Рассчеты, связанные с процентной концентрацией растворов

 

Определение массы осадка

 

Задача 26.
Через 250 мл 1,6% раствора сульфата меди (2) с плотностью 1,016г/см3 пропустили 9,03.10-21 молекул сероводорода. Напишите уравнение реакции. Какой из реагентов взят в избытке? Определите массу осадка.
Решение:
Уравнение реакции имеет вид:

CuSO4 + H2S = CuS(осадок) + H2SO4

Из этого уравнения реакции вытекает, что 1 моль CuSO4 реагирует с 1 моль Н2S, образуя 1 моль CuS. 
1. Определим количество CuSO4 по формуле:
n(CuSO4) = [V(p-pа) p(p-pa) w%]/[100% . M(CuSO4)], где 
n(CuSO4) - количество CuSO4;
V(p-pа) - объем раствора;
p(p-pa) - плотность раствора;
M(CuSO4) - молярная масса CuSO4;
w% - процентное содержание CuSO4 в растворе.
Расчет количества CuSO4 в растворе:
n(CuSO4) = (250 мл . 1,016г/см3 . 1,6%)/(100% . 160 г/моль) = 0,0254 моль.
2. Рассчитаем количество H2S по формуле:
n(H2S) = N(H2S)/NA(H2S), где
n(H2S) - количество сероводорода;
N(H2S) - количество молекул сероводорода;
NA(H2S) - число Авогадро, которое равно 6,02.10-23.
При расчете количества H2S, получим:
n(H2S) = 9,03 .10-21/6,02.10-23 = 0,015 моль.
Таким образом, H2S взят в недостатке, а сульфат меди в избытке (0,015 < 0,0254).
Очевидно, что CuS получится тоже 0,015 моль.
Отсюда
m(CuS) = n(CuS) M(CuS) = 0,015 . 96 = 1,44 г.

Ответ:
1. В избытке взят CuSO4;
2. Масса осадка CuS равна 1,44 г.
 


Определение объема раствора

Задача 27.
Сколько миллилитров раствора NH4OH с массовой долей w% = 10,4 (%) и плотностью р = 0,956 (г/мл) потребуется для нейтрализации раствора H2SO4, содержащего массу m = 1,47г растворенного вещества?
Решение:
Уравнение реакции нейтрализации:


  хг                1,47г
 2NH4OH + H2SO4 = (NH4)2SO4 + 2Н2О
 34г                98г

Рассчитаем массу NH4OH, которая необходима для нейтрализации 1,47г H2SO4 из пропорции:
 хг ------- 1,47г
 34г ----- 98г; 
х = (34 . 1,47)/98 = 0,51г.

Рассчитаем массу 1л раствора NH4OH:

 m(р-ра NH4OH) = 1000 мл . 0,956 г/мл = 956г.

Тогда масса растворенного NH4OH в 1л раствора будет составлять:

 m(NH4OH) =  m(р-ра NH4OH) . w%  (956г . 10,4%)/100% = 99,424г
 
Находим объем раствора NH4OH, взятого для нейтрализации раствора H2SO4:
 956 г -------------1000 мл
 0,51 г ------------х мл; 
х = (0,51г . 1000мл)/99,424г = 5,13 мл или 5,1 мл.

Ответ: V = 5,1 мл.