) - маса вихідного розчину; m2(X) = 10 г - маса доданого речовини Х

з w1(Х) = m1(X) / m1р-ра = 0,1 отримаємо m1(X) = 0,1 * 500 * 1,1 = 55 г; тоді

w (X) = (55 + 10) / (10 + 500) = 0,13

відповідь: w (X) = 0,13

6) Змішали розчини різних речовин X і Y (Які не реагують хімічно один з одним): 200 мл розчину w (X) = 0,3; r = 1,25 і 300 мл розчину w (Y) = 0,5; r = 1,4

Рішення: Очевидно, що якщо речовини X і Y не реагують один з одним, то маса кожного з них в кінцевому розчині - та ж, що і до змішування розчинів;

при цьому маса отриманого розчину дорівнює сумі мас вихідних розчинів.

Тоді в отриманому розчині w2 (X) = m (X) / mр-ра = m (X) / [mр-ра(X) + mр-ра(Y)]

w2 (Y) = m (Y) / mр-ра = m (Y) / [mр-ра(X) + mр-ра(Y)]

З w (X) = m (X) / mр-ра(X) = m (X) / Vр-ра* R = 0,3 розрахуємо m (X) = 0,3 * 200 * 1,25 = 75 г;

з w (Y) = m (Y) / mр-ра(Y) = m (Y) / Vр-ра* R = 0,5 розрахуємо m (Y) = 0,5 * 300 * 1,4 = 210 г;

Тоді в отриманому розчині w2 (X) = m (X) / mр-ра = 75 / (200 * 1,25 + 300 * 1,4) = 0,11 і

w2 (Y) = m (Y) / mр-ра = 210 / (200 * 1,25 + 300 * 1,4) = 0,3

відповідь: w2 (X)) = 0,11; w2 (Y) = 0,3

7) Змішали розчини різних концентрацій одного і того ж речовини Х:

200 мл розчину w1(X) = 0,2; r1 = 1,2 і 300 мл розчину w2(X) = 0,6; r2 = 1,5

Рішення: w3(X) = m3(X) / m3р-ра = [m1(X) + m2(X)] / [m1р-ра(X) + m2р-ра(X)], де

w3(X) = концентрація отриманого розчину,

m1р-ра(X) - маса першого розчину, m1(X) - маса розчиненої в ньому речовини;

m2р-ра(X) - маса другого розчину і m2(X) - маса розчиненої в ньому речовини.

з w1(X) = m1(X) / m1р-ра(X) = m1(X) / V1р-ра* r1 = 0,2 розрахуємо m1(X) = 0,2 * 200 * 1,2 = 48 г;

з w2(X) = m2(X) / m2р-ра(X) = m2(X) / V2р-ра* r2 = 0,6 розрахуємо m2(X) = 0,6 * 300 * 1,5 = 270 м

Тоді для отриманого розчину w (X) = m (X) / mр-ра = (48 + 270) / (200 * 1,2 + 300 * 1,5) = 0,46

відповідь: w3(X) = 0,46

8) Для розчинів, отриманих зкристаллогидратов типу X * yH2O, розрахунки відрізняються тим, що массараствора складається з маси кристаллогидрата m (X * yH2O) і маси розчинника (Тобто так само, як в прикладах, розглянутих вище), але при цьому массарастворенного речовини m (X) виявляється меншою за масу кристаллогидрата.

Співвідношення m (X * yH2O) і m (X) визначається співвідношенням молярних мас безводної солі і її кристаллогидрата: m (X * yH2O) / m (X) = M (X * yH2O) / M (X) /

Приклад 8.1: Розрахувати w (ZnSO4) В розчині, приготованому з 300 г ZnSO4* 7H2O і 2 л води

Рішення: W (ZnSO4) = M (ZnSO4) / Mр-ра = M (ZnSO4) / [M (ZnSO4* 7H2O) + m (H2O)]

а) розрахуємо масу ZnSO4, Яка міститься в 300 г ZnSO4* 7H2O:

m (ZnSO4) = M (ZnSO4* 7H2O) * M (ZnSO4) / M (ZnSO4* 7H2O) = 300 * 161/287 = 168,3 г

б) розрахуємо масу отриманого розчину:

mр-ра = M (ZnSO4* 7H2O) + m (H2O) = 300 +2000 = 2300 г

тоді w (ZnSO4) = 168,3 / 2300 = 0,073 або 7,3%

відповідь: W (ZnSO4) = 0,073 або 7,3%

Приклад 8.2: Розрахувати w2(ZnSO4) В розчині, отриманому з 200 г розчину сульфату цинку w1(ZnSO4) = 0,3 після виділення з нього 10 кристаллогидрата ZnSO4* 7H2O.

