Головна

Аналітичні способи вираження концентрації розчинів.

  1. II-2.5.3. Способи завдання цільової функції
  2. V. Способи упаковки шприців, голок, інструментів для стерилізації
  3. аналітичні жанри
  4. АНАЛІТИЧНІ МЕТОДИ РОЗРАХУНКУ СХЕМ
  5. аналітичні процедури
  6. Аналітичні, графоаналитические, статичні, імовірнісні методи проектування.

моляльна концентрація (моляльность) - Величина, що показує, скільки молей розчиненої речовини в розчині припадає на 1 кг розчинника:

 (Моль / кг)

де Vв-ва - Кількість розчиненої речовини в розчині, моль; mр-ля - Маса розчинника в розчині, кг.

титр - Величина, що показує, яка маса розчиненої речовини міститься в 1 мл розчину:

 (Г / мл)

де mв-ва - Маса розчиненої речовини в розчині, г; Vр-ра - Обсяг розчину, мл.

молярна частка речовини в розчині є відношенням числа молей цієї речовини до сумарної кількості молей всіх компонентів розчину:

,

де Vв-ва - Число молей компонента, для якого визначається молярна частка; n - Кількість компонентів розчину.

Кількісний склад розчину найчастіше виражається за допомогою поняття «концентрації», під яким розуміється вміст розчиненого речовини (в певних одиницях) в одиниці маси або обсягу.

Домовилися розчиненаречовина позначати через X, а розчинник - через S.

Найчастіше для вираження складу розчину використовують масову частку, молярну концентрацію (молярність) і мольну частку.

Масова частка - це відношення маси розчиненої речовини до загальної маси розчину. Для бінарного розчину:

 (1)

де ? (Х) - масова частка розчиненої речовини X; m (Х) маса розчиненої речовини X, г; m (S) - частка розчинника S, г; m = [m (Х) + m (S)] - маса розчину, м

Масову частку виражають у частках одиниці або у відсотках (наприклад: ? = 0,01 або ? = 1%).

Молярна концентрація (молярність) показує число молей розчиненої речовини, що міститься в 1 літрі розчину:

с (Х) = v (Х) / V, (2)

де с (Х) - молярна концентрація розчиненої речовини X, моль / л; v (Х) - кількість розчиненої речовини X, моль; V - об'єм розчину, л.

Як випливає з (2), молярна концентрація виражається в моль / л. Ця розмірність іноді позначається М, наприклад: 2МNаОН.

Молярна частка розчиненої речовини - безрозмірна величина, що дорівнює відношенню кількості розчиненої речовини до загальної кількості речовин в розчині:

 (3)

де N (Х) - молярна частка розчиненої речовини X; v (Х) - кількість розчиненої речовини X, моль; v (S) - кількість речовини розчинника S, моль.

Неважко уявити, що сума мольних часток розчиненої речовини і розчинника дорівнює 1:

N (X) + N (S) = 1. (4)

При вирішенні багатьох завдань корисно переходити від молярної концентрації до масовій частці, мольной частці і т. Д. Наприклад, молярна і процентна концентрації взаємопов'язані так:

C (X) = 10 • ? (X) • ? / M (X), (5)

 ? (X) = C (X) • M (X) / (10 • ?) (6)

де ? (Х) - масова частка розчиненої речовини, виражена в%; м (Х) - молярна маса розчиненої речовини, г / моль; р = m / (1000 V) - щільність розчину, г / мл.

Дуже часто концентрацію насиченого розчину, поряд з перерахованими вище характеристиками, висловлюють через так званий коефіцієнт розчинності або просто розчинність речовини.

Відношення маси речовини, що утворює насичений розчин при даній температурі, до маси розчинника називають коефіцієнтом розчинності:

ks = mв-ва / mр-ля. (7)

Розчинність речовини s показує максимальну масу речовини, яка може розчинитися в 100 г розчинника:

s = (mв-ва / mр-ля) • 100. (8)

5. Розрахункові формули і техніка приготування розчинів кислот, солей і лугів технічних і аналітичних концентрацій.

Завдання 1. В лабораторії є розчин з масовою часткою гідроксиду натрію 25%, щільність якого дорівнює 1,27 г / мл. Розрахуйте його обсяг, який треба змішати з водою, щоб отримати 500 мл розчину з масовою часткою NаОН 8% (щільність 1,09 г / мл).

Рішення. Будемо позначати величини, що відносяться до вихідного розчину, індексом "1" (наприклад, m1 - Маса вихідного розчину); величини, що відносяться до розчину, який треба приготувати, - індексом "2" (m2 - Маса розчину, який треба приготувати); величини, однакові для обох розчинів, індексу не матимуть.

1. Розраховуємо масу розчину NaOH, який потрібно приготувати:

m2 = V2 · ?2; m2 = 500 . 1,09 г = 545 м

2. Визначаємо масу NaOH, яка буде міститися в розчині (така ж маса гідроксиду натрію повинна міститися і в вихідному розчині, яка буде розбавлена ??водою):

Обчислюємо масу розчину з ?1(NaOH) = 25%, в якому міститься гідроксид натрію масою 43,6 г:

3. Розраховуємо обсяг вихідного розчину NaOH, який треба розбавити водою:

V1 = ; V1 =

Відповідь: обсяг гідроксиду натрію 137,3 мл.

Завдання 2. Реакція протікає за рівнянням зва2+ + 2РО43 = Ва3(РO4)2v

Напишіть два різних рівняння в молекулярній формі, відповідних цій реакції.

Рішення. До іонів в лівій частині вихідного рівняння допишемо іони з протилежним значенням заряду з таким коефіцієнтом, щоб можна було скласти формули речовин. При цьому враховуємо, що вихідні речовини повинні бути досить добре розчинні у воді. Потім ті ж іони з тими ж коефіцієнтами пишемо в правій частині рівняння:

3Ва2++ 2РО43 = Ва3(РО4)2v

6Cl- + 6Н+ = 6Сl- + 6Н+

Об'єднуючи іони обох рівностей в молекули, отримаємо рівняння реакції в молекулярній формі:

3ВаСl2 + 2Н3РВ4 = Ва3(РО4) v + 6НСl

Аналогічно підбираємо і інші відповідні іони:

3Ва2+ + 2РО43 = Ва3(РО4)2v

6NO3- + 6Na+ = 6NО3- + 6Na+

Отримуємо друге рівняння в молекулярній формі:

3Ba (NO3)2 + 2Nа3РВ4 = Ва3(РО4)2v + 6NaNO3

завдання 3. Беручи, що сірчана кислота дисоціює повністю, визначте рН її 0,012 М розчину.

Рішення. Запишемо рівняння повної дисоціації сірчаної кислоти на іони:

H2SO4  2H+ + SO42

Як бачимо, з 1 моль кислоти утворюється 2 моль Н+. Відповідно з 0,012 моль кислоти утворюється 0,024 моль Н+. Концентрація іонів водню в розчині буде дорівнює 0,024 моль / л.

Звідси рН = -lg [Н+]; рН = -lg 0,024 = 1,62.

завдання 4. Яка кількість барію потрібно взяти, щоб при його взаємодії з 1 л води утворився 2% -ний розчин гідроксиду барію?

Рішення. Барій розчиняється в воді за рівнянням

Нехай в реакцію вступило х моль Ва, тоді утворилося по x моль Ва (ОН)2 (М = 171) і Н2. Маса речовини Ва (ОН)2 в розчині становить 171x, а маса розчину дорівнює:

m (розчину) = 1000 + m (Ba) - m (Н2) = 1000 + 137x - 2x = 1000 + 135x.

Масова частка гідроксиду барію дорівнює:

? (Ва (ОН)2) = 171x / (1000 + 135x) = 0,02.

oткуда х = 0,119.

Відповідь. 0,119 моль Ва.

завдання 5. Розрахуйте масові частки речовин в розчині, що утворився при дії 25 мл 20% -ної соляної (щільність 1,1 г / мл) на 4,0 г сульфіду заліза (II).

Рішення. Сульфід заліза (II) розчиняється в соляній кислоті за рівнянням

 0,0455    0,091    0,0455    0,0455
 FeS +  2HCl =  FeCl2 + H2S ^

m (розчину НСl) = 25 • 1,1 = 27,5 м m (НСl) = 27,5 • 0,2 = 5,5 м v (НСl) = 5,5 / 36,5 = 0,151. v (FеS) = 4,0 / 88 = 0,0455. FeS знаходиться в недоліку, і розрахунок за рівнянням реакції треба вести по FеS.

В результаті реакції утворюється по 0,0455 моль FeСl2 (Масою 0,0455 • 127 = 5,78 г) і Н2S (масою 0,0455 • 34 = 1,55 г), і витрачається 0,091 моль НСl. У розчині залишиться 0,151-0,091 = 0,06 моль НСl масою 0,06 • 36,5 = 2,19 м

Маса розчину, що утворився дорівнює:

m (розчину) = 27,5 + m (FеS) - m (Н2S) = 27,5 + 4,0 - 1,55 = 30,0 г.

Масові частки речовин в розчині:

? (FеСl2) = 5,78 / 30,0 = 0,193, або 19,3%,

? (НСl) = 2,19 / 30,0 = 0,073, або 7,3%.

Відповідь. 19,3% FеСl2, 7,3% НСl.



Технічні способи вираження концентрації розчинів. | Правила приготування розчинів.

Поняття про розчини і розчинність. Класифікації розчинів. | Класифікація розчинів. | Процеси, які супроводжують розчинення. | Лабораторний посуд, ваги, необхідні для приготування розчинів технічної та аналітичної концентрації. | Правила, які стосуються титрованим розчинів. | Види термометрів, ареометрів. Термометрія. |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати