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/см^{3 .} 1,6%)/(100% ^. 160 г/моль) = 0,0254 моль.

2. Рассчитаем количество H₂S по формуле:

n(H₂S) = N(H₂S)/N_A(H₂S), где
n(H₂S) - количество сероводорода;
N(H₂S) - количество молекул сероводорода;
N_A(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.