Рішення: w2 (ZnSO4) = M2 (ZnSO4) / M2р-ра

Перетворимо рівняння з урахуванням умови задачі в наступне:

w2 (ZnSO4) = [M1(ZnSO4) - Mвид(ZnSO4)] / [M1р-ра - mвид(ZnSO4* 7H2O)]

а) розрахуємо масу ZnSO4 в вихідному розчині:

m1(ZnSO4) = M1р-раw1(ZnSO4) = 200 * 0,3 = 60 г

б) розрахуємо масу ZnSO4, Яка міститься в 10 г ZnSO4* 7H2O:

mвид(ZnSO4) = Mвид(ZnSO4* 7H2O) * M (ZnSO4) / M (ZnSO4* 7H2O) = 10 * 161/287 = 5,6 г

в) розрахуємо масу ZnSO4 в кінцевому розчині:

m2 (ZnSO4) = M1 (ZnSO4) - Mвид(ZnSO4) = 60 - 5,6 = 54,4 г

г) розрахуємо масу кінцевого розчину:

m2р-ра = m1р-ра - M (ZnSO4* 7H2O) = 200 -10 = 190 г

д) w2(ZnSO4) = M2(ZnSO4) / M2р-ра = 54,4 / 190 = 0,29

відповідь: w2(ZnSO4) = 0,29

I.2 Розрахунок маси (або об'єму) компонентів для приготовлення розчину заданої w (X):

1) Розрахувати масу речовини m (X) і масу розчинника m (S) для приготування 200 г

розчину w (X) = 0,3

Рішення: W (X) = m (X) / mр-ра = M (X) / [m (X) + m (S)] = 0,3

а) розрахуємо масу речовини Х для приготування розчину:

m (X) = W (X) * mр-ра = 0,3 * 200 = 60 г

б) розрахуємо масу розчинника:

m (S) = mр-ра - M (X) = 200 - 60 = 140 г

2) Розрахувати обсяги хлороводню (н.у.) і води для приготування 0,5 л 30% соляної кислоти, r = 1,1

Рішення: W (HCl) = m (HCl) / mр-ра = M (HCl) / [m (HCl) + m (H2O)] = 0,3

а) розрахуємо mр-ра = Vр-ра* R = 500 * 1,1 = 550 г, тоді

б) розрахуємо масу і об'єм хлороводню: m (HCl) = w (HCl) * mр-ра = 0,3 * 550 = 165 г

V (HCl) = n (HCl) * VM = M (HCl) * VM / M (HCl) = 165 * 22,4 / 36,5 = 101,3 л

в) розрахуємо масу і об'єм води

m (H2O) = mр-ра - M (HCl) = 550 - 165 = 385 г, V (H2O) = 385 мл

відповідь: V (HCl) = 101,3 л; V (H2O) = 385 мл

3) Розрахувати обсяг розчину сірчаної кислоти w1(H2S04) = 0,8; r1 = 1,75 і обсяг води,

необхідні для приготування 5 літрів розчину w2(H2S04) = 0,2; r2 = 1,2

Рішення: Якщо заданий розчин готують розведенням вихідного розчину чистим розчинником, то маса розчиненої речовини не змінюється (Вона така ж, що і в вихідному розчині), а маса отриманого розчину дорівнює сумі мас вихідного розчину і доданого розчинника: w2 (H2S04) = M2 (H2S04) / M2р-ра = m1(H2S04) / [M1р-ра + M (H2O)] = 0,2

а) розрахуємо масу сірчаної кислоти для приготування заданого розчину:

m2(H2S04) = W2(H2S04) * M2р-ра = 0,2 * 5 * 1,2 = 1,2 кг;

б) розрахуємо масу вихідного розчину, в якому міститься 1,2 кг H2S04:

з w1 (H2S04) = M1 (H2S04) / M1р-ра = 0,8 отримаємо m1р-ра = 1,2: 0,8 = 1,5 кг,

в) розрахуємо обсяг вихідного розчину: V1р-ра = m1р-ра/r1 = 1,5 / 1,75 = 0,86 л

г) розрахуємо масу і об'єм води: m (H2O) = m2р-ра - m1р-ра = 5 * 1,2 - 1,5 = 4,5 кг,

V (H2O) = 4,5 л

відповідь: V1р-ра = 0,86 л, V (H2O) = 4,5 л

4) Розрахувати об'ємне співвідношення хлороводню (н.у.) і води для приготування 10% розчину кислоти.

