Определение массовой доли, молярности и мольной доли

Задача 4. 
Определите массовую долю NаС1 в 0,5 М водном растворе (плотность раствора принять равной 1,000 г/мл).
Дано:
молярная концентрация NаС1 в р-ре: См(NаС1) = 0,5 моль/л.;
плотность раствора: рр-ра = 1,000 г/мл.
Найти:
массовую долю NаС1 в растворе.
Решение:
Схематично алгоритм решения можно представить так:

молярность

Наиболее удобно выбрать именно объем раствора, т.к. известная концентрация выражена в моль/л. Причем разумнее всего взять объем равный 1 л.

По записи концентрации (0,5 моль/л) видно, что в этом 1 л раствора содержится 0,5 моль чистой соли NаС1.
Определим массу 0,5 моль NаС1:

 m(NаС1) = n(NаС1) . М(NаС1) = 0,5 . 58,5 = 29,25 г.

Определим массу раствора:

 mр-ра =  Vр-ра . pр-ра = 1000мл . 1 г/мл = 1000 г.

Массовую долю NаС1 в растворе определяем, пользуясь соотношением:

молярность

Ответ: массовая доля  (NaCl) = 2,925%.


Задача 5. 
Определить молярность 18%-ного раствора Н24 в воде (рр-ра = 1,124 г/мл).
Дано:
массовая доля Н24 в растворе: массовая доля24) = 18% ;
плотность раствора: рр-ра = 1,124 г/мл.
Найти:
молярную концентрацию Н2в растворе.
Решение:
Схематично алгоритм решения можно представить так:

молярность

Наиболее удобно выбрать именно массу раствора, т.к. известна массовая доля. Причем разумнее всего взять массу 100 г.

1. Находим массу серной кислоты в выбранной массе раствора:
100 г составляют 100%
х г составляют 18%

  молярность  в 100 г 18% -ного раствора.

 2. Определяем количество вещества в 18 г Н24

молярность

 3. Используя плотность, находим объем 100 г раствора:

молярность

4. Объем переводим в литры, т.к. молярная концентрация измеряется в моль/л: Vр-ра = 89 мл = 0,089 л.

 5. Определяем молярную концентрацию:

молярность

 Ответ: СМ24) = 2,07 моль/л.


Задача 6. 
Определите мольную долю NаОН в водном растворе, если его концентрация равна 9,96 моль/л, а плотность 1,328 г/мл.
Дано:
молярная концентрация NаОН в растворе: См(NаОН) = 9,96 моль/л;
плотность раствора: рр-ра = 1,328 г/мл.
Найти:
мольную долю NаОН в растворе.
Решение:
Схематично алгоритм решения можно представить так:

молярность

 Наиболее удобно выбрать именно объем раствора, т.к. известная концентрация выражена в моль/л. Причем разумнее всего взять объем равный 1 л.

По записи концентрации (9,96 моль/л) видно, что в этом 1 л раствора содержится 9,96 моль чистого NаОН.

 Для определения мольной доли NаОН еще необходимо выявить количество вещества (n, моль) воды в выбранной порции раствора (1л). Для этого определим массу раствора и вычтем из нее массу NаОН.

молярность

 Ответ1: массовая доля NaOH = 0,16.


Задача 7. 
Мольная доля водного раствора Н3РО4 в воде составляет 7,29%(мольн.) Определите молярность этого раствора, если его плотность 1,181 г/мл.
Дано:
мольная доля Н3РО4 в растворе: Z(Н3РО4) = 7,29%;
плотность раствора: рр-ра= 1Д81 г/мл.
Найти:
молярную концентрацию Н3РО4 в растворе.
Решение:
Схематично алгоритм решения можно представить так:

молярность

Наиболее удобно выбрать такое количество раствора, в котором:

n(Н3РО4) + n(Н2О) = 100 моль.

В этой порции раствора количество вещества Н3РО4 численно совпадает с мольной долей: Z(Н3РО4) = 7,29 моль.

Для определения молярности нам осталось выявить объем выбранной порции раствора. Его можно вычислить, используя плотность раствора. Но для этого необходимо знать его массу. Массу же раствора можно рассчитать исходя из количеств веществ компонентов (Н3РО4 и Н2О) раствора. 

1. Выбранная нами порция содержит суммарно 100 моль. Количество вещества Н3РO4 нам известно. Используя эти данные, находим n(Н2О).

п(Н2О) = 100 – 7,29 = 92,71 моль.

2. Определим массу 92,71 моль воды:

m(Н2О) = n(Н2О) . М(Н2О) = 92,71 . 18 = 1669 г.

3. Определим массу 7,29 моль Н3РО4:

m(Н3РO4) = n(Н3РО4) . М(Н3РО4) = 7,29 . 98 = 714,4 г.

4. Находим массу выбранной порции раствора:

mр-ра = m(Н2О) + m(Н3РО4) = 1669 + 714,4 =2383 г.

5. Используя данные о плотности раствора, находим его объем:

молярность

6. Теперь определим молярную концентрацию:

молярность

Ответ: СМ3РО4) = 3,612моль/л.


Задача 8. 
Определите мольные доли веществ в водном растворе КОН, если массовая доля гидроксида калия в нем составляет 10,00%.
Дано:
массовая доля КОН в растворе: массовая доля (КОН) = 10,00%;
Найти:
мольную долю КОН и Н2O(в растворе: Z(КОН) = ?; Z(H2O) = ?
Решение:
Схематично алгоритм решения можно представить так:

молярность

Наиболее удобно выбрать именно массу раствора, т.к. известна массовая доля. Причем разумнее всего взять массу 100 г. В этом случае массы каждого компонента совпадут с численным значением массовой доли:

m(КОН) = 10 г, m(Н2О) = 100 – m(КОН) = 100 – 10 = 90 г.

1. Определим количество вещества (n, моль) воды и КОН.

молярность

2. Определяем мольную долю КОН

молярность

3. Определяем мольную долю воды:

Z(Н2O) = 1 – Z(КОН) = 1 – 0,035 = 0,965.

Ответ:  Z(КОН) = 0,035 (доли от 1) или 3,5%(мольн.);


Задача 9. 
Определите массовые доли веществ в водном растворе Н2SО4, если мольная доля серной кислоты в нем составляет 2,000%.
Дано:
мольная доля Н24 в растворе: Z (Н24)= 2,000%;
Найти:
массовые доли Н24 и Н2О в растворе: массовая доля (Н24) = ?;  массовая доля (Н2O) г ?
Решение:
Схематично алгоритм решения можно представить так:

молярность

Наиболее удобно выбрать такое количество раствора, в котором n(Н24) + n(Н2О) = 100 моль. В этой порции раствора количество вещества Н24 численно совпадает с мольной долей: nН24= 2 моль.

1. Находим количество вещества воды в выбранной порции 

n(Н2О) = 100 моль – 2 моль = 98 моль.

2. Определяем массы Н24 и Н2О по найденным значениям количеств веществ.

m (Н24) = n(Н24) . М(Н24) = 2 . 98 = 196 г.

m(Н2О) = n(Н2О) . М(Н2О) = 98 . 18 = 1764 г.

3. По массам компонентов раствора находим их массовые доли.

молярность

Ответ: массовая доля  = 10%; массовая доля (Н2О) = 90%.


Комментарии; 
1 Мольная доля выражена в долях от единицы.