Решение задач по химии на расчет концентраций растворов веществ

Вычисление молярности и нормальности раствора

 

Задача 48.
1.Сколько граммов CuSO₄ содержится в 10 мл 0,2 М раствора? Какова его нормальность?
2. Вычислить молярность и нормальность 5%-ного раствора H₃PO₄, плотность которого равна 1,027 г/мл.
Решение:
М(CuSO₄) = 160 г/моль;
М(Н₃РО₄) = 98 г/моль.
1) Молярность раствора показывает, солько молей вещества растворено в 1000 мл воды, а нормальность - сколько г-эквивалентов вещества растворено в 1000 мл воды.
Рассчитаем сколько молей содержится в 10 мл 0,2 М раствора, получим:

n(CuSO₄) = (10 ^. 0,2)/1000 = 0,002 моль.

Находим сколько граммов CuSO₄ содержится в 10 мл 0,2 М раствора, получим:

m(CuSO₄) = n(CuSO₄) ^. М(CuSO₄) = 0,002 ^. 160 = 0,32 г.

Молярная масса эквивалента соли рассчитывается по формуле: Мэ = М(соли)/число атомов металла ^. валентность металла, получим:

Мэ(CuSO₄) = М(CuSO₄)/(1^.2) = 160/2 = 80 г/моль. 

Значит, Сн = [m(CuSO₄) ^.1000]/[Мэ(CuSO4) ^. 10] = (0,32 г ^. 1000 мл)/(80 г/моль ^. 10 мл) = 0,4 моль/л.

2) Для расчета молярности и нормальности раствора найдем массу фосфорной кислоты в 1 л (1000 мл) 5%-го раствора: 

m(Н₃РО₄) = (w% ^. V ^. p)/100% = (5% ^. 1000 мл ^. 1,027 г/мл)/100% = 51,35 г.

См = n(Н₃РО₄) = m(Н₃РО₄)/M(Н₃РО₄) = 51,35 г/98 г/моль = 0,524 моль/л.

Молярная масса эквивалента Н₃РO₄ равна 98/3 = 32,7 г/моль.

Тогда Сн = m(Н₃РО₄)/Mэ(Н₃РО₄) = 51,35 г/32,7 г/моль = 1,57 моль/л.

Ответ: 1) m(CuSO₄) = 0,32 г, Сн(CuSO₄) = 0,4 моль/л; 2) m(Н₃РО₄) = 51,35 г, Сн(Н₃РО₄) = 1,57 моль/л.
 

---

Задача на смешение растворов

Задача 49.
К 3 л 10%-ного раствора HNO₃, плотность которого 1,054 г/см³, прибавили 5 л 2%-ного раствора той же кислоты плотностью 1,009 г/см₃. Вычислите процентную и молярную концентрации полученного раствора, если считать, что его объем равен 8 л.
Дано:
M(HNO₃) = 63 г/моль; 
V₁ = 3 л = 3000 см3;
V₂ = 5 л = 5000 см3;
V₃ = 8 л = 8000 см3;
р₁ = 1,054 г/см3;
р₂ = 1,009 г/см3;
w%₁ = 10;
w%₂ = 2;
w%₃ = ?;
С₃ = ?;
р₃ = ?
Решение:
Рассчитаем массы растворов кислот, получим:

m(р-ра)₁ = 3000  ^. 1,054 г/см³ = 3162 г;
m(р-ра)₂ = 5000 ^. 1,009 г/см³ = 5045 г;

Общая масса раствора, полученного после смешения:

m(р-ра)₃ = m(р-ра)₁ +  m(р-ра)₂ = 3162 + 5045 = 8207 г.

Рассчитаем массу HNO3 в обоих растворах, получим:

m₁ = [w%1 ^. m(р-ра)1]/100% = (10% ^. 3162)/100% = 316,2 г;
m₂ = [w%2 * m(р-ра)2]/100% = (2 ^. 5045)/100% = г.100,9 г.

Определим массу HNO₃ в полученном растворе после смешения, получим:

m₃ = m₁ + m₂ = 316,2 + 100,9 = 417,1 г.

Рассчитаем процентную концентрацию, получим:

w%₃ = (m₃ ^. 100%)/m(р-ра)₃ = (417,1 ^. 100%)/8207 = 5,08%.

Рассчитаем молярную концентрацию, получим:

С₃ = [m(в-ва)/M(в-ва)]/V(р-ра) = [m₃/М(HNO₃)]/V₃ = [(417,1/63)]/8 = 0,83 М.

Рассчитаем плотность полученного раствора:

р₃ = m/V₃ = 8207/8000 = 1,026 г/см³.

Ответ: w%₃ = 5,08%; p₃ = 1,026 г/см³; C₃ = 0,83 М.

---