Рішення: W (HCl) = m (HCl) / mр-ра = M (HCl) / [m (HCl) + m (H2O)] = 0,1

а) висловимо масу хлороводню і масу води через їх обсяги:

m (HCl) = V (HCl) * M (HCl) / VM = 36,5 V (HCl) / 22,4 = 1,63 V (HCl)

m (H2O) = V (H2O) * r (H2O) = V (H2O)

б) підставивши отримані вирази у вихідне рівняння, отримаємо наступне:

1,63 V (HCl) / [1,63 V (HCl) + V (H2O) * 1000] = 0,1; V (HCl) / V (H2O) = 68/1

Зверніть увагу, що в кінцевому розрахунковому рівнянні необхідно узгодити розмірності величин: внаслідок того, що обсяг хлороводню виражений в літрах, щільність води - r (H2O) = 1000 г / л;

відповідь: V (HCl) / V (H2O) = 68/1

5) Розрахувати масу ZnSO4* 7H2O і обсяг води, необхідні для приготування 2 кг

розчину w (ZnSO4) = 0,2

Рішення: W (ZnSO4) = M (ZnSO4) / Mр-ра= 0,2

а) розрахуємо масу ZnSO4 для приготування заданого розчину:

m (ZnSO4) = W (ZnSO4) * Mр-ра= 2 * 0,2 = 0,4 кг

б) розрахуємо масу кристаллогидрата, що містить 0,4 кг ZnSO4:

m (ZnSO4* 7H2O) = m (ZnSO4) * M (ZnSO4* 7H2O) / M (ZnSO4) = 0,4 * 287/161 = 0,71 кг

в) розрахуємо масу і об'єм води для приготування розчину:

m (H2O) = mр-ра- M (ZnSO4* 7H2O) = 2 - 0,71 = 1,29 кг, V (H2O) = 1,29 л

відповідь: M (ZnSO4* 7H2O) = 0,71 кг, V (H2O) = 1,29 л

6) Розрахувати масу і об'єм хлороводню, який буде потрібно розчинити в 10 літрах

соляної кислоти w1(HCl) = 0,2 r = 1,1 для збільшення концентрації до w2(HCl) = 0,36

Рішення: Якщо заданий розчин готують з менш концентрованого додаванням чистого речовини Х, то маса отриманого розчину і маса розчиненої речовини збільшуються на одну ту ж величину - масу доданого речовини. (Однак, якщо додається речовина - кристалогідрат, то збільшення маси розчиненої речовини буде меншою за масу кристаллогидрата - див. Попередній приклад).

w2(HCl) = m2 (HCl) / m2р-ра = [M1(HCl) + mдоб(HCl)] / [m1р-ра(HCl) + mдоб(HCl)] = 0,36

де m1р-ра(HCl) - маса вихідного розчину, m1(HCl) - маса хлороводню в вихідному розчині, mдоб(HCl) - маса хлороводню, який потрібно розчинити додатково

а) розрахуємо масу вихідного розчину: m1р-ра(HCl) = 10 * 1,1 = 11 кг

б) розрахуємо масу хлороводню в вихідному розчині:

m1(HCl) = m1р-ра(HCl) * w1(HCl) = 11 * 0,2 = 0,22 кг, ...

в) підставивши розраховані величини в вихідне рівняння, розрахуємо

mдоб(HCl) = 5,84 кг ... Vдоб(HCl) = 5840 * 22,4 / 36,5 = 3584 л ...

відповідь: mдоб(HCl) = 5,84 кг, Vдоб(HCl) = 3584 л ...

7) В якому масовому співвідношенні необхідно взяти розчини сірчаної кислоти

w1(H2S04) = 0,8 і w2(H2S04) = 0,2 для отримання розчину w3(H2S04) = 0,4?

Рішення: Це завдання можна вирішити подібно задачі (I.I.7 стор.8):

З рівняння w3(H2S04) = M3(H2S04) / M3р-ра = [M1(H2S04) + M2(H2S04)] / [M1р-ра + m2 р-ра]

розрахувати m1р-ра/ m2р-ра.

Покажемо, як можна вирішити цю задачу, застосувавши «Правило змішання» - Воно легко

виводиться з рівняння, наведеного вище:

m1р-ра/ m2 р-ра = [W1(H2S04) - W3(H2S04)] / [W3(H2S04) - W2(H2S04)] = (0,8 - 0,4) / (0,4 - 0,2) = 2: 1

Очевидно, що правило змішання можна застосовувати для вирішення будь-яких завдань типу (I), наведених раніше.

відповідь: m1р-ра/ m2 р-ра = 2: 1



Концентрація або нормальність розчину). | II. Розчини - продукти хімічних реакцій.
